岩质边坡崩塌地质特征及稳定性分析

岩质边坡崩塌地质特征及稳定性分析

熊诚 郑良辰

深圳市自然资源和不动产评估发展研究中心 广东 深圳 518000

摘要：近些年，全球气候持续变暖，降雨频率和降雨强度显著。加之人类活动日趋频繁，致使岩质边坡失稳，进而发生大规模崩塌。碎石肆意散落，树木遭摧残，道路被损坏，房屋建筑变得满目疮痍。倘若那时底下正好有人，幸运的话受轻伤，不幸的话受重伤，甚至死亡。为了保障广大群众的生命财产安全，需要对岩质边坡崩塌展开研究。

关键词：岩质边坡崩塌；地质特征；稳定性

前言

崩塌是一种常见的地质灾害，其具有突发性强、破坏力大的特点。受气候变化与人为因素的影响，崩塌灾害的发生概率不断增加^[1]。灾害一旦爆发，不仅会造成巨大的经济损失，还会出现人员伤亡情况。就算没有亲身经历，光看画面就会让人印象深刻。面对如此境况，中央提出“抓好防灾减灾救灾”的口号。作为一线工作者，理应积极采取行动。本文以岩质边坡崩塌为例，先阐述地质特征，再分析稳定性。

一、岩质边坡崩塌地质特征

（一）形态特征

岩质边坡崩塌的形态特征比较明显，仔细勘查现场后发现，边坡失稳点不止一处，少则几个，多则十几个。通过进一步分析，能够找到分布规律，失稳现象多出现在矿产开采边坡。这类边坡的地质结构遭到破坏，削弱了其抵抗外界的能力。除此之外，开采顺序毫无章法，产生了高程差，还造成了坡度的增加，这无疑会给崩塌的形成提供了温床。在学术界，对岩体完整程度评价有一套标准。按照相关要求去实测，岩体的危险等级不低，换一种说法就是稳定性比较差。

对坡体的物质进行勘察，多数情况下由两部分构成，一是粘性土，二是灰岩。其中，在粘性土中含有不少碎石，这是导致土体结构松散的罪魁祸首。土体连接不够紧实，在外力作用下就容易发生脱落。灰岩本来是埋藏于地下，人类过度开采，导致灰岩露出地面。在大自然的作用下，容易生成溶蚀构造。在这样的环境中，植被很难生存。随着覆盖率的降低，坡体的稳定性越来越差。

（二）变形特征

天下攘攘，皆为利往。矿产开采企业为了追求最大效益，往往不会采取加固措施，而是选择直接开采。这样做会招致两种后果，一是坡度不断变大，而是岩体完整性遭到破坏，稳定性随之降低。在野蛮开采过程中，不仅会出现小规模垮塌，岩体表面还会产生裂缝。起初，裂缝的数量很少，也不深。如不加以处理，无论是长度、深度，还是数量，都会有一个明显的增加。当达到一定规模后，就会发生大规模崩塌。

二、岩质边坡崩塌形成机理

（一）强降雨诱发

这些年，多地区的天气异常，强降雨频频出现。在降雨集中期，岩质边坡崩塌的发生概率显著增加。由此推断，强降雨是诱发灾害的主要因素之一。知其然还不够，还要知其所以然。降雨会对岩体表面进行冲刷，使其结构更加不稳。同时，雨水会渗透到岩体内部，软化现象就此生成。不管是残积土层，还是坡积土层，都失去了胶结作用，从而让岩体无法抵御雨水的冲击力，不断脱离。一开始，脱离的碎石体积比较小，到后来，大块碎石纷纷离开原有位置，向山下涌去。在雨水的侵蚀下，坡面更加光滑，摩擦力逐渐减小。碎石在其表面可以畅通无阻，这也为何崩塌灾害能在短时间内形成一定规模。

