工程地质学报  2018, Vol. 26 Issue (6): 1638-1647   (8118 KB)    
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  • 收稿日期:2017-11-09
  • 收到修改稿日期:2018-03-26
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    朱赛楠
    殷跃平
    李滨

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    朱赛楠, 殷跃平, 李滨. 2018. 大型层状基岩滑坡软弱夹层演化特征研究——以重庆武隆鸡尾山滑坡为例[J]. 工程地质学报, 26(6): 1638-1647. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017-518.
    ZHU Sainan, YIN Yueping, LI Bin. 2018. Evolution characteristics of weak intercalation in massive layered rockslides-A case study of Jiweishan rockslide in Wulong, Chongqing[J]. Journal of Engineering Geology, 26(6): 1638-1647. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017-518.

    大型层状基岩滑坡软弱夹层演化特征研究——以重庆武隆鸡尾山滑坡为例
    朱赛楠①②, 殷跃平, 李滨    
    ① 中国地质环境监测院 北京 100081;
    ② 中国地质大学(北京)工程技术学院 北京 100083;
    ③ 中国地质科学院地质力学研究所 北京 100081
    摘要:软弱夹层经过长期地质历史演化,性质劣化后形成滑带,对大型层状基岩滑坡的稳定性起重要的控制作用。为了查清软弱夹层形成滑带的演化过程,以重庆武隆鸡尾山滑坡为例,对比研究了山体内软弱夹层的发育规律,将其划分为原生软岩、层间剪切带和滑带3个阶段,并通过岩矿组分含量、物理性质、微结构、物理化学性质和蠕变力学性质试验分析了3个阶段的演化特征。结果表明:从矿物成分演化过程来看,黏土矿物含量增加趋势明显,均值从4.4%增加到16.9%;从微结构演化过程来看,微结构由致密变得疏松,孔隙及节理裂隙增多,密度降低了5%~6%,孔隙率升高了108%;从物理化学性质演化过程来看,交换性盐基总含量在原岩中最高,其次是滑带,层间剪切带最低,有机质含量逐渐增大,整个演化环境呈弱碱性。从蠕变剪切强度演化过程来看,软弱夹层的内摩擦角由57.58°降低到29.63°,黏聚力由585 kPa降低到96 kPa。在此基础上,对鸡尾山滑坡驱动块体最大主剖面的下滑推力进行分析,下滑推力随着长期剪切强度参数的降低而增大,当内摩擦角φ < 25°,黏聚力c < 129 kPa时,下滑推力大于0,驱动块体失稳。该研究对受软弱夹层控制的层状基岩滑坡的发育发展过程、失稳机理研究提供了重要的借鉴意义。
    关键词层状基岩滑坡    软弱夹层    演化过程    剪切强度    蠕变特性    
    EVOLUTION CHARACTERISTICS OF WEAK INTERCALATION IN MASSIVE LAYERED ROCKSLIDES-A CASE STUDY OF JIWEISHAN ROCKSLIDE IN WULONG, CHONGQING
    ZHU Sainan①②, YIN Yueping, LI Bin    
    ① China Institute of Geo-Environment Monitoring, China Geological Survey, Beijing 100081;
    ② School of Engineering and Technology, China University of Geosciences, Beijing 100083;
    ③ Institute of Geo-Mechanics, Chinese Academy of Geological Science, Beijing 100081
    Abstract: The weak intercalation forms a sliding zone after long-term geological evolution and plays an important role in controlling the stability of massive layered rockslides. In order to determine the formation process of the sliding zone, we take the Jiweishan Landslide as an example and analyze the developmental regularities of the weak intercalation. The weak intercalation can be divided into three stages including the original soft rock, the interlayer shear zone and the sliding zone. In addition, we have comparatively studied the evolutionary characteristics of weak intercalation through the laboratory test of the physical properties, physicochemical properties, and physical mechanics properties. As a result, from the view of the mineral composition, the mean value of the clay mineral content is increased from 4.4% to 16.9%. From the view of the physical properties and the microstructure, the density is decreased from 5% to 6%, and the porosity is increased by 108%. It reflects the decreased density and loose structure due to long-term evolution. From the view of the physicochemical properties, the total content of exchangeable salt is the highest in the original soft rock, followed by the sliding zone, whereas the interlayer shear zone exhibited the lowest value. The organic matter content is gradually increased in the alkalescence evolutionary environment. From the view of the shear creep strength, the internal friction angle is decreased from 57.58°to 29.63°, and the cohesion decreased from 585 kPa to 96 kPa. Based on these data, we analyze the change of the residual sliding thrust of the main section of the Jiweishan Landslide driving block. The residual sliding thrust increases with a decrease in the long-term strength parameter. When the internal friction angle φ < 25° and cohesion c < 129 kPa, the residual sliding thrust of the driving block is greater than zero, and then the driving block is sliding. The conclusions provide an important reference for the study of the development and mechanism of layered rockslides controlled by weak intercalations.
    Key words: Layered bedrock landslide    Weak intercalation    Evolutionary process    Shear strength    Creep characteristics    

