首页注释:本案例在深入探讨渝东北地区(位于中国重庆市东北部,涵盖万州、开州、云阳等多个区县)顺层岩质滑坡的当前状况,以天德村顺层滑坡为例。通过实地调查、数据分析与科学评估,揭示该地区滑坡灾害的分布特征、成因机制、影响范围及防治对策,为区域地质灾害防治、生态环境保护及经济社会可持续发展提供科学依据。作者:强跃,男,汉,工学硕士,教授(三级),硕士生导师,主要从事三峡库区地质灾害防治研究,工作单位:重庆三峡学院。在此特别指出,本案例仅用于教学,在编制过程中参阅了前人成果,收集了部分单位一线资料,在此致以衷心的感谢和美好的祝福,若涉及侵权,请联系删除,QQ邮箱:652344220@qq.com。
摘要:顺层岩质滑坡是指坡面与岩层的走向、倾向相同或接近相同的层状结构岩体斜坡,其稳定性受坡角与岩层倾角组合关系、软弱结构面的发育程度和强度所影响。顺层岩质滑坡最主要的结构面是岩层之间的接触面或软弱夹层和层间错动面,顺层岩质滑坡多以此为滑动面(带)。
关键词:三峡库区,顺层岩质滑坡,现场调查
引言:渝东北地区地处四川盆地东缘,地形复杂,地貌以山地、丘陵为主,地质构造活跃,岩石类型多样,加之降雨集中、人类活动频繁,使得该地区成为滑坡等地质灾害的高发区。其中,顺层岩质滑坡作为一种典型的由岩层层面控制的滑坡类型,因其规模大、破坏力强、预测难度大,对当地人民群众生命财产安全构成严重威胁。
背景介绍:天德村顺层岩质滑坡一方面从运动破坏方式与诱发因素来看为三峡库区典型受人类工程活动影响引起的牵引式工程类滑坡,另一方面该滑坡治理工程也为顺层岩质滑坡最为常用的治理措施(锚索与抗滑桩共同支护为主)。因此该滑坡从自身条件与治理方式都具有典型性与代表性,故本案例以天德村滑坡为例开展渝东北顺层岩质滑坡开展现状调查。
内容:
一、工程地质概况
1.1地理位置
天德村顺层岩质滑坡位于三峡库区万州区新田镇经开区天德村七组如图1,经度108.4166,纬度30.6722。

图1天德村滑坡地理位置

图2研究区域全貌
1.2地层岩性
研究区出露地层岩性主要有第四系人工填土(Q4ml)、滑坡堆积层(Q4del)页岩碎岩、残坡积层(Q4el+dl)粉质粘土及侏罗系中统新田沟组(J2x)页岩、砂岩。其特征及分布由新到老分述如下:
(1)第四系人工填土(Q4ml):素填土:主要分布于国道G211,灰褐色,稍湿,稍密,主要由粉质粘土夹砂岩、灰岩等碎块石组成,土石比为4:6~3:7,块径为0.10~50.00cm,堆填年限大于五年。厚度约0.5~7.5m。
(2)第四系滑坡堆积层(Q4del):页岩块石:灰褐色、灰黄色,主要为页岩挤压破碎形成,局部页岩含砂质高,块径0.5~3m,滑坡前缘零星分布;页岩碎裂岩体:主要分布于滑坡体中上部,灰黄色,灰褐色,母岩为页岩,含砂质重,为页岩在顺层滑移过程形成,其厚度0.0~15m。碎石土:灰黄色、灰褐色,松散,主要页岩、砂岩碎块石及粉质粘土组成,碎石含量约5%~25%,块径0.3~25cm,主要分布于滑坡下部。粉质粘土:呈黄褐色、黄色、褐色,可塑状,刀切面稍有光泽,无摇震反应,局部含砂岩、泥岩或页岩块石,主要分布于斜坡平缓地带。
(3)侏罗系中统新田沟组(J2x)页岩:褐色、灰褐色,泥质结构,页理构造,主要由粘土矿物组成,局部含砂质较重。强风化层岩质极软,风化裂隙发育、岩芯破碎,呈碎块状,厚度2~7m;中风化层岩质较软,裂隙较发育、岩芯较完整,呈短柱状、柱状。整个场地均有分布,为主要岩层。砂岩:灰白色,中细粒结构,中厚层状构造,主要由长石、石英等矿物组成。岩芯较完整呈柱状、短柱状。强风化层岩质极软,风化裂隙发育、岩芯破碎,呈碎块状,厚度0.5~3m;中风化层局部段落岩质较硬,裂隙不发育、岩芯较完整,呈柱状、长柱状。整个场地均有分布,为主要岩层。
