中国黄土与黄土滑坡.pdf
第 26 卷 第 7 期 岩石力学与工程学报 Vol.26 No.7 2007 年 7 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July,2007 收稿日期收稿日期2006–12–01;修回日期修回日期2007–01–31 作者简介作者简介徐张建1964–,男,1985 年毕业于西安地质学院水文地质与工程地质专业,现任教授级高级工程师、总工程师,主要从事黄土地区的岩 土工程勘察、滑坡与边坡治理、建筑物基础加固与纠偏等方面的研究工作。E-mailxzjxbzk,zgb 中国黄土与黄土滑坡中国黄土与黄土滑坡 徐张建 1,林在贯1,张茂省2 1. 西北综合勘察设计研究院,陕西 西安 710003;2. 西安地质矿产研究所,陕西 西安 710054 摘要摘要中国黄土以其地层全、厚度大、分布广和特殊的工程性质而著名于世。在平面上从由山西、陕西和甘肃为 主组成的“中央黄土高原”向外展布,覆盖面积达 6.3105 km2。第四纪时期当地干旱、半干旱的气候环境为物质 源的形成和以风成为主的物质搬运、黄土堆积及侵蚀作用创造了条件,造就今日独特的黄土地貌。在此过程中滑 坡既是地貌演变的一种结果,又是过程的积极参与者,因此认为黄土特有的颗粒组成和工程性质在黄土滑坡的发 生、演变中起着重要作用;总结该方面的研究成果,并强调这些性质遵循着一条自 NW 向 SE 定向渐变改善的规 律。以此为基础,论述“黄土高原”的地貌分区、黄土滑坡分布、滑坡类型及滑坡形成机制问题。在滑坡诱发因 素的讨论中,对地震造成的黄土滑坡给予重点描述。在滑坡防治方面,以一些工程实例为衬托,归纳现常用、有 效的黄土滑坡治理方法。最后就需要注意研究的几个问题作简要讨论。 关键词关键词土力学;黄土;工程性质;地貌;滑坡;形成机制;预防与治理 中图分类号中图分类号TU 444 文献标识码文献标识码A 文章编号文章编号1000–6915200707–1297–16 LOESS IN CHINA AND LOESS LANDSLIDES XU Zhangjian1,LIN Zaiguan1,ZHANG Maosheng2 1. Northwest Research Institute of Engineering Investigation and Design,Xi′an,Shaanxi 710003,China; 2. Xi′an Institute of Geology and Minerals Resources,Xi′an,Shaanxi 710054,China AbstractLoess in China is world-famous for its stratigraphical intactness,huge total thickness,vast expanse of distribution and noticeably metastable geotechnical properties. In distribution,loess spreads outward from the “Central Loess Plateau” composed of Shanxi, Shaanxi and Gansu provinces as the main body and blankets a total land area of 6.3105 km2. During the Quaternary Period,the prent arid,semi-arid climatic environment provided the stage on which material sources came into being, grain particles were wind-transported and deposited and loess strata were thus ed,with almost coincident erosion. In this manner,the spectacular loess geomorphological features and lands evolved. In the processes, the landslides have been either the end results thereof or active participants. The paper puts emphasis on the granulometry and engineering properties