    0 引言

    软弱夹层控制着层状基岩斜坡的稳定性, 在内外动力作用下, 经过长期地质历史演化, 性质逐渐劣化形成滑带, 岩质斜坡如果失稳破坏, 常常沿此软弱面形成的滑带发生滑动。自20世纪初以来, 全球范围内发生了数十起规模巨大的基岩崩滑灾害, 究其原因, 大都与岩体结构内的软弱夹层密切相关(徐鼎平等, 2012; 兰志勇等, 2014), 如湖北千将坪滑坡(廖秋林等, 2005), 意大利瓦伊昂滑坡(Müller, 1964, 1968, 1987), 美国德州奥斯汀大坝坝基失稳(王思敬, 1990)等。据统计, 长江三峡库区近300处崩塌滑坡中约有90%以上都发生在含有软弱夹层的层状岩质斜坡中, 而此类斜坡的滑带多发育于软弱夹层中(殷跃平, 2004)。因此, 软弱夹层形成滑带的演化过程特征成为大型层状基岩滑坡失稳机理研究领域的关键科学问题。

    2009年6月5日, 重庆武隆鸡尾山发生了特大型层状基岩滑坡, 体积约500×104 m3的厚层灰岩整体沿斜倾的软弱夹层发生滑动, 造成铁矿乡74人遇难(Xu et al., 2010; 殷跃平, 2010; 冯振等, 2012)(图 1)。鸡尾山为斜倾厚层状灰岩山体, 东侧陡崖临空, 西侧和南侧被两组大型陡倾裂缝和岩溶带切割分离。滑坡的滑体分为后部驱动块体和前部阻滑的关键块体。滑体底部为顺层发育的炭质页岩软弱夹层(图 2), 经过漫长地质演化, 软弱夹层的抗剪强度不断降低, 致使后部驱动块体的下滑推力持续增大, 首先沿N15°W真倾向蠕滑, 受稳定山体阻挡后偏转为N10°E视倾角方向, 并不断挤压前部关键块体, 最终剪断滑出(高杨等, 2016)。

    图 1 鸡尾山滑坡遥感影像图 Fig. 1 Remote sensing map of the Jiweishan landslide

    图 2 软弱夹层照片 Fig. 2 Photograph of the weak intercalations

    在构造作用下, 强度差异明显的软硬互层状岩体沿软硬岩交界面产生应力集中, 造成层间剪切错动现象, 再经过长期的水岩作用, 软层的强度逐渐降低。很多学者从软弱夹层的角度对滑坡的失稳机理进行了研究, 例如Müller(196419681987)Broili(1967)Voight et al.(1982)等经过对瓦伊昂滑坡长期系统的研究认为, 滑带软弱夹层的厚度和黏土矿物含量较高是诱发滑坡发生的原因之一。Tan et al.(1981)提出, 大坝坝基内软弱夹层的蠕变特性是坝体长期变形的重要诱因。Fleming et al.(1989)认为软弱夹层比相邻硬岩岩层的密度低, 在滑坡失稳过程中滑体的剪切扩容作用致使滑带破碎结构疏松。Shuzui(2001)对比研究了5个火山岩滑坡,

