黄土地区常见地质灾害的防治研究思路

黄土地区常见地质灾害的防治研究思路

崔建华

山西华冶勘测工程技术有限公司山西太原市030002

摘要：黄土是一种第四地质历史时期干旱气候条件下的沉积物，我国黄土分布范围广、具有特殊成分和工程地质特性。黄土主要分布在山西、陕西和甘肃等地，黄土分布地区地质灾害频发，黄土地区发生地质灾害的特点取决于黄土分布区域特征和局部地形条件，因此，分析常见地质灾害的特点，成因，分布规律等，加强对黄土地区的地质灾害进行科学研究，了解地质灾害发生发展规律，采取合理的防治措施，积极有效地开展地质灾害监测预防，对避免和减轻致灾地质作用给人民生命财产造成的损失，维护社会稳定，保护生态环境，促进经济发展具有重要的意义。

关键词：黄土；地质灾害；减灾

1.黄土地质灾害

因为黄土形成过程中的特殊性决定了其地质灾害频发种类繁多的特性。黄土地质灾害的实质可以概括为是岩石圈、大气圈、水圈、生物圈各系统之间的相互作用和相互联系综合产生的结果。细分黄土地质灾害的主要类型为：滑坡、崩塌、地裂缝、地面塌陷、泥石流等。滑坡发生在城镇中则会造成人畜伤亡、毁坏工厂、学校、行政单位房屋等一些列灾难。工矿区一旦发生滑坡将直接摧毁矿山基础设施、毁坏厂房、造成人员伤亡和矿山停工停产，造成损失不可估量。崩塌造成的主要损失是通过中断交通给运输业带来巨大的影响，此影响不只局限于发生崩塌灾害的当地地区，更严重的是造成的连锁反应。地裂缝是在一些城市中发生的一种特殊现象，主要是地表岩层、土体在人为因素和自然因素的影响下发生的。泥石流是在暴雨、冰雪融化等现象发生后的地质灾害。

2.地质灾害发育特征

2.1滑坡

滑坡是在土体自身重力影响下黄土斜坡大块甚至整体顺着沿软弱结构面向下滑移的行为。滑坡多发生在坡度为40°～60°的黄土沟谷边坡靠上的部位或沟谷斜坡最末端，界限大多为半圆形及弧线形，破裂壁坡度通常在70°以上，滑移面较为陡峭的。

滑坡发生的基本条件包括黄土高原特殊的地貌形态、地层岩性、地质构造等，决定着坡体的分布与发育程度。黄土土质过于疏松，密实度差，原坡体大节理裂隙发育，节理裂隙扩张贯穿上部坡体，致使土体受拉张作用；坡体高差过大，坡度陡峭，失稳提供临空面，或者坡角过大，岩层产状陡立致使下滑力大；部分坡体植被不发育，或者受冲蚀作用强烈等。

2.2崩塌

黄土崩塌又称作塌方、垮塌或者崩落，是指位于较陡黄土斜坡上的岩土体在受到自身重力影响时，发生的一种迅速脱落离开母体并崩塌、滚动、堆积于斜坡坡脚或者沟谷的现象。崩塌与滑坡相比，规模小，但突发性强，易发生于高陡边坡、凹形陡崖地带。

滑坡形成的影响因素对崩塌同样起着控制作用。主要失稳原因有与滑坡大致相同。

2.3地面塌陷

地面塌陷是指位于地面的土体或岩体，受到各种自然条件诱发或者人类工程活动作用时，发生向下的塌陷，于地表上产生坍塌坑、洞形式的地质灾害过程。而当塌陷过程在人类生存生活范围内形成时，就可以定义是灾害现象。

大体可分为自然和人为两个方面。自然因素主要为降雨、地形地质条件、矿层厚度埋深、覆岩组合特征、构造发育程度等。人为因素是近年来塌陷形成的主要原因，包括：地下煤矿开采之后形成的冒落带、裂隙带、弯曲带等造成地面沉降，主要以塌陷坑、槽、洼地以及裂缝等形式出现。以综采为主的开采方式，对地表破坏严重，易于地面塌陷和地裂缝产生。当煤矿生产规模60～300万t/a，地表变形明显，重复采动较一次采动塌陷严重。

2.4地裂缝

地裂缝又称为地面裂缝，指地面岩土体在受到自然环境以及人类工程活动影响时，长宽达到一定程度的裂隙于地面上出现的情况，是地表被破坏的一种现象。

地裂缝成因包括人为和自然因素，人为因素与地面塌陷形成原因大致一样，自然因素包括与地裂缝形成机理有关的上覆岩体的岩性、岩石坚硬程度、矿体的开采规模、采空面积大小以及构造发育程度等亦与地面塌陷形成原因相似。