1.3地质构造
研究区于方斗山冲断背斜北西翼,岩层产状:320~330°∠29~35°,优势产状328°∠32°,层面结合很差,为软弱结构面。
L1:51~65°(234~257°)∠77~83°,裂面较平整,张开2-3mm,延伸1.5-3.9m,间距0.3~1.2m,结合很差,为软弱结构面;
L2:126~167°∠48~74°,裂面较平整,张开1-4mm,延伸1.2-6.4m,间距0.4~1.3m左右,结合很差,为软弱结构面。
1.4水文地质条件
根据研究区出露的地层岩性及地下水在含水介质中的赋存特征,地下水类型分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水。
(1)松散岩类孔隙水
该类地下水主要赋存于区内第四系滑坡堆积层及人工填土层中。研究区滑坡体页岩碎裂岩体透水性较好的,主要接收大气降雨补给,斜坡地形坡度大,降雨径流途径短,多以面流的形式向斜坡坡脚排泄。
(2)基岩裂隙水
该层地下水主要赋存于页岩及砂岩,页岩裂隙发育,透水性好,砂岩透水性较好。岩层在山脊露头地段接受大气降雨和松散岩类孔隙水入渗补给,径流排泄方式具有就近补给就近排泄的特点
二、滑坡形态特征及边界条件
经现场实地调查可知,滑坡体位于K4+490~K4+570之间,主滑方向约342°如图3.3。滑坡体左侧(西南侧)边界以滑移后形成的拉裂缝为界,拉裂缝缝宽0.5-3.5m,可见深度1-4m,裂缝呈直线延伸,裂缝走向和软弱结构面L1基本一致。滑坡体后缘位于斜坡顶部以滑移后形成拉裂缝为界,拉裂缝缝宽0.5-2.5m,可见深度1-2m,裂缝呈折线延伸,裂缝走向和软弱结构面L2基本一致。滑坡体右侧(东北侧)边界以滑移后形成的拉裂缝为界,拉裂缝缝宽0.3-1m,可见深度0.5-1.5m,裂缝呈锯齿状自下而上延伸,裂缝发育特征和软弱结构面特质基本一致。滑坡体前缘则以滑坡体形成的堆积体为圈定。前缘高程为205.63m,后缘高程为299.55m,纵长约195m,横宽15~78m,面积约1.1×104m2,滑体厚度2~20.5m,平均厚度10.2m,总体积约11.2×104m3。
三、滑坡物质组成和结构特征
(1)滑体
主要为碎石和页岩碎裂岩。
碎石:灰黄色,松散-稍密,稍湿,主要由砂岩、页岩碎石组成,主要分布在隧道左右洞之间。页岩碎屑岩:为滑体的主要组成物质。灰黄色,灰黑色,母岩为页岩,含砂质重,砂质页岩,块石呈页理结构,薄层状构造,由粘土矿物组成,局部可见少量粘土及页岩碎屑颗粒充填,局部可见砂岩碎裂岩体
(2)滑面
滑坡体中上部滑面为页岩层间接触面,下部为页岩破碎带。隧道左右洞已被页岩碎石充填,由此可判定滑移后砂岩岩层和隧道底板之间形成破碎带。
(3)滑床
滑床岩性主要为侏罗系中统新田沟组(J2x)页岩及砂岩,滑床中上部纵向沿岩层层面展布呈直线型,倾角为30~32°,整体趋于约31°,滑床下部沿滑向呈折线形,倾角2~14°。

图3滑坡区相对位置图
四、滑动成因分析
滑坡体位于单斜坡体上,斜坡坡向330~345°,坡度23-35°。斜坡岩层产状与坡向基本一致,且岩层倾角陡。岩性为页岩及砂岩互层,属易滑地层。滑坡体岩体裂隙发育,裂隙倾角大,长期的大气降雨致使层面和裂隙面受地下水浸润形成软弱面。万州环线高速公路建设在隧道施工挖断砂岩岩层形成临空面并且未及时支护,2021年5月3日强降雨使大量的雨水沿裂隙入渗至岩层,使之饱水软化,c、φ值降低,上部斜坡沿岩层层面产生顺层滑动,前缘应力集中后剪切破坏。在牵引作用下上部主滑动区发生顺层滑动。现场效果如图4至图7。