    发现水岩作用促使滑带内形成了大量的蒙脱石, 导致黏土矿物含量升高, 滑带抗滑力下降。王玢佳等(2017)采用环剪试验研究了泥岩滑带土在不同含水率及滑动速率条件下的滑带剪切特征。因此, 性质演变是软弱夹层形成滑坡滑带的根本原因, 目前在层状灰岩地区对于岩体中软弱夹层的物理性质、力学性质、微结构等演化过程缺乏详尽系统的研究。

    本文以重庆武隆鸡尾山特大层状基岩滑坡为例, 分析斜坡体内软弱夹层的分布发育规律, 划分演化阶段。通过室内试验对比研究软弱夹层形成滑带过程中物理性质、力学性质等的演化过程。在此基础上, 分析驱动块体下滑推力的演变趋势, 揭示受控于软弱夹层演化的大型层状岩质滑坡的发育发展与失稳机理。

    1 软弱夹层的分布发育特征

    研究区灰岩中发育有数层软弱夹层, 岩性为炭质页岩, 主要分布在二叠系茅口组和栖霞组的灰岩中(图 3)。软弱夹层的产状与硬岩岩层产状基本一致, 总体以平直舒缓波状为主。根据大量现场调查分析结果, 鸡尾山软弱夹层的分布发育具有如下特征:

    图 3 软弱夹层分布剖面图(Ⅰ-Ⅰ′) Fig. 3 Longitudinal profile Ⅰ-Ⅰ′ showing the distribution of the weak intercalations

    (1) 软弱夹层的分布具等距性发育特征(图 4)。鸡尾山山体茅口组和栖霞组地层厚约180~255 m, 其中发育较完善, 平均厚度大于0.3 m, 平均延伸长度超过50 m的软弱夹层共有7条, 垂直分布间隔一般在25~35 m之间, 具有明显的等距性发育特征。

    图 4 等距性分布特征 Fig. 4 Characteristics of equidistant development

    (2) 不同性质岩层(如栖霞组和梁山组)层间发育的软弱夹层剪切作用较充分, 厚度较大, 最大可达1.12 m, 局部伴随发育有泥化夹层(图 5)。软弱夹层为相对隔水层, 地下水渗透并停留在软弱夹层中, 与组成矿物发生水岩作用, 出现泥化现象。

    图 5 层间软弱夹层分布发育特征 Fig. 5 Characteristics development between the layers

    (3) 原生发育的软岩局部夹有灰岩透镜体或者直接尖灭, 延展性较差, 分布不连续(图 6)。这是由于软岩沉积层在地形波动起伏较大的区段或盆地边缘, 受沉积环境影响, 其厚度逐渐变薄甚至无沉积, 同时受强烈构造挤压作用, 灰岩被切割形成近似菱形块体的透镜体。

    图 6 原生软岩发育特征 Fig. 6 Characteristics of the original soft rock

    (4) 层间剪切带中富集方解石脉, 呈条带状分布(图 7)。原生软岩受构造剪切和岩溶作用, 岩体碎裂、溶蚀产生裂隙, 过饱和的碳酸钙溶液沿裂隙不断入渗、富集形成条带状方解石细脉。研究区内经过构造剪切作用后的软弱夹层与鸡尾山滑坡滑带的揭露断面上存在大量方解石脉(图 7)。

