浅析节理对黄土滑坡之影响

上黄土下半胶结泥岩滑坡的滑动机理和防治分析摘要：陕甘地区存在大量的表层黄土下层半胶结泥岩的地层组合，该类地层极易产生黄土-泥岩顺层滑坡，通过对该类滑坡的滑动机理和治理措施分析，对该地区滑坡灾害的预测和防治有一定的指导意义。

关键词：黄土-泥岩顺层滑坡；滑动机理；治理措施1、前言在陕西北部和甘肃南部的黄土梁峁沟壑区，大部分地段地表被中、厚层的黄土披覆，其下分布厚层的灰绿色或棕红色新近系、白垩系半胶结泥岩，该类地层组合极易产生黄土-泥岩顺层滑坡，该类滑坡的滑动面多为黄土和泥岩接触面，研究该类滑坡的滑动机理、破坏形式和治理措施，具有非常重要的理论意义。

2、滑坡岩土工程地质特征根据现场地质调查和勘察结果，该区滑坡滑体多为风积黄土形成的黄土状滑坡堆积物；滑带土以泥岩软化后形成的软塑状饱和粘土为主，局部为半胶结泥岩或泥岩与黄土混合物，滑带土基本处于饱和状态；滑床多为半胶结泥岩，结构致密，透水性差，结构、形态较为完整。

在滑带土周边形成可见厚数十厘米至数米的挤压带，挤压带附近纹理张裂，土体破碎。

滑体、滑带土、滑床的物理力学指标统计值见表1所示。

表1地层物理力学指标3、该类滑坡滑动机理特殊的坡体结构是形成滑坡的本质原因，降雨及连阴雨导致滑带土饱和、软化、强度降低，是形成滑坡的气象条件。

这种斜坡地貌、特殊的坡体地层结构在降雨、洪水切割坡角、地震等诱发因素作用下极易失稳产生滑坡。

调查结果显示，该类滑坡通常是在连续降雨之后发生，极少由地震诱发，从滑带土的物质组成可以看出，该类滑坡的滑动面均存在于黄土和泥岩接触面。

这说明，在连续降雨过程中，降水入渗至泥岩表面，使泥岩表面发生软化，小部分黄土底部接触面的由于积水形成软塑～流塑状态，软塑的黄土夹杂软化的泥岩沿外倾接触面形成了薄弱带，薄弱带部分的C、Φ值急剧降低，抗滑力急剧下降，上部黄土在重力作用下沿薄弱带发生滑移。

黄土具有湿陷性、大孔隙、垂直节理发育的特点，陕甘地区的地下水位较低，一般来说，天然黄土的含水量不高，且室内试验测试显示，黄土的渗透系数K 一般为10-5cm/s，半胶结泥岩的渗透系数一般小于10-7cm/s，这表明，半胶结泥岩为较好的隔水层，不透水；而黄土的渗透性也不高，西北水土保持所通过长期观测认为大气降水在黄土中的入渗深度仅为1.5～2.6m，而在陕西礼泉黄土做的试坑渗水试验，在50×50m2试坑中连续渗水1000m3，但最终测得仅其下6m内黄土的含水量增高，以下含水量无变化。