which are peculiar to and characteristic of loessial deposits as well as the role they might play in the initiation and evolution of loess landslides,giving them due coverage and reiterating in the meanwhile the fact that there exists a regular, gradual changeamelioration of the main geotechnical properties of loess in the direction from Northwest to Southeast all across the“Loess Plateau” . From this point,the paper proceeds to discussion of such problems as geomorphological zonation,landslide distribution,structural features of loess landslides as well as their sliding mechanisms. In the brief review of landslide-triggering problems, that of seismic landslides is given due attention. This is followed by a summing-up of the s of landslide prevention and remediation that are currently in use 1298 岩石力学与工程学报 2007年 in China and have been time and again proven to be effective. As illustrations in this regard,several successful cases and experiences therefrom are cited. Finally,in the closing remarks,the issues that need more attention and further in-depth research are raised and briefly discussed. Key wordssoil mechanics;loess;engineering properties;geomorphology;landslides;ation mechanism; prevention and remediation 1 引引 言言 中国黄土广泛分布在西北、华北与东北地区, 尤其集中分布在被称为中央黄土高原的陕西、甘肃、 山西以及宁夏等省区。在这里,第四纪迄今独有的 气候沉积环境形成的黄土在地层学上连续完整、厚 度巨大;在粒度成分上有既全域持稳又定向渐变的 特点;在主要工程性质上突出表现为欠固结性上 部、轻度超固结性深部与易侵蚀性。这些工程性 质,与粒度成分一样,都具有自 NW 向 SE 定向渐 变的趋势。 在这样的气候、沉积以及地层环境中,地貌的 发展演变也具有相应特殊的过程,产生了气候、地 层与地貌上统一的动力地质作用及其产物黄土 滑坡。在西部大开发中正确认识黄土滑坡,掌握好 其勘察、设计与治理方法,显得愈益重要。本文的 目的是试图简要归纳一下迄今积累的对黄土滑坡的 研究成果和关于黄土滑坡的防滑治滑实践经验,为 选择新的研究方法与课题、制定新的防滑治滑措施 及提高防滑治滑设计水平提供参考。 2 中国黄土的分布与工程性质中国黄土的分布与工程性质 2.1 中国黄土的分布中国黄土的分布 中国黄土主要分布于习称黄土高原区的黄河中 上游的甘肃、陕西、宁夏、山西、河南与青海等省 区。其次为河北、山东、辽宁、黑龙江、内蒙古和 新疆等省区。除此之外,在长江中下游地区还有同 期的、风成作用是主因的、颗粒组成类似的黏性土 堆积,如下蜀黏土亦称“下蜀黄土”。以上总面 积约 6.3105 km2,占中国陆地面积的 6.6,中国 黄土分布见图 1。 应该指出,上述堆积虽系同一时间同一物质搬 运过程的产物,其堆积后的成岩环境却有较大差别, 因此以下蜀黏土为代表的堆积在工程性质上表现为 明显的超固结性而不具湿陷性。本文将以秦岭山脉 以北的黄土为主要研究对象。 