五、小结
渝东北顺层岩质滑坡现状调查工作取得了显著成果,详细查明了滑坡的分布、规模、成因及发展趋势。然而,地质灾害防治是一项长期而艰巨的任务,需要政府、社会、公众共同努力,形成合力,才能有效减轻地质灾害对人民生命财产安全和生态环境的威胁。未来,我们将继续加强地质灾害调查与研究工作,为防灾减灾提供更加坚实的地质依据。
渝东北顺层岩质滑坡现状调查分析案例
教学指导手册
教学目的与用途:
1、增强学生对地质灾害的认识
通过对渝东北顺层岩质滑坡现状的调查学习,学生可以深入了解滑坡这一地质灾害的形成机制、影响因素及危害程度。这有助于增强学生对地质灾害的科学认知,提高其在未来工作中预防和应对此类灾害的能力。
2、提升学生的实践操作能力
调查过程涉及地质勘探、数据采集、数据分析等多个环节,需要学生将理论知识与实际操作相结合。通过参与调查,学生可以掌握地质调查的基本方法和技能,提升其解决实际问题的能力。
3、培养学生的科研素养
地质调查是一项严谨的科学活动,需要研究者具备扎实的专业知识、敏锐的洞察力和严谨的科研态度。通过参与渝东北顺层岩质滑坡现状调查,学生可以学会如何设计调查方案、收集数据、分析数据并撰写研究报告,从而培养其科研素养和创新能力。
教学内容:
1、理论基础
在教学内容中,应首先介绍顺层岩质滑坡的基本概念、分类、地质背景及形成机制。通过理论讲解,使学生掌握滑坡发生的基本原理和影响因素。
2、查方法与技术
详细讲解顺层岩质滑坡的现状调查方法与技术,包括地质环境调查、滑坡体特征调查、滑坡体内部特征研究及变形活动特征与诱发动力环境因素调查等。通过案例分析,使学生了解不同调查方法的应用场景和具体操作步骤。
3、稳定性评估与防治建议
结合调查结果,讲解如何对顺层岩质滑坡进行稳定性评估。介绍常用的稳定性评估方法和模型,如极限平衡法、数值分析法等。同时,针对不同类型的滑坡,提出相应的防治建议,如回填地表裂缝、修建地表排水系统、实施搬迁安置及加强监测预警等。
4、实践教学
组织学生进行实地勘查和监测实习,使学生亲身体验顺层岩质滑坡的调查过程。通过实践操作,加深学生对理论知识的理解和应用能力。同时,鼓励学生参与科研项目和工程实践,提升解决实际问题的能力。
启发思考题:
1、如何精准预测与预警顺层岩质滑坡?
2、如何平衡人类活动与环境保护?
3、如何创新滑坡治理技术?
建议课堂计划:
时间安排:根据教学需要,整个案例课的课堂时间控制在6学时,以便比较充分地了解案例所涉及的知识点,以下是根据课程时间进度安排的课堂学习计划。
课前计划:发放案例材料,提出课后思考题,请学生在课前完成阅读和初步思考。
课中计划:课堂前言,明确该案例主题(20分钟);案例讲述,案例总体介绍,引导学生分析和认真学习该案例的理论知识点,并提出思考题(120分钟);分组讨论(20分钟);小组发言(20分钟一个小组,4组);案例总结:包括案例中的关键知识点,以及如何运用理论知识去分析和解决实际问题(30分钟)。
课后计划:通过案例分析和总结,使学生掌握案例相关知识,然后布置相关作业,以论文或者报告形式写出案例分析,并对难点和易错点可以进一步研究。
参考文献:
[1]张科,狄巍,张凯.顺层岩质滑坡形成机制试验研究[J].岩石力学与工程学报,2024,43(S1):3354-3362.DOI:10.13722/j.cnki.jrme.2022.1281.
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[3]李冬星.基于多元数据顺层岩质滑坡的预警方法研究[D].重庆三峡学院,2024.DOI:10.27883/d.cnki.gcqsx.2024.000118.