摘 要:甘房危巖體位于金陽縣包谷山村省道S208內(nèi)側(cè)陡崖處。危險(xiǎn)區(qū)居住著包谷山村甘房組十幾戶居民,天地壩鎮(zhèn)中心校亦位于危險(xiǎn)范圍內(nèi),危巖體危害性大。文章結(jié)合該區(qū)的地形地貌特點(diǎn),分析了危巖體形成發(fā)育的環(huán)境地質(zhì)條件,變形機(jī)理和影響因素。重點(diǎn)分析了巖體上下部位因巖性的差異而導(dǎo)致卸荷裂隙發(fā)育及巖體裂隙發(fā)育的過程,在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用赤平投影圖解的方法,分析了控蹦結(jié)構(gòu)面與臨空面之間的空間關(guān)系,對危巖體進(jìn)行評價(jià),得出崩塌的類型和特征與實(shí)際相符。
關(guān)鍵詞:危巖體;地質(zhì)條件;變形機(jī)理;赤平投影;穩(wěn)定性
甘房危巖體位于金陽縣省道S208內(nèi)側(cè),地理中心坐標(biāo):X=3069985、Y=18327316。區(qū)內(nèi)為甘房組居民集中居住區(qū),危巖體主要分布于斜坡體中部,危巖帶體積約2100m3。該危巖體的存在,嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ia(chǎn)和生活秩序。已造成2間房屋被毀(房屋現(xiàn)已翻新),幸無人員傷亡。危險(xiǎn)區(qū)居住著天地壩鎮(zhèn)甘房組十幾戶居民,天地壩鎮(zhèn)中心校亦位于危險(xiǎn)范圍內(nèi)。危巖帶沿斜坡帶呈近南北向展布,坡度總體在54°~78°左右,局部在80°以上,危巖帶沿走向長約35m,寬約10m,厚度約6m。危巖帶所在區(qū)域高程約1600.42m,距離坡腳省道S208高差約50m。而其中的危巖為帶狀砂巖中被裂隙切割形成的危險(xiǎn)塊體,呈探頭懸空及孤立塊體斜靠等形式分布在砂巖陡崖上,危巖體受新構(gòu)造運(yùn)動作用,在陡崖帶形成卸荷拉裂帶,加之巖體中原有構(gòu)造裂隙的切割,形成傾向坡外的楔形體,在暴雨產(chǎn)生的空隙水壓力、地震及爆破震動等作用下,促使分割體重心外移,誘發(fā)崩塌發(fā)生。
1 危巖體的環(huán)境地質(zhì)條件
1.1 地形地貌
危巖崩塌帶沿山脊近南北展布北高南低,崩塌帶后緣高程1600~1630m。北段、中部山脊稍寬緩,坡角54~78°,局部為陡崖陡崖高20~40m。南段山脊為典型的“刀背嶺”地形,地形險(xiǎn)峻,陡崖高50~90m,陡崖下部為陡斜坡地形,坡角40~45°坡面不平,孤石林立。整個(gè)崩塌帶地勢總體呈北高南低之勢,坡頂坡腳相對高差約120~140余米,溝谷深割,地形地貌條件復(fù)雜。
1.2 地層巖性
據(jù)現(xiàn)場勘探揭露與調(diào)繪,出露地層有第四系全新統(tǒng)耕植土(Q4ml)和殘坡積碎石土(Q4el+dl)。下伏基巖為寒武系滄浪鋪組(∈c)砂巖,砂巖呈灰白到青灰色,巨厚到塊層狀構(gòu)造,鈣泥質(zhì)膠結(jié),主要礦物成分為石英、長石,少量云母及暗色礦物,新鮮巖體巖質(zhì)較硬,強(qiáng)風(fēng)化厚度1~3m,裂隙發(fā)育。砂巖下方夾厚度不等的泥巖,紫紅色,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),鈣質(zhì)膠結(jié),主要成分為粘土礦物及石英、云母,強(qiáng)風(fēng)化深度3~5m,表層多呈碎裂崩落。據(jù)分析,下部的泥巖和少量粉砂巖抗風(fēng)化能力較弱,致使下方易被掏空形成巖腔,在上部巖體的自重作用下,基座的軟質(zhì)巖石發(fā)生壓縮流變及剪切流變,對陡崖帶上部巖體破壞起控制作用。
1.3 地質(zhì)構(gòu)造
經(jīng)過對斜坡體節(jié)理裂隙調(diào)查,危巖體主要受5組結(jié)構(gòu)面控制,結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及性狀分別為:①320°∠24°,層理面,崩塌的底滑面。②282°∠76°,裂隙面,裂隙面平直,裂縫寬度1mm~10mm,間距0.2m~0.5m,構(gòu)成崩塌的后緣控制面。③130°∠66°,為裂隙面,裂隙面較平直,泥質(zhì)填充為側(cè)向控制面。④212°∠64°,為裂隙面,裂隙面平直,局部微彎,間距0.3m~1.5m,構(gòu)成崩塌的側(cè)向控制面。⑤28°∠70°,為裂隙面,泥質(zhì)填充,亦為側(cè)向控制面。據(jù)野外地面調(diào)查,區(qū)內(nèi)荷裂隙發(fā)育,貫通性好,多無充填或少量泥質(zhì)充填,結(jié)合差,與層面組合切割巖體形成獨(dú)立塊體,對危巖塊體的形成和破壞起決定性因素。