第36卷第2期2022年4月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .36N o .2A pr .,2022收稿日期:2021-09-17资助项目:国家自然科学基金重点项目 黄土高原植被恢复影响切沟侵蚀的动力机制与模拟 (42130701) 第一作者:邢书昆(1996 ),男,山东聊城人,硕士研究生,主要从事土壤侵蚀研究㊂E -m a i l :201921051020@m a i l .b n u .e d u .c n 通信作者:张光辉(1969 ),男,甘肃静宁人,教授,博士生导师,主要从事土壤侵蚀和水土保持研究㊂E -m a i l :g h z h a n g@b n u .e d u .c n 黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征与发育临界地形邢书昆1,张光辉1,2,王滋贯1,王丽丽1(1.北京师范大学地理科学学部,北京100875;2.北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875)摘要:退耕还林(草)工程的深入实施有效遏制了黄土高原水土流失,但以浅层滑坡和崩塌为主的重力侵蚀在黄土高原广泛分布,且已成为小流域侵蚀泥沙主要来源之一㊂为探究黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌的形态特征和发育临界地形,在陕西省安塞区纸坊沟小流域调查了53处浅层滑坡和40处崩塌,记录其植被特征,同时进行无人机摄影测量㊂结果表明:浅层滑坡的规模通常大于崩塌,且形态变化范围更大;浅层滑坡长度㊁宽度㊁周长和面积与沟壑密度呈显著负相关(P <0.01),与距离沟道远近呈显著正相关(P <0.01),崩塌的形态特征与沟壑密度和距离沟道远近的相关性较弱;浅层滑坡和崩塌均较为集中地分布在坡度和地形湿度指数适中(30ʎ~55ʎ和0.50~2.00)㊁径流流路比降和径流流路长度较小(60.0%~120.0%和0~15.00m )的区域,而在坡度和径流流路比降较大(>55ʎ和>120.0%)㊁地形湿度指数和径流流路长度较小(<0.50和<15.00m )的区域,崩塌较为发育;反之,在坡度和径流流路比降较小(<30ʎ和<120.0%)㊁地形湿度指数和径流流路长度较大(>2.00和>15.00m )的区域,浅层滑坡较为发育;灌木坡面浅层滑坡和崩塌主要发生的坡向范围是0~180ʎ,草本坡面浅层滑坡主要发生的坡向范围是0~90ʎ和270ʎ~360ʎ㊂研究结果对于理解浅层滑坡和崩塌的发生过程和临界地形条件㊁估算小流域产沙量和控制侵蚀具有重要意义㊂关键词:黄土高原;重力侵蚀;地形因子;临界条件;植被类型中图分类号:S 157.1 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2022)02-0106-08D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2022.02.014M o r p h o l o g i c a l C h a r a c t e r i s t i c s a n dC r i t i c a l T o p o g r a p h y of S h a l l o wL a n d s l i d e a n d C o l l a p s e i nH i l l y a n dG u l l y R e gi o no f t h eL o e s sP l a t e a u X I N GS h u k u n 1,Z H A N G G u a n g h u i 1,2,WA N GZ i gu a n 1,WA N GL i l i 1(1.F a c u l t y o f G e o g r a p h i c a lS c i e n c e ,B e i j i n g N o r m a lU n i v e r s i t y ,B e i j i n g 100875;2.S t a t eK e yL a b o r a t o r y o f E a r t hS u r f a c eP r o c e s s e s a n dR e s o u r c e sE c o l o g y ,B e i j i n g N o r m a lU n i v e r s i t y ,B e i j i n g 100875)A b s t r a c t :T h e i m p l e m e n t a t i o no f t h e"g r a i n -f o r -g r e e n "p r o j e c th a se f f e c t i v e l y m i t i ga t e ds o i l e r o s i o no fh i l l s l o p e o nt h eL o e s sP l a t e a u .H o w e v e r ,g r a v i t y e r o s i o n ,i n c l u d i n gb o t hs h a l l o wl a n d s l i d ea n dc o l l a p s e ,i s w ide l y di s t r i b u t e do n t h eL o e s sP l a t e a ua n dh a sb e c o m eo n eo f t h ed o m i n a n t s o u r c eo f e r o s i o ns e d i m e n t i n s m a l lw a t e r s h e d .T oe x p l o r et h e m o r p h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c sa n dc r i t i c a l t o p o g r a p h y o fs h a l l o wl a n d s l i d e a n d c o l l a p s e i nh i l l y a n d g u l l y r e g i o no ft h eL o e s sP l a t e a u ,53s h a l l o wl a n d s l i d e sa n d40c o l l a p s e s w e r e i n v e s t i g a t e di n Z h i f a n g g o u s m a l l w a t e r s h e di n A n s a i D i s t r i c t ,S h a a n x i P r o v i n c e ,a n dt h e i r v e g e t a t i o n c h a r a c t e r i s t i c sw e r ea l s or e c o r d e d .P h o t o g r a mm e t r y w a s p e r f o r m e d b y u n m a n a g e da i r c r a f tv e h i c l e .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e s i z e s o f s h a l l o w l a n d s l i d ew e r e u s u a l l y l a r g e r t h a n t h o s e o f c o l l a p s e .T h e v a r i a t i o n s i n m o r p h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c so f s h a l l o wl a n d s l i d ew e r e g r e a t e r t h a nt h o s eo fc o l l a p s e .T h e l e n gt h ,w i d t h ,p e r i m e t e r a n d a r e a o f s h a l l o wl a n d s l i d ew e r en e g a t i v e l y c o r r e l a t e dw i t h g u l l y d e n s i t y (P <0.01),a n dw e r e p o s i t i v e l y c o r r e l a t e dw i t h t h e d i s t a n c e t o g u l l y s y s t e m (P <0.01).N e v e r t h e l e s s ,t h e c o r r e l a t i o n s b e t w e e n t h e m o r p h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c so f c o l l a p s e ,a n d g u l l y d e n s i t y a n dd i s t a n c ew e r e l o o s e .S h a l l o wl a n d s l i d ea n d c o l l a p s ew e r e c o n c e n t r a t e d o nw h e r e t h e