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        烏蘇市賽力克提牧場滑坡發(fā)育特征及影響因素分析

        2021-04-02 23:24:16
        地下水 2021年1期
        關(guān)鍵詞:研究

        龐 鵬

        (新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì),新疆 烏魯木齊 830091)

        研究區(qū)位于新疆烏蘇市西大溝鎮(zhèn)賽力克提牧場,距烏蘇市西南約36 km處,行政區(qū)劃隸屬于烏蘇市西大溝鎮(zhèn)管轄。賽力克提牧場滑坡災(zāi)害點(diǎn)位于賽力克提牧場牧業(yè)小學(xué)東北側(cè)。由于目前對(duì)研究區(qū)內(nèi)存在的地質(zhì)災(zāi)害沒有采取任何有效防治措施,滑坡地質(zhì)災(zāi)害在暴雨、融雪以及地震等條件下再次發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性很大,一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害將滑坡體后緣平臺(tái)上村民生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。因此,本文以研究區(qū)內(nèi)HP1滑坡為研究對(duì)象,在野外實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上,結(jié)合相關(guān)參考文獻(xiàn)[1-5],從對(duì)研究區(qū)孕災(zāi)條件分析的角度出發(fā),對(duì)賽力克提牧場HP1滑坡災(zāi)害的發(fā)育特征和影響因素進(jìn)行分析,進(jìn)而可以為后續(xù)滑坡災(zāi)害的防治提供理論依據(jù)。

        1 孕災(zāi)環(huán)境條件分析

        1.1 地形地貌

        研究區(qū)位于天山北麓低山區(qū),總體地勢南高北低。研究區(qū)總體呈不規(guī)則多邊形,滑坡體頂部較為平坦,表層覆蓋厚度約為1 m的粉土,分布有牧場草場、房屋及學(xué)校。斜坡坡面東西寬0.15~0.3 km,南北長0.6 km,高程1 405~1 555 m,最大高差150 m。

        1.2 地層巖性

        研究區(qū)出露地層主要為古近系和全新統(tǒng)。古近系主要在坡體局部及下伏地層中出露,強(qiáng)風(fēng)化泥巖,紅褐色,松軟,呈破碎狀,夾有膠結(jié)碎石,碎石礫徑1~3 mm,膠結(jié)程度強(qiáng),碎石母巖成分為石英,表層可用鎬頭挖動(dòng),巖層產(chǎn)狀為346°∠10°。全新統(tǒng)主要包括全新統(tǒng)坡積層和全新統(tǒng)沖洪積層。

        1.3 工程地質(zhì)條件

        根據(jù)區(qū)域工程地質(zhì)條件,按照巖土體的組成巖性、結(jié)構(gòu)類型、巖土強(qiáng)度等,將研究區(qū)內(nèi)巖土體劃分為兩個(gè)工程地質(zhì)巖組:

        (1)軟弱-較軟弱的層狀碎屑巖巖組

        分布于研究區(qū)內(nèi)出露的基巖區(qū),巖性為泥巖,常見鈣質(zhì)硅質(zhì)膠結(jié)或泥質(zhì)膠結(jié),層理清晰,鈣質(zhì)硅質(zhì)膠結(jié)的巖石力學(xué)強(qiáng)度中等,抗壓強(qiáng)度30~80 MPa,泥質(zhì)膠結(jié)的力學(xué)強(qiáng)度低,抗壓強(qiáng)度<30 MPa。

        (2)單一結(jié)構(gòu)碎石土土體巖組

        主要分布于滑坡體頂部平臺(tái),滑坡體斜坡和坡腳及二溝河溝道內(nèi)。分布于滑坡體頂部平臺(tái)土體巖性以粉土、角礫、漂石為主,磨圓度較差,結(jié)構(gòu)松散-稍密,厚度較大且均勻,工程地質(zhì)條件較好。分布于滑坡體斜坡和坡腳土體以殘坡積粉土、角礫、漂石為主,磨圓度差或一般,結(jié)構(gòu)松散,平均厚度1.2~2.4 m,由上游至下游厚度逐漸減小,工程地質(zhì)條件差。分布于二溝河溝道內(nèi)為沖洪積砂卵礫石,厚度2~5 m。

        1.4 水文地質(zhì)條件

        研究區(qū)地下水類型主要為基巖裂隙水、第四系松散巖類孔隙潛水。

        1.4.1 基巖裂隙水

        分布于研究區(qū)斜坡所在的低山區(qū),地下水賦存于古近系,含水層巖性為強(qiáng)風(fēng)化泥巖;地下水水位埋深較小,在斜坡地帶無固定水位。該區(qū)地下水主要接受大氣降水滲入和冰雪融水滲入補(bǔ)給,地下水在深切的溝谷處多以潛流的形式向溝道(二溝河)內(nèi)排泄。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,研究區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)泉水出露?;鶐r裂隙水富水性差,單泉流量為0.1~1 L/s,部分小于0.1 L/s。

