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地质灾害分布特征及成因机制

2015/10/13 阅读:

1地质灾害分布特征

桦南县地质灾害发育与分布受地形地貌、地层岩性、水文气象、植被发育程度、人类工程活动等因素的控制和影响。桦南县域地处低山丘陵区,地势东高西低,东部是完达山余脉,地势起伏变化较大。森林覆盖率达25%,有林地10.4万公倾,自然生态环境较好,受其控制,自然形成的地质灾害不甚发育,突发性的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害较为少见。依据黑龙江省国土资源厅编制的《县(市)地质灾害调查与区划基本要求》,对村镇、采矿、公路交通线路、重要工程设施等潜在的地质灾害隐患点进行了调查。调查结果表明,桦南县地质灾害主要分布在桦南县孟家岗铁矿开采区和红光林场的煤矿开采区,以及桦南县的低山丘陵区为主。其地质灾害主要有面塌陷(潜在地面塌陷)、不稳定边坡(包括采石形成的人工斜坡;修建公路、建房等形成的人工削坡)及水土侵蚀,通过本次调查桦南县灾害发育有地面塌陷(潜在地面塌陷17处)20处,不稳定边坡21处,水土侵蚀调查点48处,合计89处。

2地质灾害成因机制

根据调查研究总结出研究区地质灾害成因机制分为客观因素和主观因素两种,其中主观因素主要是指人类工程活动。

2.1地面塌陷通过本次调查桦南县灾害发育有地面塌陷20处,其中3处发生坍塌,塌陷面积为总面积10km2。

2.1.1客观因素(1)地质构造。研究区构造复杂,断裂发育,纵横交错,这些断裂破坏地层原生的力学结构,造成岩体破碎,承载力下降。矿山在开采过程发现许多小断层,导致围岩破碎,支护力下降。(2)岩土体性质。研究区岩石多为中硬岩,受风化作用影响,岩层风化裂隙带较厚,岩石软弱,抗压能力降低,矿区多数顶板不稳定,易于形成塌陷区。另外,对于地下采矿活动保留的一些矿柱,由于长期的风化作用或水蚀作用等其他因素失去或降低支撑能力,容易形成塌陷坑。(3)降雨量。研究区第四系地层多为砂砾石,在遇到地表水丰富,降雨量大且比较集中的地段,由于水体的渗透力和水流携带力易于形成地面塌陷。(4)地形地貌。研究区塌陷多发生在低山区,地类为林地。研究区发育20个地面塌陷,其中18个发生在林地,1个在山间凹地,一个在平原。

2.1.2人类工程活动由于人为采矿活动,矿石被采出,形成地下采空区,改变原始地应力状态,打破了采空区的矿层周围岩(土)体力学平衡,形成冒落带、沉陷带、裂隙带和沉降弯曲带。一般情况下,岩石的单轴抗压能力和回弹强度呈正相关,近似指数关系。在人类采矿活动作用下,矿石被采出,顶板卸荷,导致围岩失稳,单轴抗压能力下降,回弹力下降,产生地面塌陷现象。2.2不稳定边坡不稳定边坡地质灾害形成原因众多,大体可以总结为以下几点:

2.2.1客观因素(1)地形地貌。地形地貌是基本条件,是地质灾害孕育的母体,是发生地质灾害的本质条件之一。斜坡的坡度和高度是决定崩塌等突发性地质灾害发生的主要因素之一。研究区的不稳定边坡的结构面部分是顺坡,大部分是逆坡,坡度平缓不利于发生崩塌,相反高坡陡顺坡易于发生崩塌。本区坡度15°-50°,坡高10m-65m,不稳定边坡主要发生在低山丘陵地区。(2)岩土体类型。松散岩土体易于发生岩土体滑落。区内多松散岩土体。(3)地质构造。断层发育位置和发育程度决定地质灾害发生的主要原因之一。断层发育,岩体破碎的区域易于发生岩土体崩塌、滑落。研究区内不稳定边坡发育位置距断层带较远。因此,对本区的不稳定边坡影响程度轻微。(4)降雨量。大气降水是引起崩塌的自然因素之一,它影响灾害发生的时间,大部分灾害多发生在降雨大且集中的夏季。边坡的岩土体一般会有裂隙发育,在达到大气降水时,雨水顺着裂隙进入边坡内部,使得岩土体内部的孔隙水压力上升,导致岩土体颗粒之间的吸力减小,容易出现岩土体的坍塌、滑落现象。研究区内降雨量较少,对不稳定边坡影响不大。当大气降水遇到松散岩土体或受力不均的岩土体易于发生崩塌、滑塌现象,存在一定隐患。

2.2.2人类工程活动(1)修建公路人工削坡造成。研究区的不稳定边坡大部分分布在省道S307和一些村村通公路及砂石路的两侧。削坡一般高20-35m,坡度75°左右,坡体节理发育,岩性为玄武岩和花岗岩等岩石,风化严重,岩体为块状岩。遇有暴雨会形成坡面侵蚀和路面侵蚀并有碎石崩落,对公路造成破坏,给交通安全带来隐患。(2)采石或取料人工削坡。由于开采石料或取料形成了陡峭的人工削坡,坡度一般65°左右,由于开采规模的差异,削坡宽度不等。人工削坡一般硬度较大且完整,坡面较稳定。在裂隙水发育的部位易产生掉块崩落现象。料场附近无居民点,但对采石工作人员及行人安全会有一定威胁。

2.3水土侵蚀

2.3.1客观因素(1)降雨量。研究区内降雨量较少,主要是在7-9月份,年平均降雨量约475mm,当遇到松散土体易于携带部分松散颗粒向下游移动,导致坡体覆盖层变薄,形成水土侵蚀现象。另外,近几年全球气候异常干旱和暴雨交替出现,加剧了水土侵蚀的形成。(2)植被覆盖。植被覆盖良好的地段可以起到固土的作用,增加土体间的固结力。遇到大气降水冲涮可以降低雨水携带砂(土)的能力,达到预防或减轻水土侵蚀现象。(3)地形地貌。大气降水降落在高陡边坡时,雨水容易携带砂(土)或松散体顺坡而下,造成坡体水土侵蚀现象。(4)土体性质。区内多松散岩土体,当遇到大气降水时松散岩土体易于发生水土侵蚀现象。

2.3.2人类工程活动桦南县水土侵蚀形成的最主要原因是人类经济活动作用的结果。2000年以前由于粮食价格的上涨,大量开垦荒地和坡耕地,致使环境遭到极大的破坏,减少了地面植被的覆盖,造成大量的水土流失,形成了水土侵蚀。另外,人类进行开采矿活动时,破坏开采区及附近影响范围内的植被,导致大面积裸露,造成水土流失现象。综上所述,地质灾害的发生与其形成条件及人类活动之间密切相关,形成条件决定地质灾害发生的规模和强度。

作者:冯利 单位:黑龙江省第六地质勘察院

地质灾害分布特征及成因机制

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