s l o p e a n d t o p o g r a p h i cw e t n e s s i n d e x (30ʎ~55ʎa n d 0.50~2.00)w e r e m o d e r a t e ,f l o w p a t h g r a d i e n t a n d f l o w p a t h l e n gt hw e r e s m a l l (60.0%~120.0%a n d 0~15.00m ).N e v e r t h e l e s s ,i na r e a sw h e r et h es l o p ea n df l o w p a t h g r a d i e n tw e r e l a r g e (>55ʎa n d >120.0%),a n dt h et o p o g r a ph i cw e t n e s s i n d e xa n d f l o w p a t h l e n g t hw e r e s m a l l(<0.50a n d<15.00m),g r a v i t y e r o s i o nw a sd o m i n a t e db y c o l l a p s e.O n t h e c o n t r a r y,i n a r e a sw h e r e t h e s l o p e a n d f l o w p a t h g r a d i e n tw e r e s m a l l(<30ʎa n d<120.0%), a n d t h e t o p o g r a p h i cw e t n e s s i n d e xa n d f l o w p a t h l e n g t hw e r e l a r g e(>2.00a n d>15.00m),g r a v i t y e r o s i o n w a s d o m i n a t e db y s h a l l o wl a n d s l i d e.S h a l l o wl a n d s l i d ea n dc o l l a p s e w i d e l y o c c u r r e do ns l o p e sc o v e r e db y s h r u b c o mm u n i t i e sw i t h t h e a s p e c t o f0~180ʎ.S h a l l o wl a n d s l i d ew a sa l s od i s t r i b u t e do ns l o p e s c o v e r e db y h e r b sw i t ht h ea s p e c t so f0~90ʎa n d270ʎ~360ʎ.T h er e s e a r c hr e s u l t sa r eh e l p f u l f o ru n d e r s t a n d i n g t h e o c c u r r e n c e p r o c e s s a n dc r i t i c a l t o p o g r a p h i c c o n d i t i o n so f s h a l l o wl a n d s l i d ea n dc o l l a p s ee s t i m a t i n g s e d i m e n t y i e l d a n d c o n t r o l l i n g e r o s i o n i n s m a l lw a t e r s h e d.K e y w o r d s:t h eL o e s sP l a t e a u;g r a v i t y e r o s i o n;t o p o g r a p h i c f a c t o r;c r i t i c a l c o n d i t i o n;v e g e t a t i o n t y p e黄土丘陵沟壑区坡陡沟深,加之黄土质地疏松㊁富含大孔隙㊁透水湿陷性强㊁垂直节理发育等性质[1-2],导致黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌等重力侵蚀非常活跃[3]㊂浅层滑坡是指土体在重力作用下沿一定的软弱面产生剪切破坏㊁整体顺坡向下滑移的现象,滑坡体长度和宽度多在数十米之内,厚度一般<2m[3-5];崩塌是指土体在重力作用下发生的迅速㊁突然的位移,伴随土体的倾倒㊁滚落㊁翻转等现象,崩塌规模较小,土方量一般在数方至数十方[3-4]㊂在黄土高原退耕还林(草)工程有效实施㊁植被显著恢复㊁坡面侵蚀得到有效遏制的大背景下,以浅层滑坡和崩塌为主的重力侵蚀已成为黄土高原小流域侵蚀泥沙主要来源之一[6-7]㊂因此,研究黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征,以及发育的临界地形条件,对理解重力侵蚀发育的动力过程㊁估算小流域侵蚀泥沙及其阻控具有重要意义[6,8]㊂在近几十年,国内外学者[9-13]研究了浅层滑坡和崩塌的发生条件,除黄土本身的性质和降雨㊁地震等外部条件外,土体相对高度㊁坡度㊁径流分散和汇聚状况㊁坡向等地形因子以及植被特性是影响浅层滑坡和崩塌发生的重要因素㊂土体相对高度受沟壑密度和距离沟道远近的影响,决定着浅层滑坡和崩塌发育的空间范围,进而影响其大小和空间分布[9-10];坡度决定坡体所受剪切力大小和有效临空面,控制着坡面水文连通性,从而影响土体土壤水分㊁抗剪强度和浅层滑坡与崩塌的大小[9,11];径流分散和汇聚状况可用径流流路比降㊁径流流路长度㊁汇水面积㊁地形湿度指数等地形因子综合反映,直接影响土壤孔隙水压力,进而影响土体黏聚力和结构强度,如果壤中流在不同土层界面汇聚,则会起到润滑作用,促使软弱结构面形成,促进浅层滑坡和崩塌发育[2,12];不同坡向的日照条件不同,引起植物群落和植被生长状况出现差异,导致土壤理化性质出现明显的差异,从而影响重力侵蚀[1,13];植被对浅层滑坡和崩塌的影响可从力学效应和水文效应方面分析,但都具有正负的双重影响[14-16]㊂发育临界地形是指浅层滑坡和崩塌发生时对应的坡度等地形因子的上限或下限,是浅层滑坡或崩塌发生的必要地形条件㊂曹银真[17]研究认为,黄土高原滑坡主要发生在坡度为35ʎ~55ʎ,沟谷相对高差较大的地方,而崩塌主要发生在坡度>55ʎ的沟坡和冲沟沟头处;L i等[18]研究发现,黄土滑坡(80%)通常发生在坡度>35ʎ㊁坡高>40m的凹形坡,当坡度>50ʎ时,重力侵蚀以崩塌为主,并且发现阳光照射少㊁土壤含水量高的沟道南岸滑坡数量大于北岸;尚慧等[7]研究认为,宁夏彭阳县的滑坡集中分布在0~ 135ʎ和225ʎ~360ʎ的坡向范围,即在阴坡和半阴坡较为发育;X u等[12]通过室内模拟降雨和沟岸崩塌试验研究了降雨和地形条件对滑坡㊁崩塌和泥流的诱发机制,结果发现,滑坡和泥流与降雨特性密切相关,而崩塌则主要受坡度控制;Q i u等[8]对陕西延安地区的滑坡进行了遥感解译和野外调查发现,滑坡体长度和面积随着土体相对高度呈幂函数增加,随坡度增大而减小,但滑坡发生频率的变化趋势则相反㊂上述研究结果均说明地形因子显著影响浅层滑坡和崩塌的发育和形态特征,但目前系统比较二者形态特征和发育临界地形的研究较少,浅层滑坡和崩塌在坡度㊁径流分散和汇聚状况㊁坡向等发育地形条件的差异需要进一步明确㊂本文在黄土丘陵沟壑区典型小流域选择5条重力侵蚀显著发育的支沟,通过野外调查和无人机摄影测量获取高精度D E M(0.7m分辨率),对53处浅层滑坡和40处崩塌的形态特征㊁地形因子以及植被覆盖因子进行对比分析,探究黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征及发育条件的异同,明确二者规模大小㊁自相似特征和发育临界地形㊂1材料与方法1.1研究区概况野外踏查于2019年8 9月和2021年4 5月在陕西省安塞区纸坊沟小流域(36ʎ46'28ᵡ 36ʎ46'42ᵡ, 109ʎ13'46ᵡ 109ʎ16'03ᵡ)进行,该小流域地处暖温带半湿润气候向半干旱气候过渡区域,年均气温8.8ħ,年均降水量549mm,季节分配极不均匀,7 9月的降水占年总降水量的70%以上,且多短历时暴701第2期邢书昆等:黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征与发育临界地形雨;流域内地形破碎,梁峁起伏,沟壑密度达8.06k m /k m 2,属黄土高原丘陵沟壑区第二副区;流域海拔1038~1414m ,梁峁顶与沟谷的相对高差多为150~200m ;新构造运动活跃,且以上升为主,地层从上到下依次为厚层第四纪黄土㊁中生代第三纪红黏土和侏罗纪岩层;流域主要土壤类型为黄绵土,其黏粒㊁粉粒和砂粒含量分别为15.9%,61.7%和22.3%,占流域面积的65.5%,其次为红胶土和二色土,占流域面积的21.5%;目前,流域内的植被主要是人工栽植的乔木和灌木群落㊁自然恢复的灌木群落㊁草本群落和灌木与草本混交群落[19-20]㊂经踏查,选择浅层滑坡和崩塌发育程度较高的5条支沟(B G 1㊁B G 2㊁B G 3㊁B G 4㊁B G 5)作为具体研究区域,除B G 1支沟位于小流域的中间部位㊁海拔相对较低㊁沟道底部有少量基岩出露外,其余4条支沟均靠近小流域南端分水岭,海拔较高,黄土层深厚㊂此次调查的浅层滑坡和崩塌均发生在沟坡黄土层内,各条支沟基本信息见表1㊂表1 调查支沟基本信息编号平均海拔/m 平均坡度/(ʎ)坡向分布比例/%0~90ʎ90ʎ~180ʎ180ʎ~270ʎ270ʎ~360ʎ面积/h