图 1 中国黄土分布 Fig.1 Distribution of loess in China 2.2 地层特性地层特性 中国黄土地层全、厚度大兰州地区西津村最大 厚度达 400 m,记录与保存了整个第四纪时期的地 理、气候、堆积环境与生物进化过程及其变化。 图 2 为中国黄土的一个典型剖面。 图 2 中国黄土的一个典型剖面 Fig.2 A typical profile of loess in China 2.3 颗粒组成颗粒组成 在整个第四纪时期黄土的颗粒组成总体上是持 稳的,而在这个持稳的背景下它又显示出了自 W 向 E,由 N 向 S 由粗变细的变化[1],见图 3。这种稳定 反映了地理、气候与堆积环境的稳定,佐证了黄土 的风成学说。当然,多层褐色土型古土壤的存在说 刘家河 IV马兰黄土和现代堆积黄土 上更新世和全新世 Q3,Q4 III离石黄土中更新世 Q2 2 II离石黄土中更新世 Q2 1 I午城黄土早更新世 Q1 N 第 26 卷 第 7 期 徐张建,等. 中国黄土与黄土滑坡 1299 图 3 黄土高原黄土粒径分带 Fig.3 Granulometric zoning of the Loess Plateau 明了在总体稳定环境下的气候脉动。 2.4 工程性质工程性质 黄土具有不同于其他土类的 4 个方面的工程性 质,这些工程性质在不同的工程和环境条件下, 在滑坡的形成与演变中或工程边坡的性状中起重要 作用。 1 湿陷性 湿陷性又分自重湿陷和非自重在自重和外荷 共同作用下湿陷两种表现。在中国的中央黄土高原 及其周邻,黄土的湿陷性强烈程度和自重湿陷性高 低在平面上具有自 NW 向 SE 方向减弱,在剖面上 则有自新黄土至老黄土沿深度减弱,直至消失的总 规律。图 4 是我国黄土的一种工程地质分区,它的 基础就是符合这个总规律。表 1 是图 4 中的 I 区、 II 区及 6 个区黄土的平均工程性质。图 5 则是上述 总规律的一种概括性表示;而图 6 给出的是自重湿 陷性黄土在遭浸水时可能造成的严重破坏[1 ~3]。 图 4 中国黄土的工程地质分区 Fig.4 Engineering geological zonation of loess in China 同时,还应注意到,在达到饱和状态之前,随 着土中含水量的渐增,土样表现为压缩性增高,相 应的以湿陷系数δs表示的湿陷性降低,见图 7。 2 结构性与结构强度 由于其特殊的堆积环境与成岩作用过程、颗粒 组构的微观结构特点、可溶盐的存在与赋存形式及 基质吸力,黄土试样往往显示有一定的结构性。如 图 8 所示,土样只有在固结压力σ3达到并超过σ3cr 后其侧压力系数 K0才显示为常值。图 9 显示只有在 表 1 不同分区的物理力学性质指标试验值均值 Table 1 Soils laboratory test resultsmean values of physico-mechanical indices for different zones 物理力学性质指标 分区 时 代 天然含水 量 w/ 重度γ /kNm -3 孔隙 比 e 液限 wL/ 塑性指数 IP/ 自重湿陷 系数 δzs 湿陷起始压 力 Psh/ MPa 先期固结压力 天然状态 pc/MPa 先期固结压力 饱和状态 pc/MPa 砂粒含量 / 粉粒含量 / 黏粒 含量 / Q3 8.98 14.58 1.032 27.60 9.370.052 0.135 0.508 0.137 11.20 78.7510.05 Q22 6.79 15.37 0.868 26.87 7.340.054 0.270 2.047 0.287 10.00 76.0014.00 甘肃省 Ⅰ区 Q21 4.90 16.20 0.742 26.40 8.900.051 1.000 3.800 1.040 9.00 77.0014.00 Q3 13.38 14.70 1.105 29.90 11.200.023 0.092 0.835 0.097 13.20 65.8021.00 Q22 15.30 16.40 0.924 30.90 12.200.014 0.416 1.224 0.473 15.00 68.1016.90 Q21 18.10 18.30 0.760 30.60 12.300.008 0.684 1.680 12.00 64.0024.00 陇东与陕北 II 区 Q1 20.10 18.50 0.773 31.10 11.700.003 1.856 1.615 13.00 70.0017.00 Q3 13.21 15.26 1.016 28.62 10.860.015 0.137 0.580 0.158 10.96 