滑坡(Landslide),是一种较为常见的
地质灾害类型,即斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、
地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。滑坡的产生通常是内因和外因共同作用的结果,内因包括岩土体的自身重力、滑坡体上下岩土层性质的差异;外因包括地下水位的变动、
地表水运动,地震、人类不合理的生产活动等,其中最能诱发滑坡是地震。
规模较大的滑坡会对自然环境、人类社会造成巨大的破坏和损失,也可能会改变自然形态,例如堵塞河道,形成堰塞湖等。海洋中也可能发生海底滑坡,甚至引发巨浪、
海啸等灾害。
定义
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、
地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。海底滑坡是指海底斜坡上松软
沉积物或含有贯通裂隙的岩体,在重力作用下沿斜坡中的贯通裂隙面发生滑动的现象。
一般来讲,滑坡体、滑动面、滑床构成了滑坡的三要素。坡体,指滑坡的整个滑动部分,简称滑体;滑动面,指滑坡体沿下伏不动的岩、土体下滑的分界面,简称滑面;滑床,指滑坡体滑动时所依附的下伏不动的岩、土体,简称滑床。
滑动体与滑动面上产生一些特有的地貌形态,主要有滑坡后壁、滑坡台阶、滑坡
鼓丘、滑坡
洼地、滑坡体堆积扇等。自然界许多新、老滑坡,由于要素发育不完全或经过长期剥蚀及
堆积作用,常常会消失一种或多种形态要素。滑坡产生的地貌形态类型与规模随滑坡体的类型和规模变化的,一般小型的,或浅层滑坡产生的地貌形态就是滑床与滑动体的堆积形态,而大型的厚层滑坡产生上述的各类地貌形态。
滑坡形态
滑坡的形态要素和特征是判断斜坡是否受过滑动的重要指标,也是滑坡研究的一项重要内容。
斜坡上与母体脱离、整体向下滑动的那部分岩土体,称为滑坡体,简称滑体。由于滑坡是岩土体整体的滑移,所以滑坡体内部可大体保持原先的地层层序特征和结构特征,但因经过变形阶段和滑动作用,又会形成新的裂缝和明显的松动现象。
滑坡体移动时,滑坡体与不动岩土体(滑床)之间形成一个分界面,滑坡体沿其下滑,此面称为滑动面,简称滑面。由于滑动时的错动碾压,滑动面一般较光滑,有时可见到擦痕。滑动面附近可形成破坏带,称为滑动带。带上可发生片理和糜棱化现象一个多期活动的大滑坡体,往往有多个滑动面,应分清主滑面与次滑面。滑动面在断面上可表现为直线状、折线状(阶梯状)和圆弧状等。
滑坡体之下或滑动面之下未经滑动的稳定岩土体称为滑坡床,简称滑床。在滑坡形成时,它基本保持原有的结构而未发生变形,只是在靠近滑坡体部位有些破碎,其前缘因受到滑坡体挤压而产生一些挤压裂隙。
滑坡体与周围未变位的不动岩土体在平面上的分界线,称为滑坡周界。它圈定了滑坡的范围。滑坡周界的形状一般呈椭圆形或纵长形。
滑坡体滑落后,滑坡后缘和斜坡未动部分之间形成一个
坡度较大的陡壁,称为滑坡后壁,又称主滑壁或简称滑坡壁。滑坡后壁实际上是滑动面在上部的露出部分,滑坡后壁的左右呈弧形向前延伸,平面上多成“圈椅"状。一般,滑坡后壁由于滑动作用所形成的母岩较陡,其坡角多为35°~80°,滑坡(后)壁上经常可见到铅直方向的擦痕。
滑坡体下滑时由于各部分运动速度不同而形成的错落状台地,称为滑坡台阶。某些滑坡,整个滑坡体由坡上到坡下要分成几段,每段因滑动的速度不同,形成了台阶一样的地形外貌,这就是滑坡台阶,大滑坡体上常出现多个台阶和陡坎。
滑坡前缘(滑坡体前部伸出的如舌状的部分)称为滑坡舌,又称滑坡前缘。如果滑坡舌受阻,形成隆起小丘,则称为滑坡鼓丘。
滑坡发生时,由于滑坡体在滑动过程中各部分岩土体运动速度和受力性质及大小不同,因而在滑坡体不同部位产生许多性质不同的裂隙或裂缝,统称为滑坡裂缝。按力学成因及性质,可将裂隙(裂缝)分为拉张裂缝、剪切裂缝、鼓张裂缝、扇形张裂缝等。各种裂隙(裂缝)都有一定的形态特征和分布位置。