m 2调查失稳体数量/个浅层滑坡崩塌总计B G 11156.729.119.641.217.621.612.7141428B G 21253.932.125.931.326.316.529.271219B G 31278.032.437.227.97.627.329.38513B G 41280.434.537.735.36.220.811.212618B G 51308.233.143.640.95.510.114.1123151.2 研究方法1.2.1 数据获取 数据获取包括外业调查和室内工作㊂外业调查共进行2次,第1次外业调查于2019年8 9月进行,此时正值雨季,浅层滑坡和崩塌发生的可能性较大,新发育的失稳体边界易于识别;调查内容包括使用手持式G P S 记录失稳体地理坐标㊁高程,辨别失稳体类型(浅层滑坡或崩塌),拍照并记录失稳体周边的植被类型和植被盖度㊂第2次外业调查于2021年4月底进行,此时大部分植被尚未返青,植被盖度较低,有利于保证航拍质量;调查内容是使用D J IP h a n t o m 4R T K 无人机对5条支沟进行垂直摄影测量,首先利用D J IG SP r o 进行航线规划,设置航向重叠度和旁向重叠度均为80%,设置飞行高度为100m ,飞行速度为7.9m /s ,然后选择合适的起降点,在晴朗或多云天气开展飞行㊂室内工作包括模型建立和参数提取两部分,具体为:首先使用A r gi s o f t P h o t o s c a nP r o 软件处理各条支沟照片生成三维模型,根据第1次外业调查的结果在三维模型中确定浅层滑坡和崩塌的位置,使用画图工具勾绘失稳体和上方未失稳区域,保存边界坐标点,利用测量工具测量浅层滑坡和崩塌的长度㊁宽度㊁周长和面积,使用地面点分类工具剔除植被并最终生成各条支沟高精度D E M (分辨率0.7m );参数提取是将D E M 数据导入A r c g i s 10.2软件中,同时将失稳体和上方未失稳区域的边界坐标导入,使用工具箱中的要素转面工具生成面要素,并投影到对应的坐标系;使用工具箱中的表面分析㊁水文分析和栅格计算器工具,提取5条支沟的坡度㊁坡向(0~360ʎ)㊁径流流路比降㊁径流流路长度㊁汇水面积㊁沟壑密度㊁距离沟道远近㊁地形湿度指数等地形因子;然后通过失稳体的面要素对坡向㊁沟壑密度㊁距离沟道远近进行区域统计,通过上部未失稳区域的面要素对坡度㊁径流流路比降㊁径流流路长度㊁汇水面积㊁地形湿度指数进行区域统计,其平均值即为该处失稳体的参数指标㊂1.2.2 地形因子 在上述地形因子中径流流路比降是指某栅格在其径流方向上与其临近栅格间高程差与距离的比值,以百分比表征,反映径流方向水力梯度的分布情况;径流流路长度指地面上一点沿径流方向到其流向起点间的最大地面距离在水平面上的投影长度,该值越大,坡面长度越长,汇集的流量越大;汇水面积指上游汇流区域流入该单元的栅格点总数,根据栅格分辨率0.7mˑ0.7m 换算为面积;通过填洼后的高精度D E M 设置阈值(最小汇水面积>2500m 2)提取河网[21],然后利用线密度和欧氏距离工具得到沟壑密度和距离沟道远近;地形湿度指数指单位等高线长度上的汇水面积和坡度值之比的自然对数,定量描述地形对土壤水分的影响,该值越大,说明该区域的土壤越容易达到饱和从而产流[22],计算公式为:TW I =L n (S C A /t a n β)(1)式中:TW I 为地形湿度指数;S C A 为单位等高线长度汇水面积(m 2/m );β为局地坡度(ʎ),对于以栅格形式表示的数字高程模型D E M ,S C A 表示某栅格的汇水面积与D E M 栅格分辨率的比值,β对应于该栅格局地坡度㊂1.2.3 数据分析方法 采用相对密度[8]分析比较浅层滑坡和崩塌在不同坡向(0~360ʎ)的分布情况,计算公式为:R D =N i /S iN /S =N i /N S i /S(2)式中:R D 为相对密度;S 为调查区域的总面积(m 2);801水土保持学报 第36卷N为调查浅层滑坡或崩塌的总数量;S i为不同坡向范围(0~180ʎ,180ʎ~360ʎ,0~90ʎ,270ʎ~360ʎ,90ʎ~ 270ʎ)的面积(m2);N i为不同坡向范围浅层滑坡或崩塌的数量;相对密度越大,表明该坡向浅层滑坡或崩塌越易发生㊂主成分分析是重要的多元统计方式,可以在不丢失原始数据主要信息的前提下,提取数据信息,排除原始数据中相互重叠的信息,起到降维作用,用较少的数据表达原始数据,使问题简化㊂使用S I M C A 14.1.0软件对2类失稳体的地形因子进行主成分分析(P C A-X),为了避免不同量纲对分析结果的影响,先对原始数据进行标准化处理[23]㊂使用S P S S26软件对浅层滑坡和崩塌形态特征进行描述性统计,使用O r i g i n2018和C o r e l d r a w X4软件制图㊂2结果与分析2.1浅层滑坡和崩塌形态特征由表2可以看出,浅层滑坡和崩塌的规模都较小,长度均不超过60m,宽度㊁周长和面积分别在0~30,0~ 170,0~1300m2㊂浅层滑坡的长度㊁宽度㊁周长和面积均值均大于崩塌,说明浅层滑坡在规模上通常大于崩塌;变异系数是标准差与均值之比,其值越高,说明指标变化程度越大㊂比较浅层滑坡和崩塌长度㊁宽度㊁周长和面积的最大值㊁最小值和变异系数发现,浅层滑坡各形态指标的最小值均低于崩塌,而最大值和变异系数均高于崩塌,说明浅层滑坡的形态变化范围更大㊂不同形态特征之间存在一定的相关性,浅层滑坡周长随其长度的增加呈线性函数增加,随宽度的增加呈指数函数增加,决定系数R2分别为0.88和0.77(图1a㊁图1b);面积随长度或宽度的增加均呈幂函数增加,幂指数分别为1.676和2.409,决定系数R2分别为0.88和0.75(图1c㊁图1d),说明对于浅层滑坡,其宽度对周长和面积大小的限制作用更强㊂崩塌周长和面积随长度或宽度的增加均呈线性函数增加,说明崩塌的形态较为均匀㊂浅层滑坡和崩塌的面积随周长增加均呈幂函数增加(图1e),决定系数R2分别为0.98和0.91㊂表2浅层滑坡和崩塌形态特征比较失稳类型形态指标最大值/m最小值/m均值/m标准差/m变异系数/%浅层滑坡长60.03.417.311.164.3宽29.33.712.76.752.7周长166.613.754.131.458.0面积1294.412.8215.6272.0126.2崩塌长32.96.415.96.741.8宽27.14.711.55.447.0周长82.022.348.014.430.0面积443.038.5140.281.858.4图1浅层滑坡和崩塌形态特征间的相互关系对浅层滑坡和崩塌形态特征与沟壑密度和距离沟道远近进行P e a r s o n线性相关分析(表3),结果表明,浅层滑坡和崩塌长度㊁宽度㊁周长和面积与沟壑密度均呈负相关关系,而与距离沟道远近均呈正相关关901第2期邢书昆等:黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征与发育临界地形系;说明沟壑密度越大,浅层滑坡和崩塌发育的规模越小,而距离沟道越远,浅层滑坡和崩塌发育的空间范围越大,其规模越大㊂具体来看,浅层滑坡的形态特征与沟壑密度和距离沟道远近均在P <0.01水平上显著相关,而崩塌只有长度和周长与沟壑密度和距离沟道远近在P <0.01水平上显著相关,面积和距离沟道远近在P <0.05水平上显著相关,宽度与沟壑密度和距离沟道远近均不显著相关㊂说明与崩塌相比,浅层滑坡形态特征与沟壑密度和距离沟道远近的相关性更加密切㊂表3 失稳体形态特征与沟壑密度和距离沟道远近的相关系数形态特征浅层滑坡沟壑密度距离沟道远近崩塌沟壑密度距离沟道远近长度-0.54**0.55**-0.41**0.62**宽度-0.61**0.51**-0.100.02周长-0.60**0.59**-0.40**0.47**面积-0.55**0.56**-0.300.38*注:*表示在P <0.05水平显著相关;**表示在P <0.01水平显著相关㊂2.2 地形因子对浅层滑坡和崩塌的影响地形因子显著影响坡面水文过程和坡体稳定性,对浅层滑坡和崩塌的坡度㊁径流流路比降㊁径流流路长度㊁汇水面积㊁沟壑密度㊁距离沟道远近和地形湿度指数等地形因子进行主成分分析(P C A-X ),模型方差贡献率和因子载荷矩阵见表4㊂由表4可知,模型共提取3个主成分,第1,2,3个主成分的方差贡献率分别为0.39,0.31和0.20,累计方差贡献率R 2达到0.90㊂由因子载荷矩阵可以看出,第1主成分中径流流路比降的载荷值(0.72)最大,其次为坡度(0.70),负载荷值中地形湿度指数(-0.93)最高,说明第1主成分综合反映地形湿度指数㊁径流流路比降和坡度3个因子的信息;第2主成分中径流流路长度㊁汇水面积和距离沟道远近因子载荷的绝对值均不低于0.65,说明第2主成分主要是由径流流路长度㊁汇水面积和距离沟道远近构成的综合指标;第3主成分中沟壑密度载荷值最大,达到0.67,表明第3主成分中沟壑密度为主要评价指标㊂提取模型的前2个主成分进一步分析(图2)可以看出,地形湿度指数㊁汇水面积和径流流路长度三者呈正相关关系,且与沟壑密度和距离沟道远近相关性较差,与坡度和径流流路比降呈负相关关系;而坡度㊁径流流路比降和沟壑密度三者呈正相关关系,与距离沟道远近呈负相关关系㊂比较浅层滑坡和崩塌在第1㊁第2主成分因子载荷图(图2)上的分布发现,浅层滑坡倾向聚集于地形湿度指数㊁汇水面积和径流流路长度较大的区域,崩塌则倾向聚集于坡度和径流流路比降较大的区域,沟壑密度和距离沟道远近对两者聚类的影响不明显,表明地形湿度指数㊁汇水面积㊁径流流路长度㊁坡度和径流流路比降是区分浅层滑坡和崩塌发生条件的主要地形因子㊂表4 