[科普中国]-黄土滑塌

近几年，从多项有关的地质灾害调查评价工作中发现，晋西黄土高原尤其是永和、隰县一线，黄土斜坡带大量分布着黄土高原其他地区少见的突发性地质灾害---黄土滑塌。这种特殊的边坡变形灾害既不同于典型滑坡，又不同于崩塌，而是具有先滑后塌兼有滑坡和崩塌某些特点的过渡性斜坡破坏特征。所谓的黄土滑塌，是指黄土斜坡特别是高陡斜坡在自然因素或人类工程活动影响下所引发的突发性兼有滑动与倒塌、崩塌特点的特殊地质灾害类型，具有滑坡和崩塌两种机制和先滑后塌的变形破坏过程。

释义近几年，从多项有关的地质灾害调查评价工作中发现，晋西黄土高原尤其是永和、隰县一线，黄土斜坡带大量分布着黄土高原其他地区少见的突发性地质灾害---黄土滑塌。这种特殊的边坡变形灾害既不同于典型滑坡，又不同于崩塌，而是具有先滑后塌兼有滑坡和崩塌某些特点的过渡性斜坡破坏特征。所谓的黄土滑塌，是指黄土斜坡特别是高陡斜坡在自然因素或人类工程活动影响下所引发的突发性兼有滑动与倒塌、崩塌特点的特殊地质灾害类型，具有滑坡和崩塌两种机制和先滑后塌的变形破坏过程。1

基本特征根据现场地质调查以及与典型黄土滑坡、崩塌对比分析，黄土滑塌通常具有以下主要特征：

1)滑塌体在形态上常呈马蹄状或桃形，其后缘均有清晰的环形或半圆形沿垂直张裂缝隙形成的高约1.0m~1.5m的陡壁，两侧为不同弧度的弧形、底部受滑塌堆积面(道面、河谷地面等)控制。在剖面上除顶部拉张外，为高角度的光滑弧面或平面，且上陡下缓，总体坡度在50°~60°左右，有的研究者形象地称之为L型。

2)单个滑塌体的规模通常不大，高度可超过50m~60m，宽度可达80m~100m，滑塌体的厚度通常不超过10m，一般小于5m。滑塌体的体积一般仅数万方，比典型的黄土滑坡要小得多，却比黄土崩塌要大得多。滑塌体通常是由黄土碎块、黄土粉状物构成的松散堆积体，而不是像黄土滑坡那样由纵、横长大裂隙所分割的台阶状，是连续的整体。

3)黄土滑塌灾害通常仅发生在高度超过10m、坡度大于50°的高陡斜坡上，斜坡主要由马兰黄土构成，而大型黄土滑坡在坡度小于30°的斜坡上照样发生。

4)黄土滑塌体的下限一般仅限于天然斜坡的坡脚和人工边坡的台面(如公路道面、窑洞前的地面等)，这与黄土滑坡穿切路面直至沟底有本质的区别。此外，高陡黄土斜坡的滑塌作用可以连续发生，即滑坡后的边坡可以再次发生滑塌破坏。

5)在滑塌作用所形成的滑床底部和两侧的黄土中常常分布着壁理化的碎裂剪切带，可根据这一现象判别该处斜坡历史上是否发生过滑塌作用。遭受过古、老滑塌作用的斜坡更容易再次产生新的滑塌作用。2

地域性及其影响因素许多黄土理论和黄土工程性质研究都发现，中国黄土颗粒作为具有明显的地带性分布规律，即西北粗、东西细[4]。根据对黄河中游水土流失调查项目沿线黄土区滑塌现象的野外调查，以前人们研究结果分析，发现黄土滑塌灾害的形成发育不仅具有明显的地域性，而且黄土滑塌灾害的发生极其发育程度与黄土本身的物质组成、结构，尤其是黄土颗粒成分变化的地带性密切相关。刘东生等(1965)根据黄土高原黄土颗粒成分测试结果，自西北向东南依次划分出三个带，即砂黄土带、黄土带和粘黄土带。最北部1带砂黄土带，即盐池、榆林、靖边以南，海源、志丹、子长、宁武以北和以西地区。通过对本区以往黄土颗粒分析结果的统计发现，砂黄土带的小于0.005mm粘粒含量通常小于10%，这一地区正是黄土滑塌灾害最严重的地区；第2带为第1带以南，渭源-临汾一线以北的典型黄土带，即粘粉质黄土带。其小于0.005mm粘粒含量大致在10%~20%，粘聚力约为25kPa~35kPa左右，这一地区为滑塌地质灾害中等或弱发育区。第3带即包括西安、宝鸡、天水、洛阳在内的粘聚力高达40kPa~50kPa，滑塌地质灾害极少见。由此可见，滑塌地质灾害的地域性与黄土颗粒成分变化的地带性极为一致。可以认为，黄土滑塌是砂黄土和粘粉质黄土斜坡特有的地质灾害现象，但滑塌作用的发生通常还受以下因素的影响：

