岳西县隶属安徽省安庆市, 位于长江中下游北岸, 地处大别山东南腹地, 北与六安市霍山县、舒城县相邻, 东与安庆市潜山县接壤, 南与安庆市太湖县毗邻, 西与湖北省英山县相接。岳西县内多山, 地势北西高、南东低, 地貌以中、低山地为主, 多发育冲沟及“ V” 型谷, 一般山坡坡度为25° ~60° 。在县域北部、东部和南部, 分布着山前丘陵与河谷, 其中: 丘陵较平缓, 坡度为10° ~25° , 水系呈树枝状, 沟谷呈“ U” 型谷; 河谷较平坦, 稍有起伏, 略向下游倾斜。岳西县属亚热带季风湿润气候, 总体上气候温和, 日照充足, 雨量充沛, 四季分明。气温受地貌条件影响明显, 年平均气温14.4 ℃, 多年平均降水量1 520.5 mm。

岳西县地表出露岩性多为变质岩和岩浆岩。变质岩主要分为两大类: 一类为晋宁期— 加里东期变形变质侵入体, 岩性主要为花岗闪长质片麻岩和二长花岗质片麻岩, 主要分布在中部、中西部、东北部、西北部和菖蒲等地区; 另一类为燕山期(晚侏罗世— 白垩纪)变质侵入岩, 岩性主要为含绿帘黑云斜长片麻岩、二长斜长片麻岩、大理岩等, 沿NW— SE向断裂发育, 主要分布在北部地区, 少数分布在西部地区。岩浆岩主要分为岩浆侵入岩和火山岩: 岩浆侵入岩较发育, 主要分布在北部、东北部、西南部和东南部地区, 岩石类型为闪长岩、石英二长闪长岩、花岗闪长岩等; 火山岩仅零星分布于岳西县中西部桃园寨一带, 岩石类型为石英安山岩和英安岩。

根据岩土体成因、岩性、结构及工程力学性质, 划分了6个工程地质岩组, 分别为坚硬、较坚硬喷出岩(Ex), 坚硬、较坚硬块状侵入岩(In), 坚硬、较坚硬厚— 中厚层深变质岩(HyI), 较软深变质岩(HyII), 较软、较坚硬薄— 中厚层状片麻岩(HyIII)和第四系松散层(Cs+Ps+Ss)(图1)。

图1

Fig.1

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	图1 研究区区域地质简图Fig.1 Regional geological sketch of the study area

研究区位于扬子准地台淮阳台隆岳西台拱内, 主要分布于磨子潭深断裂和岳西断裂之间。中元古代以来, 该区长期隆起, 是一个由多期构造旋回形成的复合造山带。区内断裂十分发育, 主要为NE向断裂、NEE向断裂, 其次为NW向断裂(图1)。区内新构造运动活跃, 以不均匀缓慢抬升、内部巨大隆起为特征, 位于地震烈度Ⅵ 度区, 属于低烈度区。

断裂的活动性增大了区内构造的复杂性、不稳定性及岩石破碎程度, 同时由于降雨集中且降雨量大, 剥蚀、侵蚀及搬运作用强烈, 极易形成滑坡、崩塌等地质灾害。

根据含水介质, 研究区地下水可分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。地下水活动在大别山地区斜坡变形中增加了岩体或坡体自重, 降低了岩土体强度以及降雨入渗后对岩土体产生的浮托力和静水压力, 其中最突出的特点是地下水软化了潜在滑带。

地表水沿结构面入渗坡体内部, 当入渗至潜在滑带位置时, 由于潜在滑带自身的弱透水性或不透水性, 在坡体内部形成隔水层。随着地下水持续入渗、浸润, 潜在滑带逐渐贯通, 斜坡失稳变形。

岳西县公路交通、水利水电、垦荒种植、矿产开发、城镇建设等人类工程活动较活跃。随着近几年的城镇化建设和农村经济建设发展, 大规模切坡建房、切坡修路等人类工程活动, 一定程度上改变了斜坡原有的应力平衡, 破坏了地质环境条件。