也称主滑线,是指滑坡滑动速度最快的纵向线或迹线,它代表整个滑坡的滑动方向。滑动迹线(主滑线)可以是直线,也可以是折线或曲线。
成因
就内外
应力和人为作用的影响而言,在现今
地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区,外界的因素和作用,可以使产生滑坡的基本条件发生变化,从而诱发滑坡。
内因
引起滑坡的内在因素,包括岩土体的自身重力、滑坡体上下岩土层性质的差异,如
黄土与红土层、软弱岩体与坚硬岩体、土体与岩体等上下
地层之间的接触面的结构如倾向、倾角,上下地层接触面之间的构成物的差异是坡面滑坡的主要原因。
一般情况下宜于产生滑坡的地层是下伏有软弱岩层夹层,或软弱岩层下伏坚硬岩层,因软弱岩层的抗风化能力差,在风化物中含相当多的泥质黏粒,富含黏土矿物,如
蒙脱石、
伊来石、
高岭石和水永母等矿物,这些黏土矿物具有很高的
吸水性、胀缩性和易崩解性,遇水浸润后即可产生表层软化和泥土化,形成很薄的黏泥层,使岩层抗剪强度降低,并成为隔水层,从而在上下
地层间形成软弱结构面,奠定岩体(或土体)的滑坡基础。
外因
这些内在因素必须通过外在因素的诱发才能使滑坡发生,如地下水位的变动、
地表水运动,地震、人类不合理的生产活动等,其中最能诱发滑坡是地震。
自然因素
降低岩土体的强度。
水的浸泡可使岩土软化,强度明显降低,而在水的侵蚀蒸发反复作用下岩土体加速风化,其强度降低。地表水作用下使坡脚遭受侵蚀冲刷,大雨量还会突然增加岩土体的自重,地下水位上升和下降还可软化岩土体,增大水力坡度,提高水压力促使滑坡发生。每一次特大暴雨以后在山区都能见到众多的滑坡。这些滑坡的基本特点是规模都不是很大,滑动层就是以下伏岩层面至地表十层的浅层滑坡为主:在一些特殊区域如断裂破碎带、软弱岩层区、
黄土与
红土接触带由于流水的浸润也能诱发较大规模的滑坡发生。
增加滑带土孔隙水压力,减小抗滑力;增大动水压力和下滑力;潜蚀或溶蚀滑带减小抗滑力。
增大下滑力;减小抗滑力;滑带土液化。地震诱发滑坡是比较普遍的现象,5级以上地震就可能使处于临界状态的滑坡体产生滑坡,一次震级5~6级的地震能诱发滑坡的范围可达360平方千米,一次八级地震诱发滑坡范围可达3万平方千米。
增大坡体重量和下滑力;增大地表水下渗。
人为因素
增大坡脚应力,减小抗滑力。修建铁路、公路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如我国西南、
西北的一些铁路、公路因修建时大力
爆破、强行开挖事后陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。
包括水渠和水池的漫溢和
渗漏、工业生产用水和
废水的排放、农业灌溉等。增大动水压力和下滑力,浸泡抗滑地段,减小抗滑力;提高地下水位和滑带土孔隙压力;减小抗滑力。均易使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化岩、土体,增大坡体容重,从而促使或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可使斜坡和岸坡诱发滑坡发生。支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是厂矿废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。
增大下滑力;破坏滑带,减小抗滑力。
增大地表水下渗和下滑力,减小抗滑力、
滑坡预征
稳定性特征
在野外,从宏观角度观察滑坡体,可以根据一些外表迹象和特征,粗略地判断它的稳定性。
已稳定的老滑坡体
后壁较高,长满了树木,找不到擦痕,且十分稳定;滑坡平台宽大,且已夷平,土体密实,有沉陷现象;滑坡前缘的斜坡较陡,土体密实,长满树木,无松散崩塌现象,前缘迎河部分有被河水冲刷过的现象;河水远离滑坡的舌部,甚至在舌部外已有漫滩、阶地分布;滑坡体两侧的自然冲刷沟切割很深,甚至已达