    图 7 层间剪切带发育特征 Fig. 7 Characteristics of the interlayer shear zone

    (5) 在经过多期剧烈层间剪切错动的软硬岩层界面以及地下水径流通畅的部位一般易发育泥化夹层。软岩泥化一般经过若干次失水收缩、吸水膨胀过程, 逐步造成岩体不均匀变形破坏, 这也是软弱夹层力学强度降低的原因之一。

    2 软弱夹层的演化阶段

    原生软岩经过构造运动、上覆荷载和地下水等长期作用, 形成软弱夹层、软化夹层、泥化夹层或软弱层带等, 统称为层间剪切带(徐瑞春等, 2010)。层间剪切带的性质继续劣化, 力学强度降低, 最终发育为滑坡的滑带。因此, 可将鸡尾山软弱夹层的演化过程分为3个阶段:原生软岩→层间剪切带→滑带(图 8)。

    图 8 鸡尾山型软弱夹层演化模式图 Fig. 8 Pattern of the evolutionary stages in the Jiweishan weak intercalations

    鸡尾山型软弱夹层的3个演化阶段分别具有如下特征: (1)原生软岩阶段。在二叠纪时期, 研究区为古陆相和浅海相交互沉积环境, 岩性以坚硬稳定的石灰岩为主。经过风化搬运而来的泥质碎屑沉积在灰岩岩层中形成数层岩性软弱的软岩建造。此时的软岩为层理状结构, 固结成岩作用不彻底, 胶结程度较差。(2)层间剪切带阶段。主要受构造活动等内动力地质作用影响发育而成。原生软岩初期经轻微构造作用, 在软硬岩层交界面或软岩内部产生应力集中, 发生小变形, 以高密度的褶皱、劈理为特征; 后期受多期剧烈的构造运动, 岩体结构连接破坏, 剪切裂隙延展贯通性好, 物理力学强度降低, 形成层间剪切带。(3)滑带阶段。主要以重力、地下水等外动力地质作用影响为主。在外动力地质作用条件下, 层间剪切带碎裂、溶蚀形成的裂缝更可加速地下水渗入并与岩石充分接触, 发生水岩作用, 致使软岩组构发生变化, 局部糜棱岩化或泥化, 物理力学强度进一步降低。

    3 软弱夹层的演化特征
    3.1 岩矿组分演化过程

    按照《沉积岩中黏土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法》(SY/T5163-2010), 采用D8 Advance X-射线衍射仪对岩石的矿物组分进行定量分析, 试样取自重庆武隆鸡尾山, 分为原生软岩、层间剪切带和滑带3个阶段, 各10组, 测试结果见表 1, 表中数值为均值。

    表 1 软弱夹层的矿物成分及含量演化过程 Table 1 Evolutionary process of mineral components and contents

    表 1可以看出, 软岩的矿物在演化过程中以母岩炭质页岩为基础, 并且含有从相邻岩层裹挟而来的微量矿物。石英由于自身性质稳定, 含量变化不大; 方解石的含量一直保持较高水平, 在层间剪切带中达到61.8%, 这是由于溶解在水中的碳酸钙随地下水渗透、不断沉积富集在层间剪切带的裂隙中所致, 后期形成滑带时, 水充分参与并与方解石发生水解和溶蚀作用, 含量略降低; 白云石充分参与了软弱夹层的演化, 含量从32.9%大幅减少到5.6%。

    图 9是软弱夹层在演化过程中黏土矿物含量均值的变化。黏土矿物主要由蒙脱石、绿泥石和滑石组成。其中蒙脱石和绿泥石具有强烈的亲水性和胀缩性, 易吸水膨胀产生不均匀的膨胀压, 一旦膨胀压高于上覆荷载, 岩体逐步变形拉裂, 失水后压力降低、矿物收缩, 如此反复循环使山体发生蠕滑变形破坏。滑石为层状结构, 手感滑润, 质软细致, 强度较低, 是导致软弱夹层长期蠕变的原因之一。并且, 黏土矿物在受剪切作用时, 颗粒会出现重新排列现象, 具有定向性, 易形成剪切滑移面。根据试验结果统计可知, 原生软岩中黏土矿物含量小于5%, 层间剪切带中黏土矿物含量为5%~10%之间, 滑带中黏土矿物含量大于10%。