        1.4.2 松散巖類孔隙潛水

        分布于研究區(qū)東部下游溝道(二溝河)內(nèi),賦存于第四系松散地層中,含水層巖性為砂卵礫石,巖性結(jié)構(gòu)松散、孔隙大、透水性強(qiáng),溝道內(nèi)可見常年流水,溝道內(nèi)水流量約600 m3/d,水量豐富;該區(qū)地下水接受大氣降水滲入、基巖裂隙水補(bǔ)給,地下水由高處向低處徑流匯入二溝河,徑流條件較好,地下水排泄主要以向北部四棵樹河側(cè)向徑流方式排泄。水質(zhì)良好,礦化度<0.5 g/L,水化學(xué)類型為重碳酸鈣型水。

        2 滑坡災(zāi)害發(fā)育特征分析

        研究區(qū)共發(fā)育有3處滑坡災(zāi)害點(diǎn),1處為已發(fā)生滑坡災(zāi)害,為滑坡體HP2,分布于研究區(qū)中部。另外2處滑坡體均為潛在滑坡災(zāi)害點(diǎn),滑坡體由北向南分別為HP1、HP2、HP3。由于文章篇幅所限,本文主要對(duì)研究區(qū)HP1滑坡災(zāi)害的發(fā)育特征進(jìn)行分析。

        2.1 平面形態(tài)及規(guī)模

        HP1滑坡體坡向5°,坡度30°~40°,高差約110 m,為一處滑坡隱患點(diǎn),推測主滑方向與坡向一致?;麦w后緣頂部為平坦,草類茂盛,頂部平臺(tái)與坡體過度段為高0.8~1 m的臺(tái)坎,滑坡體后緣兩條張拉裂隙,一條長約8 m,寬0.1 m,深0.3~0.5 m,裂隙走向104.5°;另一條裂隙長約10 m,寬0.05 m,深0.1~0.3 m,裂隙走向92.3°,分布相對(duì)集中。滑動(dòng)平面形態(tài)呈不規(guī)則形,軸線呈直線型,南北長150 m,東西寬85 m,體積約為16 115 m3,為小型滑坡,根據(jù)變形特征判斷為推移式滑坡。

        2.2 滑坡邊界

        HP1整體滑坡邊界輪廓較為清晰,西側(cè)以微地貌小型沖溝為界,東側(cè)以山脊線為界處于基巖埋深較淺區(qū)域。

        2.3 滑坡后緣

        在HP1滑坡后緣呈平臺(tái)狀,頂部平臺(tái)與坡體過度段為高0.8~1 m的臺(tái)坎,滑坡體后緣兩條張拉裂隙,分布相對(duì)集中。在滑坡體后緣安裝兩套裂縫監(jiān)測裝置。

        2.4 滑坡體

        潛在HP1滑坡體主要為粉土,厚度在1.2~1.8 m,下伏地層為強(qiáng)風(fēng)化紅褐色泥巖。沿主滑方向上,滑坡體由南(滑坡后緣)向北(剪出口),覆蓋層逐漸變薄,同時(shí)水平方向土層自西向東厚度變化不大?;麦w上分布有垂直于坡體走向的小型土坎,高0.1~0.5 m。

        2.5 滑床

        根據(jù)現(xiàn)場山地工程及地面測繪滑動(dòng)面推測滑床主要為強(qiáng)風(fēng)化泥巖。發(fā)生滑動(dòng)后,原滑床受降雨匯水浸泡入滲,由于雨水的軟化作用,使得風(fēng)化基巖層與粉土作用力減弱,另外由于斜坡坡度較大,使得滑坡體產(chǎn)生滑動(dòng)。

        2.6 剪出口

        HP1潛在滑坡剪出口呈弧線形,位于坡體前緣,剪出口上下面坡度變化不大,約30°~40°。

        2.7 堆積體

        潛在HP1滑坡為推移式滑坡,未發(fā)生整體滑動(dòng),前端無堆積體。

        3 滑坡災(zāi)害影響因素分析

        滑坡的影響因素包括內(nèi)因和外因兩個(gè)方面,它們是相互聯(lián)系,相互補(bǔ)充,并由各種因素綜合確定的,其中內(nèi)因方面的地質(zhì)因素包括:地形地貌因素、構(gòu)造因素、巖性因素等,外因方面持續(xù)強(qiáng)降雨、融雪入滲水流作用。

