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【摘 要】本文以葫芦岛市龙港区东窑村龙回头崩塌为例,通过地质调查、工程物探、室内试验取得的原始资料,分析了该崩塌的特征,并进行了稳定性计算与评价,对该地区相类似地质条件下的地质灾害防治有一定参考价值。
【关键词】崩塌;地质环境;地质灾害;稳定性计算与评价
一、崩塌区地质环境条件
崩塌区位于“龙回头”景区范围内,地貌处于海岸滩涂与近海低丘陵的交接部位,二者呈高35~50m的基岩陡坎相接,即“海蚀崖”。海蚀崖高一般30.0~40.0m,最高处近50m,崖面水平宽度30.0~45.0m,长约360m,坡角一般70~80°,局部负角。
该边坡区主要组成岩性为长城系大红峪组砾岩及白垩系孙家湾组砾岩,节理裂隙较发育,泥质胶结,软硬相间;浅部(30m左右)地下水赋存条件差,水量贫乏。
区域地震基本烈度为Ⅵ度,基本地震加速度为0.05g,历史上无发生破坏性地震记载。工作区及周边10Km范围内无活动性断裂通过,亦无较大褶皱、断层形迹。
崩塌区及周边区域内无河流及地表水体分布。
葫芦岛市年平均降水量558.4mm,多年最大日极端降雨243mm,多年平均蒸发量为1775mm。
二、崩塌(危岩)特征
1、危岩体、崩塌堆积体空间形态特征
危岩体的核心组成部分就是海蚀崖分布区,主体部分近东西展布,东南侧边缘部位呈南北向展布,总长约300m,崖面水平宽约10~15m,崖高一般30~40m,低处达16m,崖面总体倾向北东,倾角70°~80°,局部直立或负角。其中潜在最危险区分布长度约38.0m。
具规模的崩塌体主要分布于东侧边坡坡脚下,平面形态呈不规则扇裙状,面积约2929.16m2,厚度一般25.0m,崩塌体多由大块石组成,一般块径1-2m,大者达4-5m,估测体积近10000m3,组成岩性多为砾岩,边坡局部坡脚下有零星滑落块石分布,雨季这种现象更是多发、频发,对崖角下行人及构筑物构成严重威胁。
2、危岩体变形破坏特征
由于海蚀作用,特别是地质历史时期发生过的海蚀作用,伴有长期风化作用,致使崖面岩体破碎、脱落、崖面陡倾,局部崖面形成负角。依据边坡形态、结构面特征,区内划分出三处潜在最危险崩塌区。由于崖面组成岩石相对久远,又经过构造扰动,局部节理裂隙发育,可见最宽裂缝延伸至坡顶,长5.0m,裂隙走向290°,宽20.0~40.0cm,可测深度4.0~5.0m。区内的一组结构面产状(40∠60)与崖面倾向、地层产状的组合形式是对边坡稳定性不利的组合。见照片。
照片1 崩塌区垂向节理裂隙发育
3、崩塌(危岩)体形成条件
(1)海蚀崖陡倾的崖面坡度,坡角一般60~80°,局部负角,这是危岩体形成或崩塌产生的基础和绝定性条件。
(2)现代地质作用,特别是潮汐侵蚀作用强烈,对边坡的稳定产生较大负面影响。
(3)边坡岩体局部节理裂隙发育,其中一组较大结构面产状(40∠60°)与崖面倾向、地层产状的组合形成,是对边坡稳定性不利的组合。
4、影响因素分析
该边坡坡顶表层分布薄层碎石土,利于降水渗入,当降水大量渗入到节理裂隙相对发育的岩体部位,对岩体自身强度产生不良影响;长期以来,崖面在海蚀、风化及冻胀作用下,表层岩体相对疏松,风化裂隙也相对发育,更易接受降水的渗入,进而造成崖面岩体更疏松、破碎,多发岩块、岩屑脱落、滑坠现象,造成崖面更加陡倾、内凹,甚至崖面后移。这种发展过程或发展趋势,将使崖面与已有坡顶建筑物间距贴近,坡体后缘距葫芦岛海滨“龙回头”景区望海平台水平距离约25.0~65.0m。
因此,现状条件下,降水是影响边坡稳定性的最主要因素,人类工程活动也是不可忽视的重要因素。
三、崩塌(危岩)体稳定性评价
1、评价方法、计算公式的选择
