滑坡后缘裂缝发育规律及分类类别研究.pdf

Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 20 期135文章编号：2095-6835（2023）20-0135-03滑坡后缘裂缝发育规律及分类类别研究李维欣1，2，3（1.华北有色工程勘察院有限公司，河北 石家庄 050021；2.河北省矿山地下水安全技术创新中心，河北 石家庄 050021；3.自然资源部金属矿山地下水灾害防治工程技术创新中心，河北 石家庄 050021）摘要：滑坡后缘裂缝是滑坡发育过程中的典型特征之一，为研究其分布数量、发育规律与分类类别，对 2 处滑坡体后缘裂缝进行了实际测量，获得其相应参数并进行深入分析。结果表明，滑体抗剪强度越强，发生垮塌时形成的后缘拉张裂缝越多，反之则越少；后缘裂缝的宽度和落差随着远离坡体呈增大趋势；后缘裂缝可分为控制性裂缝和一般性裂缝，控制性裂缝宽度和落差明显大于一般性裂缝；控制性裂缝对滑体下滑起到关键性作用，是滑坡后界，一般性裂缝对滑体后缘切割破碎，降低坡体整体稳定性。关键词：滑坡；后缘裂缝；发育规律；分类类别中图分类号：P642.22文献标志码：ADOI：10.15913/ki.kjycx.2023.20.041滑坡是一定自然条件下的斜坡，由于河流冲刷、人工切坡、地下水活动和地震等影响，部分岩体或土体在重力作用下，沿坡体内一定的软弱面或带，整体、缓慢、间歇性滑动，以水平位移为主的变形现象1。滑坡是中国发生频率较高的地质灾害之一，有众多学者已对滑坡的滑动机理、滑动特征、下滑过程等进行了研究。滑坡发展过程中，会形成滑坡舌、滑坡擦痕、后缘裂缝等多种典型特征，其中后缘裂缝的发育、贯通情况对滑坡发生起到关键作用。金德山2对滑坡裂缝形成的原因、类型、发展范围及对应的滑坡发展阶段进行了定性分析，并指出在有些情况下，滑坡后缘发育多条裂缝、平面上呈近似同心弧状排列。冯连昌等3利用模型试验对滑坡的发展过程进行了模拟研究，对不同阶段的裂缝进行了分类，指出不同类型的滑坡裂缝与滑坡发展阶段的关系，并将滑坡后缘裂缝分为“主弧形张开裂缝”和“不连续小弧形张开裂缝”。王思源4对某黄土滑坡后缘裂缝进行了统计，分析了裂缝密集区域与滑坡边缘距离关系。高晖等5对黄土滑坡后缘裂缝参数展开研究，统计了裂缝密度、裂缝集度、裂缝强度、走向分布等参数，对裂缝发育特征与滑坡体关系进行了分析。陈菲等6在钻孔内埋设渗压和孔斜监测片，采用监测手段对滑坡后缘裂缝区域进行监测分析。杨阳7对黄土滑坡后缘裂缝进行描述并定性分析。张伟锋等8通过对大光包滑坡发生后诸多滑动标志的分析，研究了滑坡的滑动机理。郭进雪9基于分形理论采用数值模拟对滑坡变形特征进行了研究。对滑坡后缘裂缝的研究目前多采用定性分析、现场数据研究、模型试验、软件模拟等方法，其中对滑坡现场数据进行深入分析是最直接、最贴近工程实际的一种研究方法。本文对研究区内的 2 处滑坡体后缘裂缝进行了现场量测，深入分析后缘裂缝相关参数，研究其分布数量特征、发育规律与分类类别。1研究区概况研究区位于河北省保定市曲阳县，距离保定市77 km，属太行山东麓北段低山丘陵区，四季分明，年平均降水量 571.0 mm，地下水主要依靠大气降水补给，排泄方式主要为蒸发排泄，土壤稳定冻结期为每年12 月下旬至翌年 2 月中旬，最大冻土深底为 66 cm。研究区内存在 2 处滑坡，土质松散，坡顶发育有多条拉张裂缝，已有明显垮塌迹象，尚未发生整体性下滑。滑坡体表面植被以杂草为主，几乎无灌木及乔木自然生长，坡脚未见地下水溢出。1#滑坡自然坡度25，方量约 25 000 m3，岩土体类型为粉质黏土，含水率 14.6%，坡顶存在 5 条拉张裂缝；2#滑坡自然坡度30，方量约 25 000 m3，岩土体类型为砾砂，含水率8.5%，坡顶存在 3 条拉张裂缝。