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云南镇雄高坡村山坡崩溃灾难的现场工程地质初勘简报 精选

已有 9892 次阅读 2013-1-25 15:11 |系统分类:科研笔记|关键词:山体滑坡,山崩,地质,灾难,镇雄,高坡村| 地质, 灾难, 山体滑坡, 镇雄, 山崩

云南镇雄高坡村山坡崩溃灾难的现场工程地质初勘简报

岳中琦

   

为深入了解,2013111日发生在云南省昭通市镇雄县果珠乡高坡村赵家沟村民小组山体滑坡或山崩灾难的真正成因,我在115日下午从香港出发,乘深圳到昆明的飞机,再从昆明乘越野车,经昭通和彝良,于18日早晨到达了山坡崩溃现场。从18日早晨上到19日早晨,我对这场滑坡的现场进行了山体破坏和破坏土石混合体的性质和分布的初步勘察。

根据现场GPS测量、现场照片和Google地图,我将观察到的主要位置和现象简单地汇总到下面12幅示意图中。

                           

1是根据现场调查和Google地图描绘的坡积土石混合体山坡的破坏范围和破坏土石混合体远程大范围运移、散落和堆积空间分布图。根据现场调查,我将它们的空间分布从山顶到坡底公路分划成以下区域(a)顶部陡坡和汇水小冲沟范围,山顶海拔高程大约1900 m;(b)被破坏的坡积山坡范围;(c)被破坏土石混合体主体北东东运移方向和范围;(d)西北侧山坡被破坏土石混合体运移方向、散落和堆积范围;(e)东南侧山坡被破坏土石混合体运移方向、散落和堆积范围;(f)乡村公路两侧被土石混合体破坏的村庄范围。

破坏山坡顶AGPS27°33.038¢N104°59.077¢E和海拔高程1810米。破坏山坡底BGPS27°33.102¢N104°59.135¢E和海拔高程1762米。被运移土石体中部CGPS27°33.117¢N104°59.335¢E和海拔高程1669米。被运移土石最前端DGPS27°33.211¢N104°59.500¢E和海拔高程1541米。西北侧方被运移土石体散落边EGPS27°33.140¢N104°59.217¢E和海拔高程1724米。东南侧方自然坡积土石混合体山坡F点附近有拉张裂缝,它的GPS27°33.035¢N104°59.212¢E和海拔高程1727米。

因此,A点到B点的水平距离为152米,高程降落48米,平均坡度17.5°A点到C点的水平距离为449米,高程降落141米,平均坡度17.5°A点到D点的水平距离为765米,高程降落269米,平均坡度19.3°B点到E点的水平距离为152米,高程降落38米,平均坡度14.0°B点到C点的水平距离为330米,高程降落93米,平均坡度15.7°B点到D点的水平距离为633米,高程降落221米,平均坡度19.2°C点到D点的水平距离为322米,高程降落128米,平均坡度21.7°

2是被破坏的坡积山坡状况。坡积物是由泥质粘土和大小不等的泥质含粉沙质页岩碎块片组成的土石混和体的第四纪坡积物。附近没有破坏坡积山坡的坡度从坡底的14°逐渐上升到顶部的30°左右。被破坏坡积山坡的坡面倾向东北。在这片被破坏的山坡地表面,没有见到任何基岩出露。

3是被破坏山体前方状况。坡地表面相当平缓的。见到被运移过来的土石混合体覆盖的新坡面和主体运移方向。这一片山坡地面的山坡倾向由上部的东北方向逐渐地转成为向正东方向倾斜。这种坡向转变造成了被运移来的松散土石混合体,在向北东东方向运移过程中,有不少转向到向正东方向的较为陡倾坡地。

4可见在被破坏山坡前方到中部的土石混合体运移、散落和堆积状况。被运移的土石混合体主体运移方向可能还是向北东东方向。但是,部分被运移土石混合体的运移方向被转成了向正东方向。特别地,这些转向堆积的土石混合体表面有大量拉开、分离的原来破坏山坡的植被和地表土坯。这些土坯分布位置显示运移方向转化特征。因此,这种现象或许可以说明,破坏山坡土石混合体的表面部分,随这片原山坡面倾向转向,在运移过程中发生了同样的方向转变。我站在图4照相附近的草丛山坡地表中,见到了一条小型、弧形张裂开缝。