    图 9 黏土矿物含量均值演化过程 Fig. 9 Mean values of clay mineral content

    3.2 物理性质演化过程

    软弱夹层的物理性质试验同样分为原生软岩、层间剪切带和滑带3个阶段, 岩样各10组, 测试结果见软弱夹层主要物理性质均值演化过程曲线(图 10)。可以看出, 岩样的物理性质指标基本呈线性变化, 密度逐渐减小, 含水率、饱水率和孔隙率逐渐增大。相对于原生软岩, 滑带的天然密度降低了6.2%, 饱和密度降低了5.1%, 孔隙率升高了107.8%, 天然含水率升高了223.3%, 饱水率升高了194.8%。

    图 10 软弱夹层主要物理性质演化过程 Fig. 10 Evolutionary process of physical property

    3.3 微结构演化过程

    软弱夹层的微细观结构试验采用Quanta 250型扫描电镜仪进行, 每个阶段8组, 共24组。图 11给出了具代表性的测试结果(图 11), 其中, 图 11a~图 11c为原生软岩, 图 11d~ 图 11f为层间剪切带, 图 11g~图 11i为滑带。

    图 11 软弱夹层微结构演化过程 Fig. 11 Evolutionary process of the microstructure

    图 11可知: (1)原生软岩层面较平滑, 微结构为薄层状, 层间连接较致密, 层厚约2~6 μm, 拉张作用形成了参差不齐的裂纹、断口。(2)层间剪切带的微结构以骨架状为主, 层间裂隙发育增多, 颗粒间由黏土矿物颗粒充填连接, 随碳酸钙溶液富集的方解石脉充填在剪切裂隙中。剪切错动在层面上形成了密集的定向擦痕, 频度为3500~5500条·m-1。(3)滑带的微结构为骨架-蜂窝状, 颗粒松散, 孔隙度较大, 层面擦痕频度比层间剪切带高, 约为8000~12 000条·m-1。滑带中的碎屑颗粒大小不一, 具有明显的定向排列性, 碎屑颗粒边缘棱角稍有磨圆, 充填有凝絮状黏土颗粒。在岩溶地下水的作用下, 碎屑颗粒及黏土颗粒结构逐渐破坏, 破坏范围沿节理裂隙逐渐深入扩大, 形成许多大大小小的凹坑、孔洞。

    3.4 物理化学性质演化过程

    通过化学测试试验, 得到软弱夹层3个演化阶段的交换阳离子含量、交换盐基总量、有机质含量和pH值等参数, 对结果进行对比分析(表 2), 表中值为均值。每个演化阶段3个试样, 共9个。

    表 2 软弱夹层物理化学性质演化过程 Table 2 Evolutionary process of physicochemical property

    表 2可知, 原岩溶液的盐基总含量最高, 为3.403 meq·(100g)-1, 其次是滑带, 层间剪切带最低。交换性阳离子Ca2+是各演化阶段中含量最高的, 含量变化也最大, 反映了软弱夹层物理化学演化以Ca2+交换反应为主; K+含量在原岩和滑带中变化不大, 在层间剪切带中最高, 为0.109 meq·(100g)-1; Na+、Al3+、Fe3+含量均较低。有机质主要是炭, 炭在岩石中定向分布, 含量由1.31%逐渐增大到2.33%。含炭量越高, 岩石页理越发育, 也越易风化, 胶结程度越差, 力学强度也就越低。整个演化过程中, 溶液均为弱碱环境, pH值从9.21逐渐减小到8.65, 弱碱性环境可加速矿物的蒙脱石化和伊利石化。