主成分分析方差贡献率(R 2)和因子载荷矩阵主成分R 2累计R 2因子载荷矩阵坡度/(ʎ)径流流路比降/%径流流路长度/m 汇水面积/m 2沟壑密度/(k m ㊃k m -2)距离沟道远近/m 地形湿度指数10.390.390.700.72-0.62-0.620.26-0.19-0.9320.310.70-0.46-0.45-0.65-0.65-0.610.73-0.1430.200.90-0.49-0.41-0.37-0.250.67-0.560.02图2 影响浅层滑坡和崩塌的地形因子主成分分析(P C A -X)为进一步对比地形因子影响浅层滑坡和崩塌的差异,分别以地形湿度指数和径流流路长度为X 轴,以坡度和径流流路比降为Y 轴,绘制各失稳体的散点图(图3a ㊁图3b )㊂由图3a 可知,浅层滑坡均发生在坡度<55ʎ的区域,而崩塌发生的坡度均>30ʎ,坡度最大值接近70ʎ;浅层滑坡发生位置的地形湿度指数均>0.50,最大值接近3.00,而崩塌发生位置的地形湿度指数均<2.00,最小值为0.17;在坡度为30ʎ~55ʎ㊁地形湿度指数为0.50~2.00的区域,浅层滑坡和崩塌均有较大比例分布,分别占81.1%和72.5%;由图3b 可知,径流流路比降和径流流路长度对浅层滑坡和崩塌的影响差异明显,浅层滑坡主要发生在径流流路比降为60.0%~120.0%的区域,而崩塌主要发生在60.0%~200.0%,并且30%的崩塌发生在径流流路比降>120.0%的区域;而在径流流路长度上,其值较大的区域更易发生浅层滑坡,最大值接近25.00m ,崩塌发生的区域除2处径流流路长度为16.23,19.73m 外,其余均<15.00m ;在径流流路比降为60.0%~120.0%㊁011水土保持学报 第36卷径流流路长度为0~15.00m 的区域,浅层滑坡和崩塌分别占88.7%和67.5%㊂因此,在坡度(30ʎ~55ʎ)㊁地形湿度指数(0.50~2.00)适中㊁径流流路比降(60.0%~120.0%)和径流流路长度(0~15.00m )较小的区域,浅层滑坡和崩塌分布较为集中;而在坡度>55ʎ和地形湿度指数<0.50㊁径流流路比降>120.0%和径流流路长度<15.00m 的区域,重力侵蚀以崩塌为主,反之,在坡度<30ʎ和地形湿度指数>2.00㊁径流流路比降<120.0%和径流流路长度>15.00m 的区域,重力侵蚀以浅层滑坡为主㊂图3 浅层滑坡和崩塌发生的临界地形条件比较2.3 坡向与植被对浅层滑坡和崩塌的影响通过野外调查植被类型和植被盖度及对D E M数据进行表面分析,得到各浅层滑坡和崩塌周围的植被信息和坡向分布(图4a ㊁图4b )㊂结果表明,浅层滑坡在灌木和草本群落覆盖的坡面均可发生,其中,灌木坡面31处,草本坡面22处㊂灌木坡面浅层滑坡在0~180ʎ坡向上的数量(22处)远大于180ʎ~360ʎ坡向(9处),其中45ʎ~135ʎ坡向上的浅层滑坡数量占灌木坡面总数的56.3%;调查区域0~180ʎ和180ʎ~360ʎ坡向的面积分别占调查区域总面积的65.9%和34.1%(表5),灌木坡面浅层滑坡在2种坡向范围的数量比例分别为79.1%和28.1%,相对密度分别为1.09和0.82,表明灌木坡面浅层滑坡在0~180ʎ坡向上更易发生㊂草本坡面浅层滑坡主要发生在0~90ʎ和270ʎ~360ʎ坡向,占草本坡面浅层滑坡总数的66.7%(图4和表5),其次发生在90ʎ~135ʎ和225ʎ~270ʎ坡向(28.6%);调查区域90ʎ~270ʎ坡向和0~90ʎ,270ʎ~360ʎ坡向的面积分别占调查区域总面积的47.5%和52.5%,草本坡面浅层滑坡在2种坡向范围的数量比例分别为33.3%和66.7%,相对密度分别为0.70和1.27,表明草本坡面浅层滑坡在0~90ʎ和270ʎ~360ʎ坡向上更易发生㊂植被覆盖类型对崩塌的影响与浅层滑坡明显不同,调查的40处崩塌,有33处发生在灌木坡面,仅有7处发生在草本坡面;灌木坡面崩塌在0~180ʎ坡向上的数量(25处)远大于180ʎ~360ʎ坡向(8处),其中45ʎ~135ʎ坡向崩塌的数量占灌木坡面总数的50.0%,灌木坡面崩塌在0~180ʎ和180ʎ~360ʎ坡向上的数量比例分别为75.0%和25.0%,相对密度分别为1.14和0.73(表5),表明灌木坡面崩塌在0~180ʎ坡向更易发生㊂草本坡面崩塌有5处发生在0~180ʎ坡向,2处发生在180ʎ~360ʎ坡向,但因调查数量较少(7处),坡向分布规律需要进一步明确㊂就植被盖度而言,浅层滑坡和崩塌在不同植被盖度(20%~100%)下均有发生(图4)㊂图4 浅层滑坡和崩塌在不同植被类型和盖度条件下的坡向分布111第2期 邢书昆等:黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征与发育临界地形表5 不同坡向浅层滑坡和崩塌的数量和相对密度坡向/(ʎ)面积比例/%浅层滑坡数量比例/%灌木草本崩塌数量比例/%灌木草本浅层滑坡相对密度灌木草本崩塌相对密度灌木草本0~18065.971.9-75751.09-1.141.14180~36034.128.1-25250.82-0.730.7390~27047.5-33.3--0.70-0~90和270~36052.5-66.7--1.27-3 讨论3.1 浅层滑坡和崩塌的形态特征浅层滑坡和崩塌的失稳机制和发育地形条件存在显著差异,必然导致二者形态特征的明显不同[3-4],浅层滑坡多发生在坡度较缓㊁坡面相对高度较大的地方,而崩塌常发生在坡度较陡的区域,并且浅层滑坡形变过程相对缓慢,而崩塌发生过程迅速[12,18],因此浅层滑坡在规模上通常大于崩塌,并且形态变化范围更大;浅层滑坡和崩塌不同形态特征间存在良好的相关关系,与Q i u 等[8-9]的研究结果类似,但浅层滑坡以幂函数关系为主,而崩塌以线性函数关系为主,这可能与二者的形成机制不同有关,不同形成机制导致失稳体形态特征的自相似性差异明显㊂以往研究[24-25]表明,重力失稳体数量随着其规模的增加而急剧减少,本研究结果与之相似,表现为浅层滑坡和崩塌数量随周长与面积的增加而迅速减少(图1e )㊂浅层滑坡和崩塌的规模与沟壑密度呈负相关,与距离沟道远近呈正相关的结果(表3),是因为沟壑密度越大,距沟道越近(图2),则坡面相对高度越小,坡度越陡,而坡面相对高度和坡度是决定浅层滑坡和崩塌发育空间分布和有效临空面的关键因素,进而降低浅层滑坡和崩塌的长度㊁宽度㊁周长和面积[9,11];浅层滑坡形态特征与沟壑密度和距离沟道远近的相关性优于崩塌,是因为崩塌多发生在距离沟道较近㊁失稳活跃的低矮陡坡[26],加之其规模和形态变化范围均小于浅层滑坡,因此相关性较差㊂3.2 浅层滑坡和崩塌发育的临界地形通过A r c g i s10.2软件对D E M 数据进行处理,获取浅层滑坡和崩塌的地形因子,发现在坡度和地形湿度指数适中㊁径流流路比降和径流流路长度较小的区域,浅层滑坡和崩塌发育强烈,而在坡度和径流流路比降较大㊁地形湿度指数和径流流路长度较小的区域,崩塌较为发育;反之,在坡度和径流流路比降较小㊁地形湿度指数和径流流路长度较大的区域,浅层滑坡是重力侵蚀的主要形式,这与已有的大量研究[15,17-18]结论一致㊂这是因为降雨是诱发浅层滑坡和崩塌最主要的外部因素[27],而地形条件控制着坡面水文过程,显著影响坡面径流的方向㊁流量大小和流速,进而影响降水入渗㊁土体基质势和抗剪强度[6,28],坡度决定坡体所受剪切力的大小和受力状态,因浅层滑坡和崩塌的发生机制不同,其对水文条件和坡度条件响应的敏感程度也会有所差异[12]㊂本研究发现,浅层滑坡和崩塌主要发生在0~180ʎ坡向或0~90ʎ和270ʎ~360ʎ坡向,这与L i 等[18]和尚慧等[7]在黄土区野外调查失稳体时所得结果相似,即在辐射强度低㊁土壤含水量高的阴坡或半阴坡,更易发生坡体失稳;但与L i 等[1]在甘肃天水 7㊃26极端暴雨后野外调查的结果有所不同㊂他们发现,阳坡和植被稀少的坡面更易发生滑坡,造成这种差异的原因可能是在极端暴雨条件下,土壤水分快速增加,降低坡向对土壤水分的影响,进而弱化坡向对滑坡的影响㊂与地形因子相比,植被对降雨诱发的浅层滑坡和崩塌的影响相对较小[26,29],本次调查发现,崩塌主要发生在灌木覆盖坡面,而浅层滑坡在灌木和草本覆盖坡面均有发育,可能是因为在地势陡峭的沟坡上,灌木根系沿黄土垂直节理生长发育,增加土壤大孔隙,促进优先流发育,从而诱发崩塌[30]㊂浅层滑坡和崩塌在不同植被盖度(20%~100%)下均有发生,原因可能与调查植被覆盖的区域为失稳体边缘区域,无法真实测得原有坡面植被盖度和目测法估算的植被盖度精度较低有关;同时植被对重力侵蚀的影响,主要取决于植物根系的数量㊁垂直分布,与根系的加筋效应密切相关,而本研究并没有测定根系参数,因而无法准确评估植被对浅层滑坡和崩塌的影响,因此,需要进一步在更大空间尺度上量化植被对浅层滑坡和崩塌的影响及其机制㊂4 结论(1)浅层滑坡的规模大于崩塌,其面积均值是崩塌的2.64倍,形态变化范围更大,面积的变异系数是崩塌的2.16倍㊂(2)浅层滑坡和崩塌长度㊁宽度㊁周长和面积与沟壑密度均呈负相关关系,与距离沟道远近均呈正相关关系,浅层滑坡形态特征与沟壑密度和距离沟道远近的相关性更加密切㊂(3)浅层滑坡和崩塌发育受到地形条件的显著影响,在坡度和地形湿度指数适中(30ʎ~55ʎ和0.50~2.00)㊁径流流路比降和径流流路长度较小(60.0%~120.0%和0~15.00m )的区域,浅层滑坡和崩塌均较集中分布;在坡度和径流流路比降较大(>55ʎ和>120.0%)㊁地形湿度指数和径流流路长度较小(<0.50和<15.00m )的区域,崩塌较为发育,而在坡度和径流流路比降较小(<30ʎ和<120.0%)㊁地形湿211水土保持学报第36卷。