危岩体稳定性评价较为复杂,针对该危岩体特征,选择直立边坡的卡尔曼临界高度理论公式进行稳定性评价。
计算公式:H=(4C/ )tan(45°+ )
H:直立边坡的临界高度(m)
:岩石重度(KN/m3)
C:岩石粘聚力(Kpa)
:岩石内磨擦角(°)
2、计算参数的确定
计算参数由岩土室内试验成果,结合地区经验综合给出
:取试验成果平均值, =26.4KN/m3
C:根据重塑样品试验成果及原状样品试验成果综合给出C=40Kpa
:根据重塑样品试验成果及原状样品试验成果综合给出=53Kpa
3、计算结果及评述
上述参数带入公式:
H=(4C/ )tan(45°+ )
=(4×40/26.4)tan(45°+ )
=18.12 m
计算临界高度值为18.12m,现状边坡高度一般30~40m,说明边坡处于不稳定状态,在自然条件下,仍会产生崩塌,这与定性分析判断是一致的,符合现实实际。
四、结语
1、崩塌区位于龙回头滨海景点区近海海岸,危岩体构成海蚀崖地貌景观,崖体走向近南北,崖面坡度70~80°,局部负角,坡顶与坡脚相对高差30~40m。危岩体主要组成岩性为长城系大红峪组砾岩、白垩系孙家湾组砾岩,岩体局部节理裂隙发育。
2、危岩体主要变形破坏是崖面岩体在地质历史时期,遭受强烈的海蚀及风化作用,崖面岩体疏松、破碎,以致脱落、掉块,局部形成负角,进而造成崖面后移。
3、危岩体形成的主要条件是陡倾的崖面坡度、局部岩体节理裂隙发育及近代的海蚀作用。影响危岩体稳定性的主要因素是降水,人类工程活动是不可忽视的因素。
4、边坡稳定性计算选择“直立边坡的卡尔曼临界高度理论公式”,计算结果表明,临界高度值为18.12m,低于边坡最大高度值,说明边坡处于不稳定状态,在自重工况下会引发崩塌灾害,当遇一定强度降水、人类工程活动等影响,随时都可能发生崩塌灾害,在自然环境条件下,随着时间的推移发生崩塌灾害也是不可避免的。
作者简介:
安继魁(1970年— )男,籍贯辽宁省朝阳市。职称:水文地质工程地质高级工程师,毕业后一直从事水文地质工程地质勘察工作,单位:辽宁工程勘察设计院。
【关键词】崩塌;地质环境;地质灾害;稳定性计算与评价
一、崩塌区地质环境条件
崩塌区位于“龙回头”景区范围内,地貌处于海岸滩涂与近海低丘陵的交接部位,二者呈高35~50m的基岩陡坎相接,即“海蚀崖”。海蚀崖高一般30.0~40.0m,最高处近50m,崖面水平宽度30.0~45.0m,长约360m,坡角一般70~80°,局部负角。
该边坡区主要组成岩性为长城系大红峪组砾岩及白垩系孙家湾组砾岩,节理裂隙较发育,泥质胶结,软硬相间;浅部(30m左右)地下水赋存条件差,水量贫乏。
区域地震基本烈度为Ⅵ度,基本地震加速度为0.05g,历史上无发生破坏性地震记载。工作区及周边10Km范围内无活动性断裂通过,亦无较大褶皱、断层形迹。
崩塌区及周边区域内无河流及地表水体分布。
葫芦岛市年平均降水量558.4mm,多年最大日极端降雨243mm,多年平均蒸发量为1775mm。
二、崩塌(危岩)特征
1、危岩体、崩塌堆积体空间形态特征
危岩体的核心组成部分就是海蚀崖分布区,主体部分近东西展布,东南侧边缘部位呈南北向展布,总长约300m,崖面水平宽约10~15m,崖高一般30~40m,低处达16m,崖面总体倾向北东,倾角70°~80°,局部直立或负角。其中潜在最危险区分布长度约38.0m。
具规模的崩塌体主要分布于东侧边坡坡脚下,平面形态呈不规则扇裙状,面积约2929.16m2,厚度一般25.0m,崩塌体多由大块石组成,一般块径1-2m,大者达4-5m,估测体积近10000m3,组成岩性多为砾岩,边坡局部坡脚下有零星滑落块石分布,雨季这种现象更是多发、频发,对崖角下行人及构筑物构成严重威胁。
2、危岩体变形破坏特征