70.7018.34 Q22 12.85 16.26 0.884 29.11 10.790.018 0.419 1.380 0.453 15.19 68.6216.19 Q21 13.09 17.23 0.783 29.01 11.250.026 0.981 2.148 1.036 12.25 69.8717.88 6 个区I~V 和 VII 区 Q1 20.10 18.55 0.773 31.05 11.650.003 1.855 1.615 13.00 70.0017.00 A砂黄土 B黄土 C黏黄土 1300 岩石力学与工程学报 2007年 图 5 黄土湿陷起始压力与上覆土深度的关系 Fig.5 Characteristic generalization of the initial collapse pressure-overburden depth relationships a 试坑 b 坑周的地面下沉 图 6 在 Q4和 Q3黄土中浸水造成的试坑与坑周的地面下沉 Fig.6 General view and close-up of ground subsidence in and around test pit caused by floodingQ4 and Q3 loess 图 7 作为饱和度 Sr的函数的湿陷系数δs与压缩系数 a 之间的消长关系 Fig.7 Interrelationship between the coefficient of collapsibility, δs,and the coefficient of compressibility,a,as a function of the degree of saturation,Sr 图 8 σ3-σ1关系曲线 Fig.8 Relation curve between σ3 and σ1 图 9 应力–应变规一化曲线 Fig.9 Normalization curves between stresses and strains 固结压力达到或超过 75 kPa 之后,试验土样的σ1- σ3与轴应变 ε 关系曲线按 P即σ12σ3/2进行规一 化才认为是可行的。与此同时,图 10,11 则分别 表示了两个不同深度的黄土试样 q即σ1-σ3/2-ε1 的关系,此关系也反映了结构性与黄土形成年代的 关系[1 ~3]。 图 10 西安深度≤10 m土样的 q-ε1曲线 Fig.10 q-ε1 curves of soil samples from Xi′andepth≤ 10 m 深度/m 湿陷起始压力 Psh/MPa δsa 饱和度 Sr/ 在试验压力 P 200 kPa 时的湿陷 系数δs 在 试 验 压 力 为 100~200 kPa 下 的压缩系数 a ε1/ q/kPa 轴应变ε/ σ1/kPa σ3/kPa σ3 150 kPa σ3 100 kPa σ3 75 kPa σ3 50 kPa σ3 20 kPa 第 26 卷 第 7 期 徐张建,等. 中国黄土与黄土滑坡 1301 图 11 西安深度 13.2~17.4 m土样的 q-ε1曲线 Fig.11 q-ε1 curves of soil samples from Xi′andepth 13.2–17.4 m 随着土样天然湿度的增高,其结构强度相应降 低,直至达到饱和状态。这时的强度可称残余结构 强度,在地基基础设计中称之为湿陷起始压力,其 值相当于土力学中饱和土样的先期固结压力。 3 吸水势 吸水势亦称基质吸水势。与膨胀土一样作为典 型的非饱和黏性土之一的黄土在低含水量状态下常 有很高的且不同于一般的吸水势。吸水势的力学效 果是一种负孔隙水压力效应,使黄土具有很高的强 度。这种强度随着含水量饱和度的增高而降低。 一般,当含水量超过25或土的饱和度大于 65时, 由吸水势产生的负孔隙水压力效应就降得较低,直 至消失,这时,黄土的强度也会降得很低。图 12[4] 就说明了这种情况。 图 12 西安杨凌黄土Q3的水土特征曲线[4] Fig.12 Soil-water characteristic curve of a loessQ3 sample from Yangling,Xi′an,Shaanxi Province [4] 4 滑带黄土的抗剪强度 除过与吸水势有密切关系外,与众多岩土体一 样,黄土的抗剪强度亦有显著的峰值和残值之分, 二者的差值很大。表 2 是对黄土滑坡中滑带土的分 类,表 3 列示了不同类型滑带土的力学特征[5]。 