节理型黄土开挖边坡塌滑破坏机理连宝琴;王新刚【摘要】Transport channels of groundwater or surface water in loess area are controlled by loess joint, loess joint development leads to the loess joint expansion and becomes local large tensile cracks, collapse sliding disasters have occurred frequently under the action of tension in the loess plateau. Through the field investigation and analysis, the collapse loess slope sliding failure can be divided into four stages:slope erosion peeling off stage, the top tensile splitting stage, vertical crack expansion stage and slope overall collapse sliding failure stage. The col-lapse sliding failure situation was simulated and ion analyzed by using the geotechnical engineering software FLAC3D through 3d numerical analysis model in combination with practical engineering cases in three rainfall conditions (40 mm/day, 80 mm/day, 100 mm/day) after two raining days, providing an effective analysis paradigm for analysis and control of collapse sliding deformation and failure under the same engineering geological condi-tions in excavation of loess slope.%黄土节理控制着黄土区地下水或者地表水的运输通道，黄土节理的发育致使黄土节理扩张为局部大的拉张裂隙，在拉张力作用下使得黄土高原地区塌滑灾害频繁发生。

地下结构灾害与防护学年论文题目黄土滑坡的诱发因素及形成机理姓名所在学院专业班级学号日期黄土滑坡的诱发因素及形成机理摘要：近几年来，西北地区黄土滑坡灾害频频发生而且其频率呈现增加的趋势，黄土滑坡灾害且因其危害大、分布广成为近年工程地质研究热点问题。