1.4 水文地質(zhì)條件
調(diào)查區(qū)主要是自然降雨補(bǔ)給,由于微地貌主要為逆向坡地形,地表水排泄條件一般,地表水在坡體大部分呈散流狀,匯入坡內(nèi)較大沖溝。調(diào)查區(qū)降雨量較大,促進(jìn)了巖體與基座的風(fēng)化作用,產(chǎn)生靜水壓力,同時(shí)水對裂隙內(nèi)充填物質(zhì)有軟化作用,在流動時(shí)還能帶走細(xì)粒物質(zhì),降低縫內(nèi)充填物的凝聚力,惡化危巖體穩(wěn)定性。
2 危巖體形成機(jī)制及評價(jià)
2.1 危巖形成機(jī)制分析
如前所述,調(diào)查區(qū)地形陡峻,陡崖眾多,地形臨空條件好。受構(gòu)造影響,巖體多碎裂,下部破碎巖體風(fēng)化剝落形成凹腔,或局部軟質(zhì)粉砂巖風(fēng)化剝落臨空。巖體中各裂隙面與層面組合將巖體切割成梭型體或柱狀體,在下部基座巖體發(fā)生崩落形成臨空的情況下,上部巖體即發(fā)生崩落或卸荷裂隙發(fā)展擴(kuò)大形成危巖。區(qū)內(nèi)降雨豐沛,氣溫年較差和日較差大,坡頂植被生長良好,植被根須發(fā)達(dá),根劈作用較強(qiáng)。
此外,由于多組結(jié)構(gòu)面將巖體切割成不穩(wěn)定的塊體,當(dāng)?shù)撞堪记换蚺R空發(fā)育深大時(shí),上部巖體失去支撐,卸荷作用加劇,形成切割巖體的結(jié)構(gòu)面,從而形成墜落式危巖。當(dāng)?shù)撞啃纬砂记换虬l(fā)育不大時(shí),底部巖體對上部結(jié)構(gòu)面切割成的不穩(wěn)定塊體起到良好支撐作用,此時(shí)在裂隙水壓力、植物根劈作用等作用下易形成傾倒式危巖體。
2.2 危巖體穩(wěn)定性評價(jià)
根據(jù)崩塌變形特征,區(qū)內(nèi)危巖一直處于發(fā)展變形過程中,結(jié)合危巖破壞模式及已經(jīng)出現(xiàn)的變形破壞跡象,采用赤平投影圖對崩塌帶的穩(wěn)定性進(jìn)行定性分析評價(jià)。陡崖帶總體坡向122°,坡角72°,結(jié)合巖層和裂隙面的產(chǎn)狀可作出赤平投影如圖1所示。
首先,分析單組裂隙對邊坡穩(wěn)定性的影響。由圖1可見,裂隙1傾向與巖體坡向相同,傾角小于坡角,為外傾不利結(jié)構(gòu)面,對邊坡的穩(wěn)定影響大;裂隙2傾向與坡向相反,不影響邊坡的穩(wěn)定;裂隙3與裂隙4傾向與坡向近垂直,傾角小于坡角,對邊坡穩(wěn)定影響不大。經(jīng)赤平投影,可解得每兩組裂隙相交所形成梭線的傾覆方向和傾覆角與坡向、坡度的關(guān)系,進(jìn)過分析列舉其中導(dǎo)致巖體失穩(wěn)的3組裂隙組合如表1所示。
由表1可見,結(jié)構(gòu)面組合不利于巖體穩(wěn)定的組合情況有:裂隙1與裂隙2組合,裂隙1與裂隙3組合,裂隙1與裂隙4組合。其組合情況均為傾向與坡向相同,且傾覆角均小于坡角,形成危險(xiǎn)外傾結(jié)構(gòu)面組合,上述三種裂隙組合在適宜條件下一旦貫通,將對危巖體切割成碎裂的、不穩(wěn)定柱狀體。
通過野外調(diào)查判別及赤平投影分析可知,崩塌區(qū)陡崖帶在天然、暴雨工況是穩(wěn)定的,這符合陡崖帶經(jīng)歷多年暴雨影響并未發(fā)生大規(guī)模破壞失穩(wěn)的事實(shí),定性分析符合野外鑒別結(jié)果,綜合分析評價(jià)說明區(qū)內(nèi)陡崖在天然及暴雨工況下不會整體或大規(guī)模破壞失穩(wěn)。而上述赤平投影分析中可看出,受結(jié)構(gòu)面切割形成的眾多危巖體穩(wěn)定性較差,在振動、暴雨等不利工況下易發(fā)生崩塌失穩(wěn),眾多危巖體處于基本穩(wěn)定~欠穩(wěn)定狀態(tài),這也符合陡崖帶上碎裂巖塊在暴雨時(shí)常發(fā)生崩落的事實(shí)。因而,在不利工況下崩塌帶發(fā)生局部崩塌失穩(wěn)的可能性較大。
3 結(jié)束語
該危巖體的形成機(jī)制受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、降雨作用和植物根劈等作用的影響,更重要的是受地層巖性和結(jié)構(gòu)裂隙的控制。地層巖性的下軟上硬,導(dǎo)致巖體底部凹腔或臨空發(fā)育深大,上部失去支撐,卸荷作用加劇。幾組裂隙和裂隙的組合更是將巖體切割成碎裂的、不穩(wěn)定的柱狀體,不利于巖體整體的的穩(wěn)定。
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