5可见上方远处的被破坏的坡积山坡。中上部和东西侧被运移的土石混合体的堆积、运移方向和转化。拉张分裂成小片块的原来山坡地表面植土坯被较为有序地分布在新堆土石混合体坡面上,显示运移方向的向东转化。

6显示,一个被运移来的土石混合体形成的新隆起高地和后缘较陡坡面。它沿土石混合体的主体运移方向分布,位于图1中部C点的上方。它可能表明被运移的山坡土石混合主体在这里开始堆积。

7是沿土石混合体主体运移方向,俯视图6中堆积隆起的下方坡面,直到被土石混合体覆盖的下前方村庄的状况。可看见,原来梯田陡坡面上的松散较干泥土和植被出露。这或许说明,被运移来的大量土石混合体没有能力铲刮这些原有坡面的松土和植被。它们也没能带来大量泥水,将这些坡面松干土变湿和成泥。


 图8是土石混合体主体运移方向,俯视堆积隆起的再下方坡面,直到被土石混合体覆盖的下前方村庄的状况。可看见,原来梯田陡坡面上的松散较干泥土和植被出露。这或许说明,被运移来的大量土石混合体没有能力铲刮这些原有坡面的松土和植被。也没能带来大量泥水,将这些坡面松干土变湿和成泥。

9是正反对土石混合体运移主体通道方向,仰视主体运移土石混合堆积坡面中,出露的原来梯地陡坡面和青草植被。大量土石混合体在被运移通过这段梯田陡坡面时没有对原有坡面铲刮和泥湿。它们直接地下落到下方坡面和前方平缓地面的公路和村庄。

10是沿主体运移方向,俯视被运移来的土石混合体,在旧滑坡面,陡倾梯田面,和公路,两侧被覆盖村庄的堆积和分布状况。大部分堆积在这些坡地上的新的土石混合体是松散破裂的。它们当中也有不少土石混合体呈团块状分散和分开分布。这些团块土体的含水量很高,成团块泥土状态,很潮湿和软粘。这些泥土团块也含有不少页岩块片和粒片。

11是站在乡村公路东北侧被被覆盖和摧毁的村庄内,正反对主体运移通道方向,仰视被新土石混合体覆盖的梯田陡山坡和附近。这个位于公路西南上方的梯田陡山坡高46米,坡度可达46°。这个山坡曾经发生过滑坡。可见旧滑坡坡面。大量松散土石混合体散落堆积在这个旧滑坡坡面上和其上下左右梯田坡面之上。在这个陡坡上部和顶面之上,可见到原来松散土坡面和其上生长的草和植被,出露在大量运移来的土石混合体中。也可见到含煤层的页岩断面出露,其可能顶面一点的GPS27°33.149¢N104°59.377¢E和海拔高程1624米。

12是位于破坏山坡坡顶A点北北西向750米,比A点高程低171米左右的公路内侧出露的含煤层的页岩剖面。它们可能是破坏山体下部的基岩。


根据以上数据和分析,我可以做以下进一步地分析、探讨和推论。

第一,现场存在以下多种现象,(1)土石混合体在主通道两侧百米宽的广大山坡地面散落分布,(2)主体运移通道和堆积地带出露大量原来干松坡面泥土和植被、(3)被运移的土石混合体大多数呈松散裂开状态和低含水量、(4)饱水的土石混合体呈分离的团块状分布、和(5)在土石混合体中很难找到长距离的磨擦、滑移和流水痕迹。它们可能说明,这场土石混合体长距离和低坡度的运移和百米宽广散落和推积极少存在在原来坡面上滑动和摩擦。它们与经典滑坡和泥石流所造成的各种现象极不相符合。经典滑坡和泥石流是大量地表水和地下水,将山坡土体沿剪切面滑动和破坏,再在下方坡面上继续滑动、摩擦、沉积和淤积。

第二,土石混合体的土体大多是泥质粘土,抗剪切粘聚力强度较高(具体数据待测定),且含水量不高。被移动和坡坏的泥质粘土大多松散和裂开,抗拉强度低。土石混合体有大量大小不等的泥质和粉砂质页岩片块体,造成土石混合体的抗剪切摩擦系数不低。页岩块体呈片板状,几乎没有新破裂面,应都是早期崩塌坡积产物。它们的表面几乎完全被泥质粘土所覆盖和包裹。它们不是从坡下深部基岩在山体破坏时新生的。