根据野外调查结果, 岳西县共有滑坡、崩塌隐患点184处, 其中崩塌128处, 滑坡56处。地形地貌、岩性、地质构造是发生地质灾害的基础^{[6, 7, 8, 9, 10, 11]}, 降雨和人类工程活动是形成滑坡、崩塌的主要触发因素^{[12, 13, 14, 15]}。

2.1.1 基础条件

(1)地形地貌。地形地貌对地质灾害的影响主要体现在坡型和坡度上。岳西县坡型可分为直线型、凸起型、凹陷型和阶梯型。滑坡主要发育凹陷型和直线型斜坡, 崩塌主要发育凸起型和阶梯型斜坡(图2)。

图2

Fig.2

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	图2 不同坡型下滑坡(左)、崩塌(右)发育特征Fig.2 Development characteristics of landslides(left) and collapses(right) for different slope types

斜坡的坡度越大, 临空面局部应力越集中, 斜坡越容易产生变形破坏。根据坡度, 斜坡可分为陡崖、陡坡、缓坡和平台。从统计结果看, 崩塌主要发育陡崖, 滑坡主要发育陡坡(图3)。

图3

Fig.3

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	图3 不同坡度下滑坡(左)、崩塌(右)发育特征Fig.3 Development characteristics of landslides(left) and collapses(right) for different slope degrees

(2)岩性。根据岩土体物理、力学及水理性质, 研究区主要分为6个工程地质岩组。各岩组矿物成分存在差异, 风化程度和风化产物不同, 斜坡变形破坏机理也各不相同。从滑坡发育密度来看, 由高到低依次为坚硬、较坚硬块状侵入岩, 较软、较坚硬薄— 中厚层状片麻岩, 较软深变质岩, 坚硬、较坚硬喷出岩, 坚硬、较坚硬厚— 中厚层深变质岩以及第四系松散层, 且同类型岩组风化后较原岩更易发生滑坡; 从崩塌发育密度来看, 由高到低依次为坚硬、较坚硬喷出岩, 坚硬、较坚硬块状侵入岩, 较软、较坚硬薄— 中厚层状片麻岩, 较软深变质岩, 第四系松散层以及坚硬、较坚硬厚— 中厚层深变质岩(图4)。

图4

Fig.4

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	图4 不同岩组条件下滑坡(左)、崩塌(右)发育特征Fig.4 Development characteristics of landslides (left)and collapses(right) for different rock formations

(3)地质构造。地质灾害发育与断裂关系较密切。受断裂带控制, 部分地质灾害点沿断裂带展布。根据统计结果, 研究区主要断裂500 m范围内灾害点72处, 其中滑坡23处, 崩塌49处, 占灾害点总数的39.1%(图5)。可见, 断裂对地质灾害点的发育及分布具有一定影响。

图5

Fig.5

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	图5 距断层不同距离下滑坡(左)、崩塌(右)发育特征Fig.5 Development characteristics of landslides(left) and collapses(right) for different distances from the fault

2.1.2 诱发因素

(1)降雨。由于岩体中结构面密集发育, 易于地表水入渗, 降水入渗既可增加土体容重和坡体自重, 又会对岩土体起到软化作用, 降低岩土体的力学强度, 产生崩滑灾害。岳西县多年月平均降雨量与灾害数量对比(图6)表明, 降雨量与地质灾害数量呈正相关。

图6

Fig.6

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	图6 岳西县多年月平均降雨量与灾害数量对比Fig.6 Long-term average monthly rainfall and disaster development in Yuexi County

(2)人类工程活动。人类工程活动对地质环境的影响主要表现为公路建设及居民建房等, 不仅改变了斜坡形态, 而且破坏了斜坡原始应力的平衡状态, 从而诱发地质灾害的发生。区内因人类工程活动诱发的地质灾害点占总数的70%以上(图7)。

