滑坡形成的力学条件及成因分析

滑坡形成的力学条件及成因分析

[摘要]滑坡是在山区地域范围内一种较为常见的自然灾害，常伴随重大财产损失和人员伤亡事故的发生。本文对滑坡的形成条件进行了推理剖析，并对其成因做了较为全面的剖析，仅供同业参考。

[关键词]滑坡形成条件力学模式成因

[中图分类号] P642.22 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-6-278-2

0前言

我国是世界上滑坡、泥石流灾害较为严重的国家之一。从我国地形结构可以看出，山区陡坡面积占总面积的2/3强，这种地形和地貌特征为山体滑坡、泥石流等自然灾害提供了前提条件，再加上近年来台风、暴雨、地震等强对流天气频发，使得滑坡、泥石流活动更为频繁。多年来，国内外专家学者在整治滑坡方面做了大量调查研究工作，试图从研究数表、力学曲线、经验公式等各方面进行深入研究，以便更加全面地了解滑坡体形成条件与形成因素，为人类造福。

1滑坡的形成条件

滑坡的发生是斜坡岩（土）体平衡条件遭到破坏的结果。由于斜坡岩（土）体的特性不同，滑动面的形状有各种形式，基本的为平面形和圆柱状两种。二者表现虽有不同，但平衡关系的基本原理还是一致的。

（1）当滑动面沿AB滑动时的力系如图1所示。其平衡条件为

E=KGsinα-Gcosαtgψ-cL。

式中：G―滑体总重量，KN/m；α―滑面与水平面间的夹角，。；L―滑面长度，m；c―滑面上的单位粘聚力，Kpa；ψ―滑体的内摩擦角，。；K―安全系数；E―滑体下滑力，KN/m。

很显然，若E>0，斜坡平衡条件将遭破坏而形成滑坡；若E≤0，则滑坡处于稳定或极限平衡状态。

（2）当滑动面沿圆柱面滑动时的力系如图2所示。图中AB为假定的滑动圆弧面，其相应的滑动中心为O点，R为滑弧半径。过滑动圆心O作一垂线OO’，将滑动体分成两部分，OO’右侧部分为“下滑部分”，具有向下滑动的趋势；OO’左侧为“阻滑部分”，起着阻止滑动的作用。平衡条件为E=K∑G1isinαi―tg ψ（∑G1icosαi +∑G2jcosαj）―c（∑Li+∑Lj）―G2jsinαjs。

式中：G1i―滑体下滑部分第i个条块的重量，KN/m；G1j―滑体阻滑部分第j个条块的重量，KN/m；αi―滑体下滑部分第i个条块所在圆弧段中心点的半径线与通过圆心的竖线之间的夹角，。；αj―滑体阻滑部分第j个条块所在圆弧段中心点的半径线与通过圆心的竖线之间的夹角，。；c―滑面上的单位粘聚力，Kpa；ψ―滑体的内摩擦角，。；Li―滑体下滑部分第i 个条块所在圆弧段滑面的长度，m；Lj―滑体阻滑部分第j个条块所在圆弧段滑面的长度，m；E―滑体下滑力，KN/m.

若E>0，斜坡平衡条件将遭破坏而形成滑坡；若E≤0，则滑坡处于稳定或极限平衡状态。

2影响滑坡的主要因素与发生机理分析

从上述分析可以看出，滑坡平衡条件的破坏与否，取决于下滑力（矩）与滑力（矩）的关系。因此，凡是引起改变斜坡外形和使岩土性质恶化的所有因素，都将是影响滑坡形成的因素。而要对滑坡稳定性、预测滑坡变形破坏趋势做出正确的评价，首先要弄清滑坡变形破坏的机理。因为坡体产生变形破坏不单单与外部因素有关，还与决定斜坡坡体产生的内在条件相辅相承。

2.1地形地貌特征

地形地貌特征是形成滑坡的前提和基础。一般的，坡度大于10度，小于45度，下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。如果坡体处于沟谷凹槽地段的陡坡处，斜坡坡度大，滑坡体前后缘相对高差较大，原始地形上表现为坡体中上部陡峻，中下部较为平缓，形成的陡坎为堆积体局部失稳准备了基本条件。

2.2岩性特征及地质条件

滑坡主要发生在易于亲水软化的土层中和一些结构松散的软质岩层中，当坚硬岩石或岩体内存在有利于滑动的软弱面时，在适当的条件下极易形成滑坡。在地质方面，组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时，才有可能向下滑动的条件。同时构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡，特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时，最易发生滑坡。

2.3暴雨、地震、山洪等强对流天气影响

我国是地质灾害多发国家。近年来，随着全球气候恶劣化程度的加重，我国暴雨天气频发，仅2013年，除西北个别省区外，几乎都有暴雨出现。加之我国处于亚欧板块与太平洋板块交界，地震灾害不断。

从滑坡发生的时间分析：绝大多数滑坡都发生于夏季，原因是我国南方山区夏季平均降雨量大，且降雨较集中，强度大，多暴雨。这种长时间的暴雨使斜坡土体饱和，碎块石土由于碎块石含量高，块径大，局部还有架空现象，地表水易沿碎块空隙下渗，特别是当滑坡后缘边界地表植被遭破坏时，地表水将直接渗入滑带，滑带强度将大大降低，随着滑面的逐步形成，最终发展为整体滑动。

2.4人为活动影响

为了满足人们的经济活动需要，人类对我们生存的星球进行大肆破坏和无度开发，在坡体上开发梯田进行耕种，破坏了原地表植被，同时灌溉加强了地表水渗入滑带土的强度，软化滑带土，降低了滑带土的强度，不利于滑坡的稳定。在山体中间开凿隧道，破坏了其整体稳定性，埋下无穷隐患。山路修建时，不合理的人为开挖使坡体前部出现临空面，卸荷作用使坡体松弛范围扩大，原有的结构面进一步张开，有利于地表水的下渗，软化结构面强度，加剧了坡体的变形。

3结束语

综上所述，滑坡的发生除了与地貌、地质等内在的原因有关，还与自然环境（气候环境、地质环境、生态环境、水环境等）和人类活动引起环境（水环境、工程环境、生态环境）变化等外在原因有关。因此，对滑坡体影响因素进行综合考虑，通过对滑坡区进行了野外地形测图、地球物理探查、工程地质填图及钻孔勘探，以及必要的岩石力学试验，才能够做出准确的判断，以便实行彻底有效的治理措施。

参考文献

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