表 2 黄土滑坡滑带土类型 Table 2 Classification of sliding bed soil types in loess landslides 滑带土物质组成分类及年代 滑带土物理性质分类 马兰黄土Q3 粉质滑带土 离石黄土Q2 黄土 午城黄土Q1 黄土与下伏基岩风化物混杂体Q4 黏性滑带土 基岩中软弱夹层不同时代 软岩滑带土 表 3 不同地区、不同类型滑带土力学特征[5] Table 3 Mechanical characteristics of different sliding bed soil types in different regions[5] 抗剪强度指标 黏聚力 c/kPa 内摩擦角ϕ/ 滑带土类型 渗透系数 k/cms -1 湿陷系数 δs 峰值 残余值 峰值残余值 粉质滑带土 3~710 -4 0.01~0.08 15~30 3~15 12~22 8.0~12..0 黏性滑带土 5~610 -6 0 20~130 5~25 10~20 2.5~8.0 软岩滑带土<610 -6 0 50~200 5~25 10~20 2.5~8.0 3 黄土滑坡的分布与类型黄土滑坡的分布与类型 3.1 黄土滑坡是黄土高原的一种特殊地貌成分黄土滑坡是黄土高原的一种特殊地貌成分 图 13[6]是中国黄土高原现状地貌分区的一种概 略性表示,每一类分区有其主要的代表性的地貌成 分,这种地貌成分有塬或可称残塬如图 14 所示、 梁、峁如图 15 所示、大河河谷与阶地如图 16 所示与沟壑等。 黄土滑坡是散布其中却具有一定分 布规律的特殊地貌成份。 图 13 中国黄土高原的地貌分区[6] Fig.13 Geomorphological zonation of the Loess Plateau in China[6] 0 20 40 60 80 100 120 140 35 40 45 50 5560 65 70 75 80 饱和度 Sr/ 基质吸力ua-uw/kPa ε1/ q/kPa εy屈服应变 σ3 0 kPa σ3 50 kPa σ3 100 kPa σ3 125 kPa σ3 200 kPa σ3 300 kPa 1302 岩石力学与工程学报 2007年 图 14 甘肃宁县西峰塬之一部分 Fig.14 Part of Xifengyuan, Ningxian County, Gansu Province 图 15 陕西延安的梁和峁 Fig.15 Ridges and hilly mounds in Yan′an City,Shaanxi Province 图 16 甘肃马莲河的黄土阶地 Fig.16 Loess terraces in Malianhe Valley,Gansu Province 3.2 黄土滑坡的分布黄土滑坡的分布 图 17[7]是一张黄土高原及其周邻的黄土滑坡分 布略图,虽然简略,却可以看出黄土滑坡分布有一 定的群集性,各个大的群集有其区域性地貌、地层 结构、水文与水文地质条件、侵蚀强度与深度等致 滑因素组合。例如图中右侧 NS 向分布的条状群集 正是黄河峡谷和吕梁山西坡所在处;中下部从宝鸡 往东展布的渭河北岸的线状群集包括了 180 多处大 型老滑坡,有的已经复活或临近复活状态;中部偏 左为六盤山以西的群集, 代表了 1920 年 8.5 级海原 地震时产生的滑坡分布等。 卫星影像图和航空照片能够精确、高效地发现 和测定黄土滑坡的分布,并提示它们与当地地貌、 地质等环境条件的关系。西禹高速的彩红外图像即 是很好的例子,如图 18 所示。 3.3 黄土滑坡的地质结构类型黄土滑坡的地质结构类型 按滑坡所涉及的地层与结构,黄土滑坡可分为 3 个类型, 即黄土内滑坡, 滑动面带在黄土地层内 部,沿软弱层滑动;黄土与基岩接触面滑坡,滑动面 带位于下伏的基岩顶面;黄土–基岩滑坡,又可 分为黄土–基岩顺层滑坡和黄土–基岩切层滑坡[8]。 1 黄土内滑坡 图 19[5]所示为常见的黄土内滑坡,其滑动面 带位于有上层滞水的古土壤的顶部。图 20 所示 为新黄土Q3与老黄土Q2的不整合接触面,也是 产生黄土内滑坡的原因之一。此类滑坡多为规模 小于 10104 m3的小型滑坡。 图 17 黄土高原及其周邻黄土滑坡分布略图[7] Fig.17 Sketch map of loess landslide distribution in the Loess Plateau and surrounding area[7] 第 26 卷 第 7 期 徐张建,等. 