第三,在主体运移通道中部和远方的坡面上(图146-11),堆积的土石混合体中存在不少呈拉断和分离开的泥状泥质粘土体团块。这些团块土体含水量高,土成软泥团块。这些软泥团块也含有不少页岩片块和片粒。它们可能是从被破坏山坡内部和底部运移过来的。被破坏坡积山坡上方的小冲沟(图12)能够长期提供小量雨水来渗透到山坡坡积土体内部和下部。这些渗透进入地下的水可以将坡积泥质粘土变湿和饱水,造成一层饱水泥质粘土和页岩混合体。这层被水饱和的土石混合体很致密、渗透性差(见图11中的小水坑)。小冲沟沟底面的倾角很陡,在30°45°之间。小冲沟水向下方坡积土体渗透也应遵循这个被冲沟底面和山坡倾向和倾角的方向进行。这层饱水粘土和页石混和体也应该遵循山坡倾向和倾角。

第四,这场山坡破坏和灾难可以肯定的一个过程是:村庄西西南上方水平距离633米到761米远的、相对高度221米到269米之间的坡积山坡瞬间崩垮。随即,崩垮和破裂了的大量土石混和体,高速地沿北东东方向,在平均坡度19.3°坡面之上远程运移。在高速运移过程中,大量松散的土石混合体,在广泛平缓的坡面和地面之上,散落、堆积、覆盖和撞击。

因此,我不禁要问,是什么因素、动力、能量和机理造成了这次山坡破坏和运移呢?特别地,被破坏山坡的坡度是不陡的,它在152米水平距离内,从坡底14°逐渐上升到坡顶30°坡积物是由泥质粘土和页岩片块石的混和体组成。山坡破坏面积达到100016000平方米。坡顶破坏深度超过48米,坡底破坏深度应超过2米。并且,拉张破裂的土石混合体还沿14°21°坡度的、草灌木植被覆盖的坡地运移到300米到700米远,在100米到300米宽的平缓坡地表面散落和堆积。

因此,我认为,造成这次山体破坏和高速远程移动的因素和动力是地下深部沿断裂或岩土薄弱通道运移到上述饱水粘土和页石混和体层下部聚集和储存的高压天然气体。它们的体积膨胀能是这种突发山坡灾难的能源。这个成因同我在13日科学网博文中所指出的气体成因一致。

我现在能够更加清楚地描述这个成因和机理。

那个被破坏了的、坡积山坡上部的、汇水面积极小的冲沟能够长期汇水和渗透到下方坡地内部。这使得下方坡体内部的泥质粘土和页岩块体混合体长期处于饱和状态。进而,形成了一个同山坡坡倾向和倾角一致的、较厚的带形成一个较厚的饱和水粘土石混合层。这层饱和土石很致密柔软、抗拉强度大、和渗透性极差。它成了地下深部运移上来的高压气体的封闭盖层和闭圈。它使得从深部运移来的高压气体能够在其下面聚集。其下覆基岩地层因该是近水平的页岩、泥岩和煤层。深部基岩存在天然气体。

从而,在其下部高压气体的膨胀体力和面力作用下,这层致密软弱盖层闭圈体要大变形。它的软弱连续大变形可导致上覆山坡含水量低的土石混合体表面出现拉张裂缝和裂纹。在地下深部运移和提供的高压气体不断增多的条件下,这个饱水软弱大变形粘土石混合体层密封盖层终于不能够抵抗下方更多高压气体的膨胀力。终于,它突然地被拉断和裂开。失去了拉力牵制的饱水土石混合层和上覆极其非饱和土石混合体就快速地被抛起,沿着盖层底面的正交方向(即山坡坡面倾向)向前上方喷出、抛物飞出和远程运移。

在它高速远移过程中,表层土石混合体向主体运移通道两侧转向、运移和散落。因坡地地形变化和影响,两侧散落和堆积的土石混合体分布是不对称的。同时,中部土石混合体和底部的饱水软如泥土石盖层一直继续沿北东东方向向前方飞移。在运移300多米后,一部分位于中尾段的高速飞移的土石混合体遇到了梯田陡坡上部的一个小山包而开始堆积和撞击,直到梯田陡坡。另一部分位于前端的高速飞移的土石混合体在跨越过小山包和梯田陡坡后,呈抛物降下,撞落到村庄和公路,造成了瞬间巨大灾难。

如果上述成因和机理不合理、不成立,那么,咱们还能提出什么一种可能的成因和机制,来更加合理地分析和解释所见到的多种现象呢?

2013123日晚21:39写成于港大办公室




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