根据 2 处滑坡体岩土体性质的差异，将其分别命名为 1#粉质黏土滑坡体、2#砾砂滑坡体。2 处滑坡体的颗粒级配曲线如图 1所示。2滑坡后缘裂缝发育特征采用测线法对滑坡后缘裂缝进行量测，获取后缘拉张裂缝各指标的实际数据。针对 2 处滑坡，在坡顶后缘平行滑动方向布置 6 条测线，测量后缘裂缝的宽度、深度、落差、距坡体边缘距离等参数的实测数值，以 6 条测线测量结果的平均值作为各参数代表值。滑坡体后缘裂缝现场情况如图 2 所示。科技与创新Science and Technology&Innovation1362023 年 第 20 期图 1滑体颗粒级配曲线图图 2滑坡体后缘裂缝现场情况2.1滑坡后缘裂缝分布特征经现场测量，1#粉质黏土滑坡体坡顶 08 m 范围内共发育有 5 条拉张裂缝。根据距离坡顶由近及远标记为裂缝 1-1裂缝 1-5，其中裂缝 1-1 距坡顶 2.32 m，裂缝 1-5 距坡顶 7.12 m，裂缝平均密度为 1.42 条/m。2#砾砂滑坡体坡顶07 m范围内共发育有3 条拉张裂缝。根据距离坡顶由近及远标记为裂缝 2-1裂缝 2-3，其中裂缝 2-1 距坡顶 2.55 m，裂缝 2-3 距坡顶 6.43 m，裂缝平均密度为 2.14 条/m。2.2滑坡后缘裂缝相关参数通过对 1#粉质黏土滑坡体、2#砾砂滑坡体坡顶后缘裂缝参数进行实地测量，得到滑坡后缘裂缝相应参数。实测发现，1#粉质黏土滑坡后缘裂缝 1-4 宽度最大，可达 18.4 cm；裂缝 1-2、裂缝 1-4 落差较大，分别为 8.8 cm、8.4 cm。2#砾砂滑坡体坡顶后缘裂缝 2-2宽度最大，为 8.17 cm；该裂缝落差同样最大，达10.17 cm。通过对 2 处滑坡裂缝深度的实际调查发现，滑坡后缘形成拉张裂缝之后，降雨形成的地表径流多通过拉张裂缝进入滑坡体内部，导致裂缝多被泥土充填，并伴有杂草生长，现场测量数值与裂缝实际深度有较大偏差，不具备代表意义。2 处滑坡后缘裂缝具体数据如表 1 所示。表 1滑坡体后缘裂缝参数表滑坡体裂缝序号宽度/cm深度/cm落差/cm距离/m裂缝距缘边距离/m1#粉质黏土滑坡体裂缝 1-16.3325.837.002.322.32裂缝 1-215.8011.808.801.413.73裂缝 1-316.7619.407.801.004.73裂缝 1-418.4028.608.401.926.65裂缝 1-50.509.000.000.477.122#砾砂滑坡体裂缝 2-13.909.003.002.552.55裂缝 2-28.1725.0010.171.233.78裂缝 2-32.008.000.002.656.433研究与分析3.1滑坡后缘裂缝数量分析高晖等对黑方台黄土滑坡后缘拉张裂缝数量进行了统计，平均为 11 条；本项目区中，1#粉质黏土滑坡体后缘发育有 5 条拉张裂缝，2#砾砂滑坡体后缘发育有 3 条拉张裂缝。可见因滑坡岩土体性质的差异，后缘拉张裂缝的数量也随之发生变化。外界条件基本相同的情况下，滑体抗剪强度越强，滑坡体越难以发生垮塌，使得滑坡体后缘发育有多条拉张裂缝的状态下，滑坡体仍能保持其整体稳定性。相反，滑坡体岩土性质越差，越容易发生垮塌，后缘形成少数几条拉张裂缝后，滑坡体就不能够保持其整体稳定性，进而发生失稳下滑。3.2滑坡后缘裂缝参数分析对 2 处滑坡后缘拉张裂缝宽度、落差、深度等参数与裂缝距坡体边缘距离关系绘制相应图线，以研究滑坡后缘裂缝发育情况。图3给出了滑坡体后缘不同距离处拉张裂缝宽度、落差、深度曲线。从图 3 中可以看出，随着拉张裂缝远离坡体后缘，裂缝宽度、落差均呈增大趋势，而最后一道拉张裂缝宽度、落差反而急剧降低。