中国黄土与黄土滑坡 1303 图 18 西禹高速彩红外彩色变换图 Fig.18 Infrared color converted to color image of Xiyu expressway 图 19 甘肃西峰长庆桥滑坡剖面[5] Fig.19 Profile of Changqingqiao landslide in Xifeng,Gansu Province[5] Qp2Qp2 Qp3Qp3 青化砭后丈子沟黄土剖面青化砭后丈子沟黄土剖面青化砭后丈子沟黄土剖面青化砭后丈子沟黄土剖面 Qp2Qp2 Qp3Qp3 Qp2Qp2 Qp3Qp3 青化砭后丈子沟黄土剖面青化砭后丈子沟黄土剖面青化砭后丈子沟黄土剖面青化砭后丈子沟黄土剖面 图 20 延安青化砭丈子沟黄土剖面 Fig.20 Loess profile in Zhangzigou,Qinghuabian,Yan′an, Shaanxi Province 2 黄土与基岩接触面滑坡 图 21,22 为黄土与基岩接触面滑坡,亦比较 常见,其滑动面带位于黄土与第三纪、三叠纪或 侏罗纪泥岩或砂页岩接触面处。此类滑坡规模多在 10104 m3以上,个别规模超过 100104 m3。 图 21 陕西铜川某地黄土滑坡滑床为砂泥岩的顶面 Fig.21 A loess landslide in Tongchuan,Shaanxi Province 3 黄土–基岩滑坡 图 23[8]系黄土–基岩滑坡。从图可见滑动面带 在以陡倾角穿过黄土层后继以一定的倾角斜切下伏 的第三纪地层,最后在相当长的距离内表现为顺层 的、近乎水平的滑动。 4 黄土滑坡的形成机制黄土滑坡的形成机制 4.1 黄土滑坡的诱因黄土滑坡的诱因 从上述黄土滑坡的分布规律和地质结构特征可 归纳出黄土滑坡的诱因主要有如下 4 类 1 黄土高原内部沟壑的深切或河流对塬与高 阶地的侧蚀 这类诱因很为常见,并与区域性的地层堆积侵 蚀周期有关联,见图 24。 2 持续降雨或暴雨及经常的大面积灌溉 持续降雨或暴雨是一种自然过程,经常的大面 积灌溉是人为的因素。这 2 个过程都会导致黄土地 层中的含水量增大,稳定性降低,成为致滑的诱因。 图 25 所示的泾河南岸蒋刘滑坡可为一例, 该滑坡原 Q3 Q2 崩塌 滑坡 滑坡 滑坡 古滑坡 方案 2 方案 3 滑坡 滑坡 滑坡 滑坡 方案 1 公路设计方案 1 滑坡 古滑坡 古滑坡 滑坡 古滑坡 古滑坡 滑 坡 带 平面距离/m 高程/m 1304 岩石力学与工程学报 2007年 图 22 陕北吴堡 K10 滑坡地质剖面 Fig.22 Geological profile of a landslide K10 at Wubu,North Shaanxi Province 图 23 陕西宝鸡簸箕山滑坡[8] Fig.23 Longitudinal section of Bojishan landslide,Baoji City,Shaanxi Province[8] 图 24 陕西铜川王家凹滑坡 Fig.24 Wangjiaao landslide in Tongchuan City,Shaanxi Province 系一老滑坡,1984 年雨季末期大规模复活。该年的 降雨量远较常年丰沛,雨季历时也长,因而该年与 次年发生的黄土滑坡亦多。 上述现象也可以从前述的非饱和土的强度与基 质吸力的关系来解释。图 26[5]为“典型黄土斜坡” 的渐进变形破坏模式。黄土土体中含水量的增大, 图 25 关中平原泾河南岸蒋刘滑坡 Fig.25 Jiangliu landslide on south bank of Jinghe River in Guanzhong Basin 即是基质吸水势的减小,相应的力学效应则是强度 和稳定性的降低。这个过程如果发展下去,如图 27 预示,斜坡就会演变成滑坡。 3 人类活动 随着黄土高原经济开发的加强,特别是水利、 公路、铁路、采矿、地下建设等工程活动导致的滑 坡事件日益受人关注。 平面距离/m 高程/m 高程/m 第 26 卷 第 7 期 徐张建,等. 中国黄土与黄土滑坡 1305 图 26 “典型黄土斜坡”渐进变形破坏模式[5] Fig.26 Progressive failure mode for a“typical loess slope”[5] a 原来的含水状态 b w 18 c w 22 d 接近饱和状态 图 27 坡体内的塑性区随着含水量的增大而扩展绛帐 Fig.27 In the slope the plastic state zone enlarges in pace with water content increaseat Jiangzhang 4 地震滑坡这一问题将在节 5 专述。 4.2 黄土滑坡的形成机制黄土滑坡的形成机制 黄土滑坡的形成与演化过程,既受构成滑坡的 岩土体物理力学性质变化等内在因素的控制,又受 气候、地表下水、人类工程活动等外部因素的强 烈影响,且各种因素都是动态变化的,致使其形成 机制十分复杂。