    3.5 蠕变力学性质演化过程

    软岩或软弱夹层的蠕变变形特性直接关系到岩体结构的稳定性(孙钧, 1999, 2007)。分别针对原生软岩、层间剪切带和滑带3个演化阶段进行剪切蠕变试验, 每个阶段取3个试样, 共9个试样。试验仪器采用CQZJ-2015型剪切试验仪, 该仪器精度高、性能可靠, 稳定性好, 可以满足本次试验要求, 具体试验设计方案见表 3

    表 3 软弱夹层的剪切蠕变试验方案 Table 3 Scheme of the weak intercalations shear creep test

    软弱夹层的剪切蠕变试验共历时一年半时间完成, 采用Boltzmann线性叠加原理将试验数据处理为分级剪应力加载条件下的蠕变曲线。本文给出了σ=1.5 MPa时, 原岩、层间剪切带和滑带试样的剪切蠕变位移-时间曲线(图 12)。

    图 12 软弱夹层的蠕变剪切位移-时间曲线(σ=1.5 MPa) Fig. 12 Creep curves of the weak intercalations(σ=1.5 MPa) a.原生软岩; b.层间剪切带; c.滑带

    可以看出, 软弱夹层表现出明显的蠕变特性, 蠕变曲线可分为3个变形阶段: (1)瞬时蠕变阶段:初始施加分级剪应力时, 软层试样都出现了瞬时变形, 该阶段历时短暂, 位移量较大, 如图 12a中, 当q=0.669 MPa时, 初始蠕变阶段历时0.17 h, 位移量达到0.16 mm; (2)稳态蠕变阶段:瞬时蠕变结束后, 变形进入稳态蠕变, 此过程历时较长, 蠕变曲线起伏度较小, 变形增长缓慢或基本不变, 如图 12a中, 当q=0.669 MPa时, 稳态蠕变阶段历时118.89 h, 位移量为0.024 mm; (3)加速蠕变阶段:在加载最后一级剪应力时, 岩样出现了加速蠕变变形, 该阶段历时短暂, 剪切位移量大, 最后岩样发生蠕变破坏, 如图 12 a中, 当q=3.835 MPa时, 加速蠕变阶段历时0.008 h, 位移量为0.097 mm。

    通过对蠕变曲线分析, 绘出软弱夹层的长期剪切强度曲线(图 13)。可以看出, 长期剪切强度随着正应力增大而增大; 相同正应力下, 长期抗剪强度关系为:原岩>层间剪切带>滑带。计算出长期抗剪强度参数(表 4), 可以看出, 相对于原岩的内摩擦角, 层间剪切带内摩擦角的降幅为27.0%, 滑带内摩擦角降幅为48.5%;相对于原岩的黏聚力, 层间剪切带黏聚力的降幅为45.6%, 滑带黏聚力的降幅为83.6%。由此可见, 黏聚力的累积降幅大于内摩擦角, 表明黏聚力对时间的敏感程度高于内摩擦角, 并且软弱夹层长期强度以颗粒间作用力减弱和胶结程度降低为主。

    图 13 软弱夹层长期剪切强度的演化曲线 Fig. 13 Curves of long-term sheer strength

    表 4 软弱夹层长期剪切强度参数 Table 4 Parameters of long term shear strength

    4 讨论
    4.1 软弱夹层演化机制

    软弱夹层在演化过程中受区域构造运动或上覆岩层荷载影响, 易在物理力学性质存在差异的软硬岩层的接触面或者软岩内部层理面上产生应力集中, 从而形成与层面平行的力偶作用, 使上下岩层发生剪切错动变形。重复多次层间剪切错动, 导致软岩原有结构破坏, 碎裂化甚至泥化, 形成错动滑移面(李晓等, 2008; 王洪建等, 2017; 兰恒星等, 2018)。