这是因为随着拉张裂缝的形成，滑坡体后缘被不断切割破碎，拉张裂缝区域向滑坡滑动方向发生蠕动变形。在坡体后缘一定范围内，粒径/mmScience and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 20 期137越远离坡体后缘，蠕动变形区域越大，对后方岩土体形成的牵引力越大，造成拉张裂缝宽度、落差随着远离坡体后缘而呈现增大趋势。最后一道拉张裂缝因为初步形成，尚未完全贯通扩展，宽度、高差反而为最小值。图 3滑坡后缘裂缝发育情况在实际调查中发现，拉张裂缝形成之后，裂缝内部多被杂草、雨水携带砂土填充，对深度的测量往往不能代表裂缝深度的实际值，可分析性较差。3.3滑坡后缘裂缝类别分析裂缝宽度越大，越有利于地表水由此进入滑坡体内部；裂缝落差越大，滑坡体越容易发生下滑失稳。对滑坡后缘裂缝参数进行分析发现，1#粉质黏土滑坡体后缘裂缝 1-4 宽度和落差近乎同时达到最大值，2#砾砂滑坡体后缘裂缝 2-2 宽度和落差同时达到了最大值。可见，裂缝 1-4、裂缝 2-2 分别对 2 处滑坡体下滑起到关键作用，将其称之为控制性拉张裂缝；其他裂缝宽度和落差均小于控制性拉张裂缝，为一般性拉张裂缝。控制性拉张裂缝的宽度和深度明显大于一般性拉张裂缝，对滑坡体下滑起到关键性作用，是滑坡后界，呈连续状，贯通整个滑坡后缘。一般性拉张裂缝对滑坡后缘进行切割破碎，为大气降水下渗进入滑坡体创造有利条件，加速滑坡后缘蠕动变形，降低滑坡体的整体稳定性。4结束语本文通过分析 2 处滑坡后缘裂缝实测数据，研究了后缘裂缝的分布数量、发育规律与分类类别，得到以下认识：滑坡发生垮塌时，滑坡后缘形成的拉张裂缝数量与滑体岩土体性质相关，滑体抗剪强度越强，后缘形成的拉张裂缝越多；反之，则拉张裂缝较少。滑坡后缘拉张裂缝的宽度和落差随着远离坡体呈增大趋势，最远处拉张裂缝因为初步形成，宽度、落差较小。控制性拉张裂缝对滑坡体下滑起到关键作用，是滑坡后界；一般性拉张裂缝对滑坡后缘进行切割破碎，加速滑坡后缘蠕动变形，降低滑坡整体稳定性。参考文献：1王恭先，王应先，马惠民.滑坡防治 100 例M.北京：人民交通出版社，2008.2金德山.滑坡裂缝的识别与分析J.中国地质灾害与防治学报，2002，13（2）：50-52.3冯连昌，郎秀清.滑坡裂缝产生机理的实验研究J.兰州大学学报，1980（1）：120-130.4王思源.黑方台黄土滑坡后缘裂缝特征分析C/中国地质学会地质灾害研究分会第六届委员会换届大会暨第六届地质灾害与防治学术大会论文集.北京：中国地质学会地质灾害研究分会，2013.5高晖，张妍婷，何云峰.黑方台滑坡后缘裂缝发育规律分析J.甘肃地质，2019，28（增刊 2）：79-84.（下转第 140 页）裂缝距缘边距离/m裂缝距缘边距离/m裂缝距缘边距离/m科技与创新Science and Technology&Innovation1402023 年 第 20 期通过学生 10 min 内的集中操作后，由订单统计结果可知，总库存 300，并未出现高并发超卖的情况，总体平台很稳定。5结束语本校智慧食堂餐饮平台的运用改变了现场点餐等餐的传统就餐模式，平台的实现可以为学生端和管理端提供优质服务。一方面，学生通过“预定点餐”可以根据需求预定点餐、取餐等。管理员可以对餐品的种类、价格进行管理，并且可以查看学生的订餐记录。提升了餐厅的管理效率，根据订餐数量来准备适量的原材料，避免了食材的浪费，保证了食材的质量和新鲜度，学生可根据取餐时间取走餐品。另一方面，学生可以通过 APP、微信等全平台进行订餐，可以在预约时间段内到餐厅快速付款无接触取餐，节约了学生的时间。