地质滑坡与地应力的关系.doc

PAGE  PAGE 5 地质滑坡成因与几何边界条件的探测 煤炭科学研究总院西安研究院 王文祥 研究员 摘要：产生滑坡的三个充分必要条件是：物质域、空间域、应力域，三者缺一都不会发生地质滑坡。空间域即几何边界条件。产生地质滑坡的几何边界条件之一是必然要形成。在地下如何探知潜伏的滑动面，需要借助地球物理勘探方法才能办到。本文介绍的探测的方法是利用天然电磁波场源如何对潜在的地质滑坡滑动面根据低电磁电阻率条带是否形成加以确定。 关键词：地质滑坡 天然电磁波法勘探 物质域 空间域 应力域 地质滑坡概述 滑坡：即是指山（斜）坡体上的部分岩体或土体在自然或人为因素的影响下，在某一时刻、沿某一个滑动面向下运动的现象称为滑坡。 地质滑坡是长期地质作用的产物，其形成受各种条件制约。大致可分为自然因素和自然与人为因素两???类。单纯人为因素的滑坡不属于地质滑坡范畴，如黄土层人为预留的坡度不合理，在重力作用下短时间内出现的滑坡。 触发地质滑坡的因素很多。其中降雨、人类的工程活动和地应力活动是最常见滑坡地质灾害的诱因。很自然产生地质滑坡的边界条件有三种：其一物质边界条件（简称物质域）；其二几何边界条件（简称空间域）；其三应力边界条件（简称应力域）。 所谓物质边界条件是指滑坡过程中运移的岩体和土体；所谓几何边界条件是指滑坡产生时，运移的岩体和土体底部有无二维的滑动面和滑动体运移后有无滞留的三维空间；所谓应力边界条件是指滑坡产生时沿滑动面向下的作用力大于作用在滑动面上的静摩擦力； 很显然在降雨过程中，水的润滑作用降低了山体滑坡或泥石流在滑动面上的静摩擦力，地应力活动导致地球表面山体某些不连续的破裂面形成山体滑坡底部连续的活动面（人类的工程活动有的是加速滑动面的产生，有的是为山体滑坡提供滞留的三维空间位置）。前者一般与雨季、地表水的活动季节有关，这类地质滑坡说明在大多情况下，几何边界条件已经具备或接近具备，所差是应力边界条件；后者一般与地下地应力的积聚、释放有关，在大多数情况下，几何边界条件不成熟，一旦几何边界条件成熟，滑坡马上出现。 由于导致几何边界产生的地应力的边界条件人们不容易觉察到，所以其出现的时间多具随机性，大部分与地震的出现相伴生或滞后某些时间，有的是一段较长或更长的时间。 了解了上述地质滑坡的成因，才能产生相关的探测、监测、预警、预防和治理的对策。 2. 与降水有关的地质滑坡（泥石流） 依据其成因，这类地质滑坡要注重在地形地貌地质调查上面做文章。也就是在物质域和几何域上面做文章，其次是应力域。 物质域方面 主要考察岩土类型，岩石、土体是产生滑坡的物质基础，通常各类岩石、土体都能构成滑坡体，其中结构松软，抗剪强度和抗风化能力低。在水的作用下，其性质易发生变化的岩石，土体，如松散的黄土、红粘土、页岩、煤系地层等所构成的斜坡体最易发生滑坡。 几何域方面 主要研究地形、地貌特征。只有处于一定的地貌部位，具备一定坡度的斜坡，才可能发生滑坡，前沿开阔的山坡，铁路、公路和工程建筑物边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。另外坡度大于10度小于45度，下陡中缓上陡，上部成环状的坡形也是产生滑坡的有利地形。归纳起来犹如下几点： 1）滑坡体表面总体坡度较陡，而且廷伸较长，坡面高度不平； 2）有滑坡平台，面积不大，且不向下缓倾； 3）滑坡体表面有泉水，湿地、且有新生冲沟； 4）滑坡体表面有不均匀的局部平台。参差不齐； 5）滑坡前沿有土石松散，小型垮塌时有发生，并且面临有被河水冲刷的危险； 6）滑坡体上无巨大直立树木； 7）滑坡体地表有无较大裂隙；如1983年3月17日17时45分发生于甘肃洒勒山的滑坡是一个典型的实例。滑坡于1979年9月起动，当时在北坡发现宽约lOcm的东西向的裂隙，自1982年l0月至l2月开始进入挤压滑坡阶段，最终于1983年3月进入剧变和滑动阶段。滑坡体积5000m3，摧毁村庄4个。 8）山体特殊观测点相对于某标准点是否出现位移； 9）高山峻岭中通过的河道通常为滑坡提供了理想的临空面。如1943年2月7日在甘肃共和县的查纳滑坡是发生于西北黄土半成岩地区的一次规模巨大的灾害。滑体总量达1.27亿m3，滑速达40m3/s，100余人遇难，黄河曾短期断流； 10）注意古滑坡体和堆积体边坡的复活。 应力域方面 主要调查斜坡岩主体岩石的地层倾角与坡角关系、岩石破碎程度、较大破裂面产状、断层三角面有无、区域构造线方向和局部构造线方向与现代应力场的交角等构造成因，地表水冲刷、河流、河床、阶地与山坡的几何关系以及不合理的人工活动，如开挖坡脚，坡体堆截，爆破，矿山开采等。只有被各种结构面切割成不连续状态时，才可能具备向下滑动的条件。 3. 与应力活动有关的地质滑坡 3.1 受地震影响的地质滑坡 地震是诱发滑坡的重