按黄土滑坡的主控因素,可概括出 以下 4 类形成机制 1 “牵引”错落机制 产生这类变形破坏模式的斜坡往往具有以下 特征 ① 黄土节理相当发育, 将土体切割成板块状 或楔形体;② 节理走向与斜坡走向近于一致;③ 斜坡较陡,具有临空条件;④ 滑动位移较小,且 以垂直位移为主。 这类滑坡的形成一般分为 3 个阶段① 因风 化、侧蚀或人工开挖,斜坡整体卸荷松弛,在坡顶 形成拉张应力区,节理张开并不断向纵深发展;② 降水或地表水沿裂缝渗入,使土体含水量增大、强 度降低,或在古土壤层顶面形成上层滞水,土体有 向临空面蠕动趋势,如图 19 所示;③ 节理进一步 向下扩展,前缘土体垮落, “牵引”后部板块状土体 沿节理面呈阶梯状错落,如图 24 所示。 2 剪切滑动机制 这类变形破坏模式常见于人工开挖形成的黄土 高边坡。其变形破坏过程可分为 4 个阶段,如图 26, 27 所示① 人工开挖使边坡应力重新分布,坡顶 出现张裂,坡脚应力集中,出现局部剪切破坏塑性 区;② 坡体蠕动,边坡中部应力集中,出现局部 的剪切破坏; ③ 剪切带自边坡中部向两侧扩展; ④ 剪切带贯通,坡体突滑。此类变形破坏模式也可因 边坡土体含水量逐渐增大而引起,如图 27 所示。 3 崩滑–液化机制 该类变形破坏模式可认为是剪切滑动机制的特 例,常产生于黄土塬与河流阶地接触处,但其滑动 距离大,危害性更大,如图 23,28[8]所示。其变形 破坏过程可分为① 塬边高陡黄土斜坡因自然或人 为因素产生剪切崩滑;② 巨大的滑坡体高速冲击到 河流阶地表面。因地下水位较浅,阶地浅部松散砂 层产生瞬时液化,如图 29,30 所示;③ 滑坡物质 随液化土层长距离漂移,至能量全部耗尽,滑坡体 完全解体,形成波浪状地形。 图 28 1983 年甘肃东乡洒勒山滑坡体积约 3 100104 m3, 滑距超过 1 000 m,死亡 220 人[8] Fig.28 Sale mountain landslide in 1983location Dongxiang, Gansu Province;slide volume3 100104 m3;slide distancein excess of 1 000 m;casualties 220 deaths[8] 4 蠕滑–平移机制 这类滑坡的典型特征是滑面一般发育在近于水 平或缓倾坡外的砂、泥岩层顶面,属黄土–基岩接 触面滑坡。其形成一般分为 3 个阶段① 黄土斜坡 1306 岩石力学与工程学报 2007年 图 29 由一移动的滑坡体对河流沉积物进行不排水加载 示意简图 Fig.29 Schematic diagram of undrained loading upon alluvial deposits by a moving landslide mass 图 30 对洒勒山滑坡的饱和冲积土样e 0.49~0.64进行 快速加载试验 Fig.30 Rapid loading test on a saturated alluvial deposit sample from Sale mountain landslidee 0.49~0.64 体沿软弱基岩面蠕动,坡面出现弧形裂缝并经降水 浸蚀局部发育落水洞;② 强暴雨沿裂缝或落水洞灌 入,在静水压力和孔隙水压力联合作用下,土体顺 软弱层面平移滑出; ③ 前缘土体因临空条件好, 滑 移速度快,中部和后缘土体受牵引呈分块式解体, 表现出多个次级滑面,如图 31,32 所示。图中黄土 老滑坡的复活也属此类。 5 强烈地震作用下形成的黄土滑坡强烈地震作用下形成的黄土滑坡 中国浩瀚的黄土分布区,尤其是中央黄土高原 的西、南与东部及它们的周邻是强烈地震区,其中 震级 M≥8 级的历史地震就有 6 次之多。 5.1 地震滑坡的分布地震滑坡的分布 图 33[9]显示了黄土高原及其周邻由历史地震引 发的黄土滑坡与震陷的分布情况1500~1949 年, 图 33 的左下方表示出 1920 年海原地震M 8.5 级 时产生的规模巨大和较大的滑坡和滑坡群集的分布。 图 31 府谷电厂 K330 变电站古滑坡与工程滑坡分布图 Fig.31 Distribution of old and engineering-related landslides at K330 Substation,Fugu Power Plant 5.2 伴随液化机制的黄土滑坡伴随液化机制的黄土滑坡 在 1920 年海原地震M 8.5 级中,该地区及其 周邻产生数量众多,常成群集的伴随有液化机制的 黄土滑坡。这