        3.1 地質(zhì)構(gòu)造

        研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造為北天山優(yōu)地槽褶皺帶的依連哈比爾尕復(fù)背斜,分布的斷裂為托斯臺(tái)斷裂,位于賽力克提牧場、為逆斷層,走向近東西向,斷層陡峭,形成時(shí)代為新生代。巖層產(chǎn)狀為346°∠10°。構(gòu)造及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在區(qū)域上控制著地貌形態(tài),并為滑坡的發(fā)生提供了地形地貌基礎(chǔ),同時(shí)各種構(gòu)造面如層面、斷層面及地層不整合接觸面控制了滑動(dòng)面的空間位置和滑坡的周界。晚近期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在研究區(qū)的內(nèi)的總特征是:地殼的運(yùn)動(dòng)以垂直升降運(yùn)動(dòng)為主,對(duì)研究區(qū)內(nèi)的滑坡災(zāi)害的形成有一定的影響。

        3.2 地層巖性

        研究區(qū)內(nèi)HP1、HP2滑坡滑體表層土體為松散的粉土或碎石土,HP3滑坡滑體為第四系沖洪積沉積物,滑坡體后緣坡積物厚度明顯大于前緣,滑坡體均為自后緣至剪出口的坡積物,直接覆蓋于下覆古近系地層之上,構(gòu)成了滑坡的物質(zhì)來源,是滑坡發(fā)生與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。探井及鉆探揭露第四系厚度分布情況:滑坡體后緣厚度大,滑坡體頂部平臺(tái)上第四系松散層厚度平均厚度為19.8 m,滑坡體前緣第四系厚度相對(duì)較小,度在1.6~4 m,下部第四系松散層平均厚度為1.2~2.4 m?;麦w第四系厚度由上游至下游逐漸減小。平臺(tái)上第四系松散層稍濕-濕,坡體上干燥-稍濕,松散-稍密,第四系松散層與基巖接觸帶,基巖巖性為泥巖,表層強(qiáng)風(fēng)化。

        春季融雪水和夏季雨水下滲,使得坡積物與基巖接觸面變得濕滑,上部坡積物已發(fā)生滑動(dòng)。

        3.3 氣象、水文條件

        大氣降水對(duì)滑坡的誘發(fā)影響主要體現(xiàn)在:降水入滲(尤其是集中強(qiáng)降雨)使坡體土層含水增加,不僅增大了滑坡土體的重度,破壞斜坡平衡穩(wěn)定狀態(tài),增加下滑力,而且還能促使降雨及融雪水下滲,使坡積物與基巖接觸面作用力降低,從而形成軟化滑動(dòng)面,誘發(fā)形成滑坡。

        3.4 地形地貌條件

        地貌條件在滑坡形成中起著與地質(zhì)條件同等重要的作用。研究區(qū)滑坡分布于山體斜坡,斜坡整體坡度大于30°,且局部坡度60°~70°,這將成為研究區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素。

        3.5 地震作用

        地震是地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因子之一,其誘發(fā)作用表現(xiàn)為兩個(gè)方面:一是觸發(fā)效應(yīng),地震作用使接近臨界穩(wěn)定狀態(tài)的斜坡瞬間失穩(wěn)發(fā)生滑動(dòng);二是累積效應(yīng),地震作用使斜坡巖土結(jié)構(gòu)松動(dòng),坡肩易出現(xiàn)裂縫,為降水入滲創(chuàng)造條件,促使斜坡失穩(wěn)破壞。

        研究區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0.3 g,基本烈度為Ⅷ度,研究區(qū)是地震多發(fā)區(qū),地震活動(dòng)對(duì)研究區(qū)內(nèi)的滑坡有一定的影響。

        3.6 人類活動(dòng)作用

        研究區(qū)內(nèi)人類工程活動(dòng)較強(qiáng)烈,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害影響較大的人類工程活動(dòng)主要包括建造房屋、坡面植樹及圍圈草場。在坡體后緣平臺(tái)上建造房屋直接增加了坡體后緣壓力,坡面植樹增大了坡積物儲(chǔ)存水分的能力,為滑坡災(zāi)害的形成構(gòu)成隱患。另外,近年來隨著人民生活條件日益提高,肉質(zhì)品需求量增大,導(dǎo)致研究區(qū)牧民及牲畜數(shù)量增大,在坡面上過度放牧,造成牲畜對(duì)坡體土踐踏嚴(yán)重,使本身不穩(wěn)定的坡體失穩(wěn),誘發(fā)滑坡災(zāi)害的發(fā)生。

        4 結(jié)語

        (1)HP1位于研究區(qū)北部斜坡北側(cè)?;瑒?dòng)平面形態(tài)呈不規(guī)則形,軸線呈直線型,南北長150 m,東西寬85 m,體積約為16 115 m3,為小型滑坡,根據(jù)變形特征判斷為推移式滑坡。

        (2)滑坡的影響因素包括內(nèi)因和外因兩個(gè)方面,它們是相互聯(lián)系,相互補(bǔ)充,并由各種因素綜合確定的,其中內(nèi)因方面的地質(zhì)因素包括:地形地貌因素、構(gòu)造因素、巖性因素等,外因方面持續(xù)強(qiáng)降雨、融雪入滲水流作用以及人類活動(dòng)作用。

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