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深圳滑坡是假象:重力挤压下的湿渣土喷出
杨学祥,杨冬红
深圳市光明新區滑坡災害對百姓的生命以及財產安全造成了重大損失。據資料顯示,此次災害滑坡覆蓋面積約38萬平方米,餘泥渣土厚度達數米至十數米不等,造成附近的3個工業園33棟(間)建築物被掩埋或不同程度損毀。有官方地質專家稱,這是中國國內首次發生此類城市地區滑坡災害,土方厚度很大,增加救援難度。
香港专家岳中琦认为,深圳滑坡現象是由地下高壓氣體膨脹噴出導致的。我有兩個觀點可論證:一是土壤之間的摩擦力很大,在無強大外力作用下,如水等,很難滑坡造成土壤進行大面積的位移,而事發當天只有很少量的水;二是根據現場視頻,滑坡時伴有巨大氣體高速沖出,夾帶土壤迅速滾落,濃煙及周邊地區下雨等現象,這與歷史上的滑坡及雪崩現象非常相似。
多年來,世界各地滑坡專家們一直探索和試圖回答一個關鍵問題。為什麼很多大型滑坡的水平位移距離,在無水或少水條件下,能夠遠遠大於經典物理、力學和岩土力學理論和經驗的預期值?這里就存在一個普遍的認知誤區。我認為,存在兩個造成山體滑坡災難的潛伏癌細胞:一個潛伏癌細胞是山坡體內的重力拉張應力分量;另一個是地下高壓天然氣體。前者是大家都有一定的認知了,而後者卻不為人所知。由於人們對地下存在大量高壓天然氣體和它們在地殼岩土內部的運移與力學作用的認識不足,因而對地下高壓氣體造成滑坡災害缺乏認識和預防。
從現在僅有的資料仍難有較為準確的判斷。要判斷視頻里的爆炸是否是天然氣管道泄露引起,首先要求證到視頻事發點地底下是否埋有天然氣管道,如果有則有可能是由天然氣泄露引起。但視頻資料看到的現象不應該是氣體的化學爆炸,因為噴出的氣體很黑,而這並不像是天然氣爆炸。另外,渣土內也會聚集高壓氣體。由於填埋土中含少量有機物與填土混合相對均勻,這些有機物深埋在渣土中將與細菌作用從而產生氣體。隨著時間推移,氣體就會聚集得越來越多,壓強也會越來越大,而土體的抗拉強度和重力是有限的,一旦氣體總膨脹力大於土體的抗拉張力,就會把上覆土體噴出山坡。這種噴出的速度也是高速的,我認為與視頻的景象也是相符的。
災害發生後,岳中琦也趕到了現場。在一個剛被救援隊伍挖開的深坑中,發現了坑里的積水有大量殘餘氣體冒出,但目前仍不知道這些氣體的具體化學成分。如果不是天然氣則很有可能就是渣土產生的氣體,還有一個氣源是山體深部來的天然氣,但這個可能性極小。所以,現在一切有待相關部門的測量結果出來,那時我們才知道災難的真正原因。
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岳中琦提出了一个非常重要的问题:滑坡动力不是来自地表,而是来自地下。
卫星图片说明,这里曾经是坚实的岩石山体,被采石场挖出了一个“碗”。然后采石场撤退,这里成为抛弃渣土的填埋场。随着渣土的增加,这个“碗”逐步被装满,等到山谷被填平,抛弃渣土的生意并没有停止。重载汽车不断地通过盘山公路把更多的“米”——渣土——运到山顶,丢在已经装满的“碗”里。为下方的工业区制造了隐患。
但如果只有干燥的渣土,“碗”不会轻易滑动。我们在卫星图里可以看到,在没有填土的时候,废弃的采石场已经因为雨水形成了池塘。这意味着岩石山体非常致密,不存在让水下渗的通道。等到渣土被连续抛入碗口,雨水也不会消失。渣土表面没有植被,松散的渣土让雨水下渗,积蓄在渣土的下方,岩石层的顶部。原采石场的底部因此出现了是一层流动性非常好的泥水混合物。
伴随渣土堆积的不断增大,底层泥浆和汽水混合物在重压下沿着矿坑边缘逐步上升,当压力超过极限,底部泥浆和湿渣土就会喷薄而出,造成不同于滑坡的喷出现象(见图1-3)。
图1 2013年11月深圳的废弃采石场变为水塘
图2 2015年1月深圳废弃采石场变为渣土场
图3 渣土场的地下结构:顶层干渣土,中层湿渣土,底层泥浆
此种滑坡是假滑坡,即使没有达到正常滑坡所要求的坡度,喷出滑坡也会异常发生,因此不能按常规确定其发生的坡度限制。喷发条件取决于泥浆的浓度和渣土的压强,泥浆和湿渣土的受压程度。这需要通过实验来确定。
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GMT+8, 2024-11-14 17:32
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