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泥岩遇水易软化

发布时间:2023-09-18 06:02:01

⑴ 地层岩性结构与地质灾害

一、地质灾害的岩土体条件

地质灾害活动与岩土类型、性质、结构具有特别密切的关系。在致密坚硬、结构完整的岩土发育区,很少有崩塌、滑坡、泥石流活动;相反,在结构破碎或松散软弱岩土发育区,崩塌、滑坡、泥石流活动强烈。县域岩土类型多样,性质和结构复杂,对崩塌、滑坡、泥石流的控制作用不尽一致。

本区崩塌分为两类,分别是岩质崩塌和土质崩塌。岩质崩塌主要发生在县城达溪河北岸和黑河北岸基岩出露区;土质崩塌主要发生在县域内的广泛黄土发育区,其规模比较小。

本区发生滑坡的岩土类型比较单一,为黄土,属第四系更新统,除县域西南部外,其余地区广泛分布。滑坡数量多,以大中型滑坡主,小型滑坡比较多,发育少量特大型滑坡。

本区泥石流主要为泥流,各类岩土是泥石流固体碎屑物的来源。通常情况下泥石流的固体碎屑物分布越广泛、储存越丰富,越有利于泥石流的形成。调查区泥石流固体碎屑物主要是第四系残坡积物及沟谷中冲洪积物,其分布较少,以稀性泥石流为主。

二、易滑地层

县域内分布的地层主要包括:第四系、新近系、白垩系。其中第四系、新近系和白垩系是区内的地质灾害易发地层。

第四纪黄土在县域广泛分布于河谷阶地、黄土台塬、黄土梁峁、黄土沟壑区。其下伏地层一般为新近系红粘土或白垩系砂岩、泥岩及砂砾岩,形成不整合接触。黄土中发育多层红色古土壤层,这些古土壤相对于黄土来说是隔水的,遇水易发生软化,黄土滑坡大都沿着古土壤层向下滑动,或在黄土中产生滑动面。

新近系主要为上新统三趾马红粘土(N2),分布在黄土台塬下部以及黄闷返土梁峁区基岩古地形坡面和黄土之间,黄土台塬之下的三趾马红土近水平分布,略向返罩裤河谷地倾斜,倾角为2° ~10° ;三趾马红土在本区出露面积较小,主要分布在局部冲沟中,厚度变化大,呈不整合断续覆盖于老地层之上,其上多被第四纪黄土覆盖。由于黄土结构疏松、遇水软化、强度低、节理裂隙发育等特性以及上新统三趾马红土不透水性等特点,因而形成了地质灾害易发地层。

白垩系埋藏于黄土台塬第四系之下,构成区域的基底地层,分布面积广,厚度大,总体产状平缓,地层倾角为3°~6° ;由于受构造影响,地层产状局部发生变化。本区白垩系之上大部分都被黄土覆盖,局部与黄土之间夹有新近系红粘土,与上覆地层呈不整合接触,大部分都有风化壳发育。其上黄土厚度变化较大,最厚可达数十米。本区白垩系的泥岩和砂质泥岩层是易崩滑地层,局部的基岩陡坡易发生崩塌,属于小型基岩崩塌。

三、岩土体结构

区内斜坡岩土体结构主要包括四种类型:黄土+近水平古土壤层型、黄土+倾斜古土壤层型、黄土+白垩系基岩型、黄土+新近系泥岩型。斜坡岩土体结构决定了斜坡变形破坏的方式和软弱结构面的位置,对滑面的位置具有明显的控制作用。

1.黄土+近水平古土壤层型

该岩土体结构特征是:斜坡自坡脚至坡顶皆由第四纪黄土和古土壤地层构成,属于典型黄土斜坡,主体为中更新世、晚更新世黄土和古土壤,主要分布于县域除西南部以外的达溪河、黑河流域广泛地区。该型斜坡稳定性与黄土的工程地质性质密切相关。在岩性方面,黄土和古土壤质地松散,遇水时强度急剧降低,工程地质特性差,抗拉强度低,极易在临空面附近形成卸荷裂隙;在透水性方面,黄土透水性强,古土壤较黄土而言,粘土含量高,结构更为致密,古土壤相对为隔水层。雨季降雨沿卸荷裂隙渗入地下,在古土壤层上部形成上层滞水,极易沿古土壤层形成滑动面,滑体沿古土壤层在坡面或谷底坡脚剪出。此类坡体岩土体结构既可发生小型滑坡和崩塌,也可发生大型滑坡。

2.黄土+倾斜古土壤层型

该岩土体结构特征是:从坡脚到坡顶主要由第四纪黄土和古土壤地层构成,主体为中更新世、晚更新世黄土和古土壤,仍属于黄土斜坡,主要分布于县域除西南部以外的达溪河、黑河流域基底呈斜坡的广泛地区。此类斜坡的稳定性除与黄土较差的工程地质性质密切相关外,还与黄土中发育的古土壤层有关。古土壤较黄土而言,粘土含量高,结构更为致密,成为黄土层中的相对隔水层,在黄土与古土壤接触带易形成含水量较高的软弱结构面,从而控制滑坡的形成。

3.黄土+白垩系基岩型

该岩土体结构特征是:上部发育黄土及漏简古土壤层,与下伏白垩系基岩为不整合接触。主要分布于县域达溪河和黑河两侧阶地或斜坡地带。由于黄土与古土壤的结构类型,与白垩系由砂砾岩、砂岩、泥岩和砂质泥岩组成软硬相间的结构类型差异巨大,在黄土与白垩系地层间形成泥质成分风化壳。降雨入渗到风化壳后,地下水就沿该层面径流,形成软弱易滑带,进而滑坡沿着黄土与基岩接触面发生滑动。由于特殊的岩土体结构及其工程地质特性,往往极易形成大型的多级滑坡,如观音村滑坡。

4.黄土+新近系泥岩型

该岩土体结构特征是:上部黄土和下部新近系泥岩组成的斜坡类型。县域内分布较少,仅有零星出露。红粘土黏粒含量高,是良好的隔水层,同时遇水强度降低,容易引起滑坡发生。其与“黄土+倾斜古土壤层型”斜坡对滑坡的控制作用类似,易发生斜坡失稳。

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中风化泥岩遇水会软化,具体时间要计算。软化系数是耐水性性质的一个表示参数,表达式为K=f/F。K—材料的软化系数。f—材料在水饱和状态下的无侧限抗压强度,MPa。F——材料在干燥状态下的无侧限抗压强度,MPa。

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