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四川红层地区岩质斜坡降雨入渗特征研究

王一超  
【摘要】:滑坡是四川省红层地区最常见的地质灾害类型。以四川省南江县红层地区为例,2011年9月16日强降雨,诱发南江县大面积群发性地质灾害,灾害点共计1860处,其中1162处为新增地灾点。在这些新增的地灾点中,滑坡占到了85%以上。红层地区的滑坡以其分布之广,数量之多,隐蔽性之强,危害之大的特点,不得不引起人们的高度重视。对于南江县红层岩质滑坡前人做过大量的研究工作,取得了较大的进展。但对于岩体入渗,由于其各向异性且节理裂隙几何形态等难以确定,其研究尚不成熟,研究手段多为理论或室内物模、数值试验研究,缺少现场实例的验证,红层地区岩体入渗的研究成果更是少之又少,对红层岩质斜坡缺乏对裂隙岩体入渗更深层次的研究。因而目前对于这类由降雨引起的红层缓倾岩质滑坡的研究是不够深入的,至少是不够完整的。鉴于此,作者以南江县红层地区岩质斜坡为典型,进一步研究四川红层地区岩体入渗规律,从而深入揭示红层地区岩质斜坡入渗规律,为红层防灾减灾工作提供参考和依据。作者通过资料收集、遥感解译、野外地质调查、统计、室内试验、现场试验等手段,研究了四川红层地区岩质斜坡入渗的特征,主要得到如下结论:(1)通过统计了侏罗系地层和白垩系地测两个区的陡壁走向,分析了新构造运动最大主应力大致走向为341.63°~7.15°。通过统计研究区出露的节理面产状,得出历史最大主应力走向为305.7°。(2)从基体裂隙统计结果来看,并根据交切关系将各节理组进行分期配套,将研究区节理分为了四套:第一套:NE向和NW向;第二套:NEE向、NNW向和NW向逆冲节理;第三套:NNE向和E-W向;第四套:NE向、NW向和NW向张节理。根据分期配套的结果推出各期主压应力的方向:E-W向→NE-SW向→NW-SE向→NNE-SSW向,并结合当前新构造应力方向为NNW向,分析了各节理目前受力情况:除了NW向剪节理和NW向张节理目前受拉张外,其余各向节理显压性或压扭性,并结合发育情况及应力条件,认为斜坡入渗能力十分微弱。(3)红层岩质斜坡的应力条件受后期表生作用改造影响较大:前缘卸荷带和后缘变形不协调带成为降雨入渗的有利区域,事实上通过现场观测、试验以及屋基坪、小榜上和学堂榜滑坡实例的验证,证明了雨水在两者地区能够从地表通过节理下渗,其降雨入渗模型包括了斜坡后缘连续带状入渗、裂隙网络入渗及节理交汇点入渗,斜坡中部零星点状入渗,以及斜坡前缘单裂隙入渗或裂隙网络入渗。(4)利用高密度电法试验和现场观测研究了后缘带状入渗特征,即降雨通过后缘拉裂缝下渗,在上窄下宽的裂缝中上部先达到饱和,地下水以垂直入渗为主,沿着软弱夹层不均匀地发生水平渗流并在临空处排泄。结合现场试坑注水试验、地质雷达和采样法算出了斜坡后缘某处裂隙岩体的渗透张量,并利用注水试验的结果对其进行了修正,从定性上分析了裂隙网络入渗的能力,得出了实验法和采样法计算渗透系数的比值为0.581。


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