为有效减缓黄土滑坡灾害的风险，必须对黄土滑坡诱发因素及其形成机理进行相关的研究。

黄土滑坡的诱发因素分为自然因素和人为因素两种。

自然因素包括河流及沟谷侵蚀、地震、降雨及冻融、地下水活动及新构造活动等；人为因素则包括农业灌溉、地下开采、开挖与堆载、修建水库等。

研究表明，降水和人类工程活动是最主要的诱发因素。

本文对黄土滑坡灾害的诱发因素及形成机理进行了深入浅出的研究与阐述，并提出了具有一定可操作性的防治对策,对黄土滑坡的预报治理工作具有积极的理论和现实意义。

关键词：黄土、滑坡、因素、机理、防治措施正文：黄土滑坡是指在厚层黄土高边坡地段土体在重力作用下沿软弱面整体下滑的现象。

滑坡边界多呈半圆形或弧形，破裂壁呈陡坎，有较陡的滑动面，常发生于40°～60°的黄土谷坡上部或谷坡最下部。

滑坡发生后，稳定坡面为35°左右，多发生于地下水溢出处。

黄土滑坡是特定地质地理环境下的一种自然人为灾害，以其对人类的危害性、灾害过程的复杂性和对其研究的迫切性,严重制约着区域经济的发展,成为当今世界性的研究难题和关注的热点。

地质构造、地层岩性、地形地貌、岩土体结构特性、地下水及新构造活动等条件，是影响其发生、发展的主要地质因素，而大气降水及爆破、人工开挖和地下开采的人类工程活动等非地质因素，对斜坡的变形破坏也起着重要的诱发作用[2]。

（一）黄土滑坡的诱发因素（1）地形地貌及地层岩性铜川地区分布有大量的黄土陡崖、陡坡，其高度、坡度以及临空面，为滑坡的形成提供了最基本的客观地形条件。

调查发现，铜川地区黄土滑坡多发育于遭受侧向侵蚀和冲沟深切的黄土斜坡带、黄土梁间凹地及黄土塬边等；同时，黄土中的古土壤以粘粒成分为主，并与黄土成层分布，产状倾斜，易顺层产生滑动；黄土层的下伏基岩，主要为石灰岩、砂岩、泥岩以及三趾马红土，石灰岩和砂岩透水性较差，起着相对隔水的作用，形成区内大量黄土滑坡的滑床；泥岩遇水呈泥状，顺层流动，形成良好的滑动界面；黄土与红土间往往具有顺坡向分布的泥质软弱带或岩土界面。

地震作用下考虑细观结构特性的黄土斜坡稳定性分析地震作用下考虑细观结构特性的黄土斜坡稳定性分析地震是地球内部能量释放的一种自然现象，它对地壳产生剧烈的震动，对人类的生产和生活带来了巨大影响。

而黄土斜坡作为一种常见的工程地质问题，其在地震中的稳定性分析尤为重要。

本文将从细观结构特性的角度出发，对地震作用下的黄土斜坡稳定性进行分析。

黄土是一种由粘土矿物、石英和长石等颗粒组成的土壤，其颗粒结构呈现出孔隙结构疏松、颗粒间连接性差的特点。

这种结构特性使黄土在地震作用下易发生液化，使得斜坡稳定性受到极大影响。

因此，细观结构特性的研究能够更好地理解黄土在地震中的力学行为。

首先，对黄土的细观结构进行分析。

黄土颗粒之间存在部分均质或非均质接触，这种接触状态对于土壤的力学性质起着至关重要的作用。

在地震波作用下，震动会导致颗粒之间的微小应力变化，进而引发黄土内部颗粒的重新排列。

这导致黄土的孔隙度和排水性能发生改变，从而影响了其稳定性。

其次，考虑黄土的微观结构对地震作用下斜坡稳定性的影响。

由于黄土颗粒结构疏松，其孔隙度和排水性能在地震中容易发生变化。

在地震发生时，颗粒之间的接触状态会发生改变，导致黄土的内摩擦角和抗剪强度变化。

此外，震动还会引发黄土孔隙水的流动，造成黄土液化现象。

正是基于以上细观结构特性的变化，我们可以对黄土斜坡在地震作用下的稳定性进行分析。

在评估斜坡稳定性时，我们需要考虑地震荷载的大小和作用方向，以及黄土内部颗粒间接触状态的改变。

通过数值模拟或物理试验，可以模拟地震时黄土内部的应力变化和孔隙水流动状况，进而对斜坡的稳定性进行评估。

此外，为了增强黄土斜坡的稳定性，可以采取一些有效的工程措施。

例如，在斜坡表面设置防护措施，如铺设石笼网或喷涂防护材料，来增加斜坡的抗震能力；另外，可以采取加固措施，如钢筋混凝土墙等，来提高斜坡的整体强度和稳定性。

综上所述，黄土斜坡在地震作用下的稳定性分析需要考虑细观结构特性的变化。

黄土公路边坡冲刷破坏影响因素和防治对策尹超，田伟平，马保成随着西部大开发的逐步深入，黄土地区公路建设发展迅猛。

我国已经积累了黄土地区公路建设的宝贵经验并成功运用于工程实践，对公路建设起到了积极的推动作用。

黄土地区地形、地质以及气候等自然条件复杂，公路边坡暴露于空气中，易受水流和风蚀的影响，造成边坡表面土体风化、结构疏松，加之特殊的物理特性和水理性质，黄土边坡在受降雨击溅和坡面水流冲刷作用后易产生较大规模的冲蚀破坏，且易发生陷穴、暗沟等灾害，甚至导致边坡失稳，使行车受阻或者交通中断，产生严重损失和不良的社会影响。

