高山峡谷区崩坡积斜坡动力初探*

文摘 2024-10-26 20:58 北京

5.12地震发生后，在川西藏区的岷江河谷中形成了大量的崩坡积物，这种崩坡积堆积物稳定性差，在降雨、河流冲刷等作用下极易发生变形，直接影响下部公路、场镇的安全。故笔者对此类崩坡积物斜坡的动力特性进行一个粗略的探讨，以期有助于了解高山峡谷区的崩坡积的性质和对其的工程处治。

图1 细颗粒崩坡积物

图2 粗颗粒崩坡积物

高山峡谷区的崩坡积碎石土、岩堆地貌发育，是一种动力平衡的的结果。这种由松散物质堆积而成的坡体结构，随着碎块状结构物之间的空洞逐渐被小粒和细颗粒等物质充填，以及上部崩坡积的不断增加等因素，而逐渐固结和粘聚力逐渐增加，甚至形成的“层状”结构。如果上部物质来源逐渐减小，则风化作用对坡体的影响加强，植物开始生长，坡体的侵蚀作用逐渐显现而逐渐失稳破坏。但总的来说，崩坡积物形成的斜坡体，颗粒较大者“内摩擦角”较大，颗粒较小者后期的粘聚力较大。

斜坡上的崩坡积物初期是松散的，其倾角与物质的休止角是近于一致的。而这种初期的平衡也会随着上部物质的增加、降雨、河流冲刷等外部因素的扰动而出现变化。一次滑动后形成的台阶就可为下一次后部物质的滑动提供基础。

块体在斜坡常呈现跳跃和滚动，从而造成一些较大的块体解体。但一般来说，较大的块体多为滚动，运行距离较远，而较小的块体可维持较长时间的跳动。且大的块体往往伸出斜坡外面，使其后部的小型片状、柱状块体和小颗粒物质逐渐压密而形成的大小近似多孔隙结构。

作为崩坡积斜坡结构，其最大的特点是多空洞，而这些空洞对坡面物质的分布起到了良好的筛选作用，往往造成经过空洞的小颗粒进入空洞，并逐渐填充空洞。筛选作用有助于斜坡的胶结、固结和坡面长度范围的颗粒有效分选作用，即只有比空洞大的碎块状物才易于在坡面上移动。这种多孔介质形成的坡体结构滑动可假定为介质流动，这种流经多孔介质的过程叫作“科尔马塔吉”现象。但只有坡体中形成的空洞较颗粒直径大时，这种现象才会发生，坡体才会出现固结。

由于崩坡积物初期形成的松散堆积物，其内摩擦角与斜坡体的休止角近于一致，因此，可以利用崩坡积物形成的斜坡度来选取其内摩擦。而堆积物在发生滑动的内摩擦角是小于静止平衡的内摩擦角的，即崩坡积物的滑动摩擦系数是小于崩坡积物内部的内摩擦角，即滑动体的休止角是小于静止平衡体的休止角的，这也就是崩坡积斜坡上往往会出现交叠舌状形成的一个原因。

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悠游2019

博士，教高，注册岩土工程师，中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事，深部国重实验室顾问委员，世界交通灾害防治与应急委员会委员，中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员，国际工程地质协会会员

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