基岩;滑坡体舌部的坡脚有清晰的泉水流出,等等。
不稳定的滑坡体
滑坡预兆
不同类型、不同性质、不同特点的滑坡,在滑动之前,均会表现出不同的异常现象。显示出滑坡的预兆(前兆)。常见的有如下几种:
滑坡过程
滑坡的变形特征可分为以下五个阶段,其中蠕动、挤压两个阶段可延续几个月,甚至几年,这是预防和治理滑坡最佳的阶段:
在一定的地质营力作用下,斜坡岩土体产生缓慢的塑性变形,即蠕动变形,简称
蠕变。
滑坡后缘和中上部的岩土体向前移动共同推挤抗滑段滑体,逐步形成滑动面。
滑动面形成贯通,滑坡真正形成,滑坡上、中、下部滑移速度基本一致。
滑坡以较快速度整体滑移。
随着滑移距离增大,阻力加大,滑坡体减速,最终滑坡体停止滑动。完成了由加速、等速、减速、停止这一完整的滑动过程。
类型
滑坡可从不同角度进行分类,以便更好地掌握其特征、产生机制,为滑坡的稳定性评价和防治提供依据。
按滑坡体物质类型划分
有
黄土滑坡、
黏土滑坡、堆积物滑坡(如
深圳市的垃圾山滑坡、
山西省的尾矿坝滑坡)与岩层滑坡;岩层滑坡又分为
沉积岩滑坡、风化岩浆岩滑坡、
变质岩滑坡等。
按时代划分
有新滑坡、老滑坡、古滑坡;或今代滑坡、古代滑坡。
按滑坡体的规模划分
有小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡、巨型滑坡。
按滑坡体的厚度划分
有浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡、超深层滑坡。
按滑坡形成的力学条件划分
有牵引式滑坡、推移式滑坡、混合式滑坡、平移式滑坡。
按滑坡体与岩层的产状关系划分
有顺层滑坡、切层滑坡、均质滑坡。
海底滑坡
海底滑坡是指海底斜坡上松软
沉积物或含有贯通裂隙的岩体,在重力作用下沿斜坡中的贯通裂隙面发生滑动的现象。发生海底滑坡的原因:一方面是由于沉积物内部结构和动力条件的变化,如海底沉积物中
黏土物质的含量较多、天然气产生的高压等;另一方面,是某些外部诱发条件,如地震、海浪等。
灾害和影响
消极影响
滑坡是灾害地貌之一,是山区铁路、公路、水库及城市建设中经常遇到的一种
地质灾害,大型滑坡有强大的破坏力,冲毁城镇、道路、桥梁、厂矿、农田、水力设施、淤积湖泊、堵塞河流,造成严重的人员伤亡和财产损失。给世界各国带来的危害和损失可能仅次于地震,但是滑坡所发生的频率和范围却又远远超过地震。
海底滑坡不仅直接危害着钻井平台、
海底光缆、港口、码头等设施安全,大型海底滑坡有时还会引发巨浪甚至
海啸,造成灾难性甚至毁灭性的后果。
积极影响
滑坡后也会形成景观,如
黄土高原有不少因滑坡堵塞沟道形成的聚湫,成为当地旱涝保收的良地;又如
西吉县因
12·16海原地震时滑坡形成的众多堰塞湖成为水景点,在西南、
西北也有类似的堰塞湖景区。当然不能因此而忽视滑坡灾害的防治与治理。
防范与治理
相关政策
中国
美国
美国防灾减灾的法律体系比较完备,地质灾害防治“规划软措施”在法律法规中不断得到强化。1980年代,美国地质调查局就曾与规划协会合作出版了2本针对规划者的指南:《减轻滑坡灾害:规划者指南》和《地震风险:规划者指南》。1999年
美国国会做出决定,由美国地质调查局拟定一个着手解决国家面临的大范围的滑坡灾害的综合性策略“减缓国家滑坡灾害战略:减少损失构架”的报告。报告建议美国应该通过采取一些非施工建筑的缓解措施来减少滑坡、
泥石流等灾害带来的损失,比如在
土地利用方面,要求在规划和利用土地前,必须进行详细的滑坡灾害评估。
美国在2000年颁布了《减灾法案》,该法案注重灾前减灾,强调通过减灾规划降低区域灾害。要求各州按照法案规定的标准编制综合减灾规划并将该规划的编制作为地方接收联邦政府资助的前提条件。标志了美国在地质灾害防治管理理念上的突破,由“工程硬措施”向“规划软措施”的重大转变。
监测预警
监测方法