图7

Fig.7

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图7 人类工程活动对滑坡(左)及崩塌(右)发育的影响Fig.7 Influence on landslides(left) and collapses(right) by human engineering activities

2.2.1 滑坡

根据斜坡岩体的风化程度, 将滑坡分为全风化层滑坡、强风化层滑坡和顺层岩质滑坡^{[16, 17, 18]}。

(1)全风化层滑坡。滑面位于全风化层中或全风化层与强风化层的分界线处, 该类滑坡的滑面主要为圆弧形, 其形成机理主要为牵引式(图8)。

图8

Fig.8

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	图8 全风化层滑坡变形破坏过程Fig.8 Deformation and failure process of all-weathered landslide

该类型滑坡发育于全风化层中, 岩体中长石经风化后逐渐黏土化, 在降雨的冲刷下运移, 导致原岩孔隙度增加, 地表水入渗导致黏土化的长石被运移, 成为“ 类土质” 岩体, 不具备原有的岩体结构, 自身强度下降, 物理力学性质降低。长石黏土化后, 在地下水的作用下, 运移至强风化层与全风化层分界线处, 形成隔水层并逐渐软化、泥化, 发育成软弱滑带。在坡脚开挖后, 斜坡的原有应力状态发生变形破坏, 多发生于屋后切坡或公路切坡中, 规模较小。

(2)强风化层滑坡。滑面多位于强风化层与中风化层分界线处, 该类滑坡的滑面主要为折线形, 其形成机理主要为牵引式(图9)。

图9

Fig.9

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	图9 强风化层滑坡变形破坏过程Fig.9 Deformation and failure process of strongly weathered landslide

该类型滑坡发育于坡表全风化层较薄或完全侵蚀搬运处, 主要由强风化层组成。岩浆岩或变质岩的强风化层, 仍具有一定的岩体强度, 坡体内岩体结构依然保持完好, 多组结构面将岩体切割, 呈类似厚层-块状岩体, 在块体稳定性受到扰动时, 易沿着顺坡向的结构面发生岩质滑坡。该类滑坡多发生于深切沟谷两侧的岸坡或大规模工程切坡中, 滑坡规模一般较大, 滑坡发生后一般会发生局部性堵河。

(3)顺层岩质滑坡。岳西县发育的层状岩质滑坡主要为顺层岩质滑坡, 多发育在片麻岩中。由于片麻岩中多发育一组与片麻理方向一致的结构面, 当该组结构面顺坡向时, 前缘由于切坡建房或河流侵蚀坡脚时, 锁固段被破坏, 下滑力大于阻滑力, 在降雨、地震等因素影响下, 斜坡可能发生滑动(图10)。

图10

Fig.10

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	图10 顺层岩质滑坡变形破坏过程Fig.10 Deformation and failure process of bedding rock landslide

2.2.2 崩塌

根据破坏方式, 将崩塌分为滑移式崩塌、倾倒式崩塌和坠落式崩塌^{[12, 13, 14]}。崩塌多发育在公路切坡处或切坡建房处。

(1)滑移式崩塌。该类崩塌形成在发育多组结构面的斜坡中, 其中两组为主控结构面: 第一组主控结构面顺坡向缓倾发育; 第二组主控结构面顺坡向(逆坡向)陡倾发育。多组结构面切割岩体呈块状, 在前缘坡脚开挖条件下, 顺坡向结构面被揭露, 在降雨等因素诱发下, 易发生滑移式崩塌(图11)。

图11

Fig.11

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	图11 滑移式崩塌变形破坏过程Fig.11 Deformation and failure process of sliding collapse deformation

(2)倾倒式崩塌。该类崩塌形成在发育多组结构面的斜坡中, 其中两组为主控结构面: 第一组主控结构面近乎直立或逆坡向陡倾发育; 第二组主控结构面近水平发育。多组结构面切割岩体呈块状, 在坡脚开挖条件下, 前缘临空, 斜坡应力重分布过程中, 在岩体自重和降雨等其他诱发因素下, 陡立岩层逐渐向临空方向弯曲、倾倒变形, 形成倾倒式崩塌(图12)。