滑塌作用主要发生在高度10m以上，甚至100m以上的主要由厚层马兰黄土组成的斜坡带，黄土斜坡的坡度通常50°以上，斜坡下部为离石黄土者也可发生。由于组成砂黄土的砂粒和粗粉粒含量高达85%，而0.005mm粘粒含量小于10%，这类黄土具有较高的摩擦强度，内摩擦角可达28°~34°，因此常形成高陡的天然斜坡，而且滑塌破坏的滑床坡度仍可达50°~60°。

在自然条件下，在川地和大型冲沟两侧，黄土斜坡可因河水侧向浸蚀或洪水冲刷坡脚(非基岩出露的冲沟、河道)而发生滑塌，并且雨季比旱季发生的频率高。

在川地或大型冲沟中，修筑水库引起的水位抬高、库水浸润坡脚等，可诱发黄土滑塌灾害发生。

在黄土塬边和其他黄土斜坡地带，因修筑坝高、坡比过大而出现强烈滑塌现象。特别是一些县、乡镇级公路建设中，斜坡内侧虽留有排水沟，但大多未进行衬砌，促使雨水聚集、渗透、坡脚浸水软化，反而易诱发黄土滑塌灾害。

形成机理研究形成机理研究是一切定量分析和地质灾害防治的基础。实践表明，在解决黄土地质工程问题时，首先要合理地确定工程地质预报时所必须的工程地质力学模型，这是地质工程问题预测预报的基础，地质模型和数据的精确性决定分析结果的可靠性，离开可靠的地质模型分析任何分析方法和精度都是无意义的，初步研究表明，黄土斜坡(边坡)滑塌作用在产生机理和破坏方式上介于崩塌和滑坡之间，它具有滑动变形的机制、滑床的分布特点，又有崩落、崩塌破坏作用的产物。黄土斜坡滑塌破坏过程大致可分为三个阶段：早期后缘拉张破坏、滑体坐落、前缘强度屈服(结构剪切破坏)、坡脚鼓出阶段；快速滑动阶段；破体结构解体、崩落和堆积阶段。但目前对黄土滑塌的成灾机理和发生演化过程还需要作进一步的理论和试验分析。2

基于GIS的危险性预测研究虽然黄土滑塌是砂黄土和粉质黄土斜坡特有的地质灾害现象，但并非这种地区的黄土斜坡到处都会发生破坏，这主要是因为黄土滑塌灾害的形成和演化受到多方面因素如地貌条件、坡形(坡比、坡高)、黄土的微观和宏观结构、强度参数、气候参数等的影响。近年来，GIS技术和神经网络方法在工程地质和岩土工程领域得到了广泛应用，并在实践中发挥了积极的作用。但是依靠GIS技术建立一个地区的地质资料库，不进行进一步的分析评价，只能称作是空间数据库，并不能达到地质灾害危险性区划的目的。而孤立的神经网络方法由于数据获得的困难和偏差，在实际应用中也会大受局限。如何将二者结合起来，快速有效地得出实用的评价预测结果，成为当前的热点问题，在当前西部大开发的形式下，地质灾害区划的重要性得到了许多学者的认同，许多研究者已开始在这方面进行探索。因此作为西北黄土高原影响工程建设和生态环境的黄土滑塌灾害预测或区划势必成为当前的热点研究课题

综合防治对策研究黄土高原区是我国重要的能源基地，这里蕴藏着丰富的天然气、石油及煤炭资源，随着我国经济战略逐渐向西部倾斜，这一地区的城市建设、公路、铁路及水利工程等迅速发展，工程建设规模不断扩大，等级也相应提高。但是黄土地区高边坡尚缺乏明确的技术标准，以至因设计不当而导致的黄土高边坡变形破坏问题时有发生，尽管黄土滑塌的规模一般小于典型滑坡，但由于黄土滑塌灾害的突发性，其产生的危害和损失是相当巨大的。同时应当看到，黄土滑塌灾害不是孤立的，尤其是在砂黄土区，黄土滑塌往往与水土流失共生，它们的发生、发展有一定的内在联系(有共同的物质基础)。这就要求在黄土滑塌灾害环境地质工程防治对策研究中从整体出发，进行综合防治。1

本词条内容贡献者为:

张勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院