“无接触点餐+无接触取餐模式”将成为在校学生用餐的一种新型标准模式，“无接触零等餐”避免了面对面接触，不仅有效提升学生的幸福感，也有利于满足学生保护隐私和安全的个性化需求。在目前架构的情况下，已测试可满足 3 000 个学生同时点餐，最大可满足 10 000+学生同时点餐，且不出现库存超卖或系统卡顿的情况。“互联网+智慧食堂餐饮平台”的“无接触零等餐”模式切实满足了学生的个性化需求。参考文献：1刘鹏，李文韬.网络订餐食品安全监管：基于智慧监管理论的视角J.华中师范大学学报（人文社会科学版），2018，57（1）：1-9.2杨少健.基于 Android 的 LBS 移动订餐系统的设计与实现D.广州：暨南大学，2012.3李振坤，蓝芳华.基于 PDA 的无线餐饮点菜应用系统的设计与实现J.计算机应用研究，2006（2）：189-190，194.4王晨，王建龙，秦丽君.新冠肺炎疫情期间关于外卖食品安全的思考J.食品安全导刊，2020（12）：28-29.5金健，韦刚.高校智慧食堂平台建设与研究J.电脑与电信，2019（12）：41-43，52.6李丹.基于Android平台的无线点餐系统的设计与实现D.北京：北京邮电大学，2012.7MATSUOKAS，ITOU S.Towards performance evaluation ofhigh-performancecomputingonmultipleJavaplatformsJ.Future generation computer systems，2001，18（2）：281-291.8TERAOKA F，YOKOTE Y，TOKORO M.A networkarchitecture providing host migration transparencyJ.ACMsigcomm computer communication review，1991，21（4）：209-220.9徐雯，高建华.基于 Spring MVC 及 MyBatis 的 Web 应用框架研究J.微型电脑应用，2012，28（7）：1-4，10.10TERAOKA F，UEHARA K，SUNAHARA H，et al.VIP:aprotocol provding host mobilityJ.Communications of theACM，1994，37（8）：67-75，113.11陈江辉，於立杰，李强.智慧校园食堂订餐系统信息化平台的设计J.网络安全技术与应用，2021（3）：43-44.12樊丹敏，和智坤，冯丽莎.HACCP 体系在高校食堂安全管理体系中的应用研究J.现代食品，2020（3）：45-48.13钱学艳，张立涛，罗海杰.大数据驱动下的智慧餐饮创新模式研究J.美食研究，2019，36（3）：26-30.作者简介：蔡萌萌（1989），女，山东桓台人，硕士研究生，讲师，研究方向为软件工程。何瑞瑞（1988），男，研究方向为页面设计。孙亚男（1990），女，研究方向为软件工程。刘静（1989），女，研究方向为软件工程。（编辑：王霞）（上接第 137 页）6陈菲，王塞，高云建，等.白格滑坡裂缝区演变过程及其发展趋势分析J.工程科学与技术，2020，52（5）：71-78.7杨阳.黄土滑坡裂缝发育特征及其对滑坡孕灾模式的影响D.西安：长安大学，2015.8张伟锋，黄润秋，裴向军.大光包滑坡运动特征及其过程分析J.工程地质学报，2015，23（5）：866-885.9郭进雪.基于分形理论的滑坡变形破坏特征及演化分析J.交通科技报，2020（6）：72-78.作者简介：李维欣（1991），男，硕士研究生，工程师，注册岩土工程师，长期从事地质灾害设计、施工相关工作。（编辑：王霞）