2.5泥石流

泥石流往往是发生在山川沟谷或是有些地势陡峭的地方，受到暴雨甚至洪水或者某些自然灾害影响进而产生的特殊洪流，因其发生多是突发性的，而且携带着大量沙石，流速很快，流量较大，物质容量也大故而造成的破坏力强，会把交通设施甚至村镇破坏，各种损失很大。

主要的自然和人为因素包括：物源条件，主要分布在软硬相间的碎屑岩地层和第四系地层，风化强烈，强风化层厚度相对较大，存在大量残坡积物，沟域内不良地质现象轻微或严重发育，同时采矿弃渣大量堆积，为泥石流形成了提供丰富的固体物源。植被条件，发生泥石流区域植被覆盖率低，滞水性能极差，有利于水流汇集。降水条件，大暴雨较多时，为泥石流的产生创造所需的水源及强大的水动力条件。人为原因，黄土矿区，人为堵塞、违规生产亦是泥石流形成的重要因素。

3.黄土地质灾害防治的研究思路

3.1黄土地质结构与重大灾害发育的关联机制

从黄土地层结构、地貌结构、土性类别、黄土湿陷性等特征出发，对黄土高原进行地质结构与土性分区。以该分区为指南，调查研究不同区域黄土重大灾害，确定黄土灾害分布的群集性与区域地貌、地层结构、土性分区、水文及水文地质条件等孕灾背景的组合关系，建立地质结构分区、黄土土性分区与黄土重大灾害群集的关联机制模型。开展黄土重大灾害原型研究，调查黄土地区重大灾害的区域分布特征和局部群及特征，剖析重大灾害的变形破坏实例，研究这类灾害的特殊孕灾环境、关键控制因素和易灾地址条件的组合类型，揭示易灾地址环境与重大灾害之间的关系，查明黄土高原重大灾害发育规律，建立地质环境与水、工程营力耦合作用下的黄土重大灾害的主要成灾模式。

3.2黄土水-土互馈作用及其致灾力学行为

黄土的结构性、水敏性和湿陷性是黄土重大灾害的内在致灾因子，这三性是揭示黄土介质灾害力学行为的突破点。针对黄土的结构性和湿陷性从其物质成分和结构特点出发通过平行试验对比研究其化学成分、矿物成分和粒度成分、细观和微观结构、湿陷性与变形破坏特征之间的关系，以破解黄土结构性及湿陷性的细观力学机制，建立能准确反映黄土的结构性及湿陷性本构。通过饱和非饱和黄土本构模型与黄土渗透冲蚀耦合作用的整合研究，以破解黄土水敏性及其致灾机理。开展水、热及受力条件变化条件下黄土结构面的三维微结构试验，研究黄土损伤劣化的三维微结构过程和定量化模型；开展黄土及黄土结构面的拉、压、剪切流变试验，建立黄土结构损伤演化的流变本构模型、长期强度准则与黄土结构面的接触流变本构模型、强度及发展贯通扩展准则；研究黄土斜坡的渐进破坏过程及长期稳定性，揭示黄土斜坡的长期变形失稳机制，预测黄土斜坡的临界失稳条件。

3.3工程扰动作用下黄土重大灾害激发机制与演化过程

主要开展开挖卸载和堆填加载两种工况下的黄土重大灾害激灾机制研究。通过应力路径力学试验，研究与开挖工况相似的应力路径对边坡土体物理力学特性的影响规律，建立弹塑性本构模型；配合离心模型试验揭示卸载条件下卸荷区的发展及滑动带的生成机理以及黄土崩滑灾害的成因机理；研究加速蠕变阶段的破坏机理揭示不同堆载条件下坡体应力重分布及其变形分区发展的规律和坡体变形运动特征；建立可评价工程扰动条件下黄土坡体稳定性评价及失稳预测的数值分析方法。

结语

黄土地区地质灾害防治的研究是一项系统性工作，由于各种原因导致黄土地区各种规模的地质灾害时有发生，给人们的生产生活带来严重影响。因此，作为相关地质工作人员，我们有责任和义务去研究和治理给人们财产造成损失的地质灾害。通过对具体的灾害进行研究，并采取合理的防治措施，把可避免的灾害消灭在萌芽状态。

参考文献：

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[2]崔中兴，杨作栋．黄土地区滑坡的机理分析及防治对策[J]．水土保持通报，1994，14（6）：48-52.

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