图12

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	图12 倾倒式崩塌变形破坏过程Fig.12 Deformation and failure process of toppling collapse deformation

(3)坠落式崩塌。该类崩塌的形成是由切坡不合理造成的。在发育多组结构面的斜坡中, 由于不合理的切坡或其他因素, 造成坡脚形成凹腔。斜坡的主控结构面顺坡向近乎直立或陡倾发育, 其余两组结构面与主控结构面共同切割岩体呈块状, 斜坡岩体在自重和降雨等诱发因素下, 形成坠落式崩塌(图13)。

图13

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	图13 坠落式崩塌变形破坏过程Fig.13 Deformation and failure process of falling collapse deformation

岳西县地处大别山东南腹地, 构造活动频繁, 岩体受多期次构造应力影响, 内部发育多组结构面, 共同切割岩体呈块状。随着大别山的隆起, 该区地下水侵蚀基准面不断下降, 导致岩体的风化界线不断加深。斜坡岩体经长期风化作用, 表面形成了一层风化壳, 自上而下可分为全风化层、强风化层、中风化层、弱风化层和未风化层。

岳西地区滑坡主要发育于全风化层与中风化层之间, 可分为全风化层滑坡、强风化层滑坡和顺层岩质滑坡。全风化层滑坡的滑面位于全风化层中或全风化层与强风化层的分界线处, 由于全风化层在风化作用下, 已经丧失了原有的岩体结构, 岩体虽能保持块状特征, 但力学强度及结构面强度均已丧失; 强风化层滑坡的滑面主要发育于强风化层与中风化层的分界线处, 该类滑坡多发育在河谷岸坡中, 在斜坡前缘, 被河流侵蚀或人工切坡, 导致锁固段被破坏, 下滑力大于阻滑力, 在降雨、地震等因素影响下, 斜坡可能发生整体滑动; 顺层岩质滑坡主要发育于片麻岩中, 由于片麻岩中的长石经长期风化后形成黏土矿物, 在降雨作用下, 逐渐发生黏土化, 发育成潜在滑带。岳西县滑坡综合成灾模式见图14。

图14

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	图14 岳西县滑坡综合成灾模式Fig.14 Comprehensive disaster model of landslides in Yuexi County

滑坡多发育在斜坡风化程度剧烈的地区, 此类地区风化壳厚度较大, 岩体较为松散, 结构面强度低, 在降雨条件下易发生滑坡。

岳西县的崩塌主要发育在工程切坡中, 如切坡建房、切坡修路等高陡边坡中。崩塌类型主要为滑移式、倾倒式和坠落式。滑移式崩塌主要由两组主控结构面控制, 一组结构面缓倾坡外, 另一组结构面陡倾(坡外或者坡内); 倾倒式崩塌也主要由两组主控结构面控制, 一组结构面陡倾坡内, 另一组结构面近水平发育; 坠落式崩塌由一组陡倾或近直立发育的结构面控制。岳西县崩塌综合成灾模式见图15。

图15

Fig.15

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	图15 岳西县崩塌综合成灾模式Fig.15 Comprehensive disaster model of collapse in Yuexi County

崩塌在主控结构面和其他结构面的空间组合下, 切坡岩体呈块状。当前缘临空时, 在降雨作用下, 降雨沿结构面入渗至坡内, 一方面增加了坡体自重, 另一方面降低了结构面强度, 斜坡易发生崩塌。崩塌多具有沿公路、沿城镇分布的规律性, 由于道路、城市市政建设等人工开挖坡脚, 形成诸多高陡边坡, 应力不断调整后, 坡体内部微小裂隙或闭合节理都会逐渐张开, 结构面发展扩大后, 会充水、入渗, 降低结构面强度, 进而发生崩塌变形破坏。