绝对位移监测是最基本的常规监测方法,用以监测滑坡体测点的三维坐标,从而得出测点的三维变形位移量、位移方位与位移速率。可分为地表和地下监测。绝对位移监测方法主要有以下几种:大地测量法、GPS测量法、近景摄影测量法。
相对位移监测是设点量测崩滑体重点变形部位点与点之间相对位移变化(张开、闭合、下沉、抬升或错动等)的一种常用
变形监测方法。
监测网的布设
根据被勘查崩滑体的形体特征、变形特征和赋存条件,因地制宜地进行监测网、监测线和监测点的布设,要求能形成点、线、面、体的三维立体监测网,能全面监测崩滑体的变形方位、变形量、变形
速率、时空动态及发展趋势,应能满足监测预报各方面的具体要求。
大地测量网型的选择
大地测量监测是崩滑体监测的主要手段,其网型的选择,除地质因素外,还取决于崩滑体的范围、规模、地形地貌条件、通视条件及施测要求。主要有十字型、放射型、方格型、任意型、对标型、多层型大地测最监测网型。测站、测线、测点的选取可根据具体需要进行确定或调整,有时可同时采用两种网型,布成综合网型。
监测资料的整理与分析
包括宏观地质监测、绝对位移、相对位移(裂缝崩滑带等)、钻孔倾斜、地面倾斜、
声发射监测、
地应力监测、
地表水、
地下水和水文气象等多方面的数据库与总库。
根据所采用的监测方法和所取得的监测数据。采用相应的数据处理方法和程序软件包,对监测资料进行实时分析处理。一般要求能进行数据的平滑滤波、
曲线拟合,绘制时程曲线,进行时序和相关分析。
绝对位移监测,编制水平位移矢量图、垂直位移矢量图、水平与垂直位移迭加分析图,位移(某一监测点水平位移、垂直位移等)历时曲线。相对位移监测,编制相对位移分布图、相对位移历时曲线。在监测过程中,若发现崩滑体变形加剧时,应进行变形破坏预报的研究,主动加密监测,制定灾情预报与紧急预防程序,并立即上报主管部门审批。
预防措施
对滑坡的防治应当坚持以防为主、整治为辅。以下是常用的预防措施:
应对措施
由属地政府落实
群测群防制度,汛期专人监测和预警,并设立警示标志;在滑坡体周围设置隔离网,禁止人员进入;用降低坡高或放缓坡脚方式提高滑坡体稳定性,禁止对滑坡体下缘进行开挖;在滑坡体下缘修建挡土墙,提高抗滑力;强降雨期间,对受威胁的群众实施应急避险。
防范山体滑坡的安全知识
灾害案例
1963年瓦伊昂大坝滑坡
1963年发生在
意大利瓦依昂(Vaiont)大坝南侧的大规模滑坡的
滑移,给大坝及其下游的居民带来了毁灭性的灾难。瓦依昂大坝于1960年修建在意大利东北部靠近
奥地利和
斯洛文尼亚的深山峡谷里,大坝修建后,水库水体使坡脚处的岩石饱和、孔隙水压力上升。一场大暴雨诱发了大滑坡,瓦依昂水库南侧发生快速的大规模坍塌滑动,一部分水库被岩石碎屑填充,并高出水面150米,滑坡冲击地面使
欧洲大部分地区都感觉好像发生了地震一样。形成的巨大
气流掀翻了房屋。滑坡涌入水库内,使得水柱冲出水库,并形成水墙沿河谷向下游冲去。大部分伤亡损失是由于库水涌浪,导致下游的隆加罗内被大水淹没,约3000名居民被洪水死。这一事件被看作是世界上最大的水库大坝灾难。
斯托雷加滑坡
斯托雷加海底滑坡可能是由挪威
冰川消退后发生的地震引起的。海底滑坡引起海水剧烈运动和位移,从而释放出巨大能量,引发
海啸。海啸形成的巨浪高达20米。海啸淹没了多格兰,登陆
英国东北部,然后推进了40公里上岸。从此,英国变成了一个岛屿。斯托雷加山体滑坡引发的海啸是多格兰被淹没、英国与欧洲大陆分离的主要原因。
牛栏江红石岩堰塞湖
2014年8月3日,
云南省鲁甸发生6.5级地震。在牛栏江红石岩,近1000万方的滑坡后形成堰塞湖,面积大,洪量大,度汛风险高,直接威胁下游两岸的人民群众安全,不仅如此,在堰塞体的右岸由于崩塌形成了高达600余米的边坡,
坡度陡峻,并且仍在不断坍塌和崩落,情况更加危急。对于堰塞湖的治理,牛栏江红石岩堰塞湖整治工作建设指挥部在维持现状、整体拆除和除害兴利3个方案中,选择将其改造成一座大型水利工程,并具有饮用、灌溉、发电、旅游、环库经济等效益。