由于海蚀作用,特别是地质历史时期发生过的海蚀作用,伴有长期风化作用,致使崖面岩体破碎、脱落、崖面陡倾,局部崖面形成负角。依据边坡形态、结构面特征,区内划分出三处潜在最危险崩塌区。由于崖面组成岩石相对久远,又经过构造扰动,局部节理裂隙发育,可见最宽裂缝延伸至坡顶,长5.0m,裂隙走向290°,宽20.0~40.0cm,可测深度4.0~5.0m。区内的一组结构面产状(40∠60)与崖面倾向、地层产状的组合形式是对边坡稳定性不利的组合。见照片。
照片1 崩塌区垂向节理裂隙发育
3、崩塌(危岩)体形成条件
(1)海蚀崖陡倾的崖面坡度,坡角一般60~80°,局部负角,这是危岩体形成或崩塌产生的基础和绝定性条件。
(2)现代地质作用,特别是潮汐侵蚀作用强烈,对边坡的稳定产生较大负面影响。
(3)边坡岩体局部节理裂隙发育,其中一组较大结构面产状(40∠60°)与崖面倾向、地层产状的组合形成,是对边坡稳定性不利的组合。
4、影响因素分析
该边坡坡顶表层分布薄层碎石土,利于降水渗入,当降水大量渗入到节理裂隙相对发育的岩体部位,对岩体自身强度产生不良影响;长期以来,崖面在海蚀、风化及冻胀作用下,表层岩体相对疏松,风化裂隙也相对发育,更易接受降水的渗入,进而造成崖面岩体更疏松、破碎,多发岩块、岩屑脱落、滑坠现象,造成崖面更加陡倾、内凹,甚至崖面后移。这种发展过程或发展趋势,将使崖面与已有坡顶建筑物间距贴近,坡体后缘距葫芦岛海滨“龙回头”景区望海平台水平距离约25.0~65.0m。
因此,现状条件下,降水是影响边坡稳定性的最主要因素,人类工程活动也是不可忽视的重要因素。
三、崩塌(危岩)体稳定性评价
1、评价方法、计算公式的选择
危岩体稳定性评价较为复杂,针对该危岩体特征,选择直立边坡的卡尔曼临界高度理论公式进行稳定性评价。
计算公式:H=(4C/ )tan(45°+ )
H:直立边坡的临界高度(m)
:岩石重度(KN/m3)
C:岩石粘聚力(Kpa)
:岩石内磨擦角(°)
2、计算参数的确定
计算参数由岩土室内试验成果,结合地区经验综合给出
:取试验成果平均值, =26.4KN/m3
C:根据重塑样品试验成果及原状样品试验成果综合给出C=40Kpa
:根据重塑样品试验成果及原状样品试验成果综合给出=53Kpa
3、计算结果及评述
上述参数带入公式:
H=(4C/ )tan(45°+ )
=(4×40/26.4)tan(45°+ )
=18.12 m
计算临界高度值为18.12m,现状边坡高度一般30~40m,说明边坡处于不稳定状态,在自然条件下,仍会产生崩塌,这与定性分析判断是一致的,符合现实实际。
四、结语
1、崩塌区位于龙回头滨海景点区近海海岸,危岩体构成海蚀崖地貌景观,崖体走向近南北,崖面坡度70~80°,局部负角,坡顶与坡脚相对高差30~40m。危岩体主要组成岩性为长城系大红峪组砾岩、白垩系孙家湾组砾岩,岩体局部节理裂隙发育。
2、危岩体主要变形破坏是崖面岩体在地质历史时期,遭受强烈的海蚀及风化作用,崖面岩体疏松、破碎,以致脱落、掉块,局部形成负角,进而造成崖面后移。
3、危岩体形成的主要条件是陡倾的崖面坡度、局部岩体节理裂隙发育及近代的海蚀作用。影响危岩体稳定性的主要因素是降水,人类工程活动是不可忽视的因素。
4、边坡稳定性计算选择“直立边坡的卡尔曼临界高度理论公式”,计算结果表明,临界高度值为18.12m,低于边坡最大高度值,说明边坡处于不稳定状态,在自重工况下会引发崩塌灾害,当遇一定强度降水、人类工程活动等影响,随时都可能发生崩塌灾害,在自然环境条件下,随着时间的推移发生崩塌灾害也是不可避免的。
作者简介:
安继魁(1970年— )男,籍贯辽宁省朝阳市。职称:水文地质工程地质高级工程师,毕业后一直从事水文地质工程地质勘察工作,单位:辽宁工程勘察设计院。