    由于岩溶水、地下水和降雨等的参与, 与软层发生了溶蚀作用。岩石中的可溶性盐类矿物溶解在水中, 产生了较多的Ca2+和Mg2+等, 使水溶液偏碱性, 更利于矿物的蒙脱石化, 也增多了黏土矿物。同时, 碎屑矿物和黏土矿物中富含的交换性阳离子与水发生着持续强烈的离子交换作用, 加剧了软层的泥化程度。另外, 在渗流过程中, 地下水不仅带走了软层中细小的碎屑物质, 还将易溶成分溶解带走, 使岩石的完整性和致密性逐渐破坏并丧失(李守定等, 2006)。

    4.2 驱动块体主剖面下滑推力分析

    根据鸡尾山滑坡驱动块体的轮廓形态, 将其剖面几何形状概化为等腰梯形。顶面AB长约458 m, 底滑面CD长约511 m, 高度H约60 m, 倾角α为30°。采用二维极限平衡分析法, 建立驱动块体主剖面的力学分析模型(图 14)(主剖面是指真倾向方向滑面最长的剖面, 也是下滑推力最大的剖面)。分析软弱夹层演化过程中, 驱动块体主剖面下滑推力的变化趋势。

    图 14 驱动块体主剖面的力学模型 Fig. 14 Mechanics model of the main section for the driving block

    驱动块体主要受自身重力W、滑面的有效反力W·cosα, 块体下滑力W·sinα。因此, 驱动块体主剖面的下滑推力P为:

    $ P = W \cdot \sin \alpha - \left({W \cdot \cos \alpha \cdot \tan \varphi + cl} \right) $ (1)

    式中, φ为软弱夹层的内摩擦角; c为软弱夹层的黏聚力; l为滑面BC的长度。

    根据前文软弱夹层长期强度的演化规律对φc进行取值:内摩擦角大于35°为原岩, 在25°~35°之间为层间剪切带, 小于25°为滑带。代入式(1)中, 求出驱动块体最大主剖面的下滑推力(图 15)。可以看出, 随着软弱夹层不断演化, φc值降低, 下滑推力逐渐增大。当φ>25°, c>129 kPa时, 软弱夹层处于原岩和层间剪切带阶段, 岩体内应力逐渐调整, 下滑力小于阻滑力, 下滑推力P为0, 驱动块体稳定; 当φ<25°, c<129 kPa时, 软弱夹层演化为滑带, 岩体阻滑力小于下滑力, 下滑推力逐渐增大, 最大达97 000 kN·m-1, 此时, 驱动块体的安全系数<1, 失稳并发生滑动推挤前缘关键块体。

    图 15 驱动块体最大主剖面的下滑推力趋势图 Fig. 15 Image showing the trend of the residual sliding thrust of the main section of the driving block

    5 结论

    根据本文以上分析, 得到如下结论:

    (1) 鸡尾山软弱夹层分布发育具有一定的规律, 按照演化过程可分为3个阶段:原生软岩、层间剪切带和滑带。

    (2) 软弱夹层在演化过程中, 黏土矿物逐渐增加, 原生软岩小于5%, 层间剪切带在5%~10%之间, 滑带大于10%;微结构由致密变得疏松, 颗粒间连接变弱, 孔隙及节理裂隙增多。

    (3) 内摩擦角和黏聚力在层间剪切带向滑带演化时的降幅大于原岩向层间剪切带演化的降幅, 因此在滑坡灾害研究中, 应重视存在层间剪切带的滑坡, 并采取针对性的防治措施。

    (4) 经过漫长地质演化, 软弱夹层的长期抗剪强度参数不断降低, 鸡尾山滑坡驱动块体的下滑推力随着软弱夹层的长期强度参数降低而增大, 当φ<25°, c<129 kPa时, 下滑推力>0, 此时, 驱动块体失稳, 发生滑动并推挤前缘关键块体。

    参考文献
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