2011年雨季，陕北黄土地区公路水毁灾害频发。

8月14日晚8时左右，榆林市清涧境内突降大雨，降雨时间长达2h之久，造成清涧公路段所辖路段G210和S205多处水毁。

8月18日至22日，延安市宜川境内连续遭受中到大雨袭击，大量的塌方、泥石流致使G309行车困难，并造成S201等部分路段的排水设施水毁，威胁公路行车安全，经济损失过百万元。

黄土地区公路边坡坍塌、路面淤泥、边沟淤塞等水毁类型十分多见，且点多面广，给公路养护部门及时清理维护带来极大的困难。

研究影响黄土边坡冲刷程度的因素及其作用特点对灾害预警和设置防护设施具有重要意义，国内外很多学者基于模型现场试验等方法对此进行了研究，例如，陈江南、史学建等采用百年一遇暴雨径流试验的方法，研究了植物防护对黄土地区高速公路边坡水土保持效果的影响；武红娟、徐伟通过现场模拟降雨的边坡冲刷试验，研究了在不同坡比和冲刷流量的情况下累计冲蚀量和含沙率的变化规律，从而确定黄土边坡抗冲刷能力的最优坡比；高德彬、倪万魁等通过现场模拟降雨，研究了降雨对黄土路堑高边坡的侵蚀机制，分析了裸露边坡和植被防护边坡的破坏特征以及径流特征、冲刷量的变化规律。

目前，国内的研究主要集中于某一种因素对黄土边坡冲刷的影响，而对于各种因素对边坡的综合影响研究不多。

一、黄土边坡冲刷现象分析黄土地区气候特点较为特殊，多属干旱、半干旱地区，多年平均降雨量较少（约为200-650mm），蒸发量较大。

构造节理对黄土地区滑坡的控制作用——以陕西省吴起县为例索俊峰;赵法锁;祝俊华;杜长城;郭子正【摘要】黄土滑坡是我国西部地区主要的地质灾害,正确分析其影响因素对于滑坡的防治具有重要意义.为探究构造节理对黄土地区滑坡的控制作用,以陕西省吴起县为例,首先基于详细的野外调查资料介绍了区内滑坡的分布情况及构造节理特征,然后从物理力学性质和渗流2个方面分析了构造节理对黄土滑坡的影响机制.再结合摩尔-库伦强度理论和极限平衡条件,分别建立了构造节理面倾角大于坡角和小于坡角2种情况下的边坡稳定性计算公式,定量探讨了节理倾角与黄土斜坡稳定性的变化关系.最后根据分析结果对该县受构造节理影响的斜坡提出了一定的防治措施.该研究成果对黄土地区滑坡灾害的防治具有一定的参考价值.【期刊名称】《甘肃科学学报》【年(卷),期】2019(031)003【总页数】9页(P59-67)【关键词】黄土地区;构造节理;滑坡;稳定性;倾角;防治【作者】索俊峰;赵法锁;祝俊华;杜长城;郭子正【作者单位】长安大学地质工程与测绘学院,陕西西安 710054;长安大学地质工程与测绘学院,陕西西安 710054;长安大学地质工程与测绘学院,陕西西安 710054;长安大学地质工程与测绘学院,陕西西安 710054;中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】P642黄土滑坡是我国西部地区最为常见的地质灾害之一[1-2]。

根据相关研究,甘肃省共发生过超过15 000起黄土滑坡,密度超过12个/km2[3];而在陕北地区则发育有近17 000个黄土滑坡,密度超过10个/km2[3]。

大量的黄土滑坡每年都会给当地的人民生命和财安全带来巨大威胁。

因此,为减轻黄土滑坡灾害对社会和经济的影响,正确分析其成因及各影响因素的作用机理对于该类滑坡的防治具有重要意义[4-5]。

对于黄土地区边坡稳定性的影响因素,前人已经进行过较多研究,目前为人们广泛接受的影响因素主要可以被划分为内部地质条件和外界诱发因素两大类,前者包括边坡的几何形态、岩土体类型及性质、地质构造等,后者涉及降雨作用、地震作用、坡体植被及人类工程活动等[6-8]。

滑坡的成因要探讨滑坡的成因，就必须考虑影响边坡稳定性的因素，影响边坡稳定性的因素有内在因素和外在因素两个方面。

内在因素是地质条件与地貌条件的影响，它们常常起着主要的控制作用。

外在因素是内外营力（动力）和人为作用的影响。

查明和掌握这些影响因素对了解边坡失稳的发生发展规律，以及制定防治措施是非常必要的。

1、地质条件与地貌条件（1）岩土类型岩土体是产生滑坡的物质基础。

一般说，各类岩、土都有可能构成滑坡体，其中结构松散，抗剪强度和抗风化能力较低，在水的作用下其性质能发生变化的岩土，如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。

（2）地质构造条件组成斜坡的岩土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时，才有可能向下滑动的条件。

同时，构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。

故各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡，特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时，最易发生滑坡。

（3）地形地貌条件只有处于一定的地貌部位，具备一定坡度的斜坡，才可能发生滑坡。

一般江、河、湖（水库）、海、沟的斜坡，前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。

坡度大于10度，小于45度，下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。

（4）水文地质条件地下水活动在滑坡形成中起着主要作用。

它的作用主要表现在软化岩土，降低岩土体的强度，产生动水压力和孔隙水压力，潜蚀岩土，增大岩土容重，对透水岩层产生浮托力等。

尤其是对滑面（带）的软化作用和降低强度的作用最突出。

2、内外营力（动力）（1）水的作用地表水及地下水的活动是导致滑坡的重要原因，据调查90%以上的滑坡与水的作用有关。

因水渗入坡体后会引起岩土的重度的增加，抗剪强度降低，产生动水力和静水力，此外，地下水还能溶解岩土中的易溶物质，使斜坡土、石体的成分和结构发生变化，河流等地表水会不断冲刷和切割坡脚，对坡脚产生冲蚀淘空作用。