（二）人类活动诱发

未开发地区的岩体边坡，很少发生崩塌。就算是发生，规模也不会太大。究其原因，岩体边坡的稳定性比较高。在发生崩塌后，会快速进行自我修复，重新进入稳态。随着社会经济的发展，对矿产资源的需求量与日俱增，不仅使开采活动增多，开采强度还增大。在开采时，没有考虑边坡的稳定性。边坡形态发生变化，就无法保持稳定状态。在设备运转过程中，会产生荷载。当达到边坡的承受范围后，崩塌就会形成。岩体本身无法阻挡崩塌的发育，人类也没有采取有效防护措施。在人类还未缓过神时，大面积崩塌事故就已发生。到那时再采取行动，只能降低损失，而不能将灾难叫停。

（三）地质结构诱发

地质结构和崩塌灾害息息相关，地质结构越稳定，崩塌的概率就越小^[2]。来到灾害现场，随处可见长石和石英。相比较之下，这类岩体很脆弱，容易出现风化或溶蚀现象。在风雨同时作用下，边坡岩体就会变软，稳定性急剧下降。在一些地区，岩体还需受到地下水的冲刷，失稳是早晚的事。

三、岩质边坡崩塌稳定性分析

根据以往经验推测岩质边坡稳定性，结果往往不够准确，无法为防灾减灾工作提供重要依据。因此，需要使用科学方法，全面了解岩质边坡的状态^[3]。第一步，正确选取试验参数。在这件事上，不能闭门造车，而要到现场进行勘察。砂岩的形态有三种，分别是强风化、全风化、中风化。先在天然状态下，获取各自的重度、内摩擦角、粘聚力，再获取饱和状态下的数据。除了要搜集砂岩信息外，还要了解素填土的各项数据。第二步，确定潜在滑移面。相较于获取参数，这项工作的专业性更强，所以要安排专业人员，从多个角度来分析崩塌机理。比如说，将目光聚焦在基岩面埋藏情况上，从岩体构成视角出发。分析的越全面，潜在滑移动面的分析越准确。倘若计算值小于1，说明岩体边坡的稳定性较差，应立刻采取行动。倘若计算值大于1，说明岩体边坡暂时没有发生崩塌的风险，应时刻关注边坡的情况。

不同的地区，岩质边坡的情况有所不同。面对稳定性较差的边坡，应第一时间制定方案。治理方法有很多，至于选择何种，需要根据实际情况来定。本文提出一种方法，即锚索+格构梁。此方法的优点在于，施工难度不高，可显著提高岩质边坡的稳定性。锚索可分解成两部分，一是自由段，二是锚固段。其中，锚固段提供抗拉拔力。在设计锚固段时，要对长度、直径等要素进行控制。格构的主要作用是抵抗坡面土压力。当岩质边坡的土质较差时，除了要布设格构梁，还要增加钢筋混凝土面板，再用锚索将二者连接到一起。能否充分发挥支护作用，还要看准备工作是否做好。一方面，对土层进行核对。设计人员要亲临现场，全面了解岩质边坡的土地环境，以此为依据设计锚索和格构梁。另一方面，对成孔方式进行选择。当前，锚索成孔方法有不少，如空气潜孔锤，泥浆护壁钻等。倘若岩质边坡比较干燥，适合使用空气潜孔锤。倘若岩质边坡的土质出现软化现象，泥浆护壁钻的使用效果更好。

四、总结

强降雨、人类活动诱、地质结构是引发岩质边坡崩塌的主要因素。由此可见，岩质边坡崩塌的形成比较复杂，在分析时要全面考虑。在研究岩质边坡稳定性这件事上，不能凭空猜想，而应脚踏实地搞调研。调查对象有两个，分别是砂岩、素填土，主要参数包括重度、内摩擦角、粘聚力。经过综合考量后，确定潜在滑移面。再通过系统计算，判断出岩质边坡的状态。倘若稳定性好，只需做好监测工作。倘若稳定性差，则需要采取措施。采用锚索+格构梁，不失为一个良策，能在短时间内提升岩质边坡的稳定性。

参考文献

[1]罗越,刘江伟等.石佳矿山高边坡崩塌特征与失稳模式分析[J].西华大学学报(自然科学版),2021(04):90-98.

[2]李子光.岩质高边坡崩塌特征和设计治理案例分析[J].西部探矿工程,2021(05):3-6.

[3]詹亚辉,杨国华,钱建立,黄学谦.作龙寺矿山岩质边坡崩塌形成机理研究[J].陕西水利,2018(05):112-114.