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滑坡是石家庄市主要地质灾害之一,石家庄西部太行山区滑坡发育比较普遍,主要分布在平山、灵寿、行唐、赞皇等由太古界、元古界变质岩系组成的中低山区。滑坡体积较小,多数在数千到数万立方米。其发生多与降雨及人类工程经济活动有关,多发区、易发区主要集中在暴雨中心地带及河流、水库、公路、村镇等边坡地带。
本文在收集整理石家庄市太行山区地质环境条件、气象水文条件等基础上,较深入的了解以往滑坡发生时的情况,并对目前石家庄太行山区发现并登记在册滑坡115处滑坡灾害隐患点的危害、时空分布、灾害特征进行全面分析,初步阐明了本区内滑坡的形成机制,对其稳定性做了一定程度的分析与评价,收集了滑坡发生时当地降雨量值,分区划出了临界降雨量线,为滑坡稳定程度提供了判断依据。在总结了石家庄市太行山区滑坡防治的现有措施基础上,提出了相应的防治建议。本文得出的成果主要如下:
(1)石家庄太行山区滑坡多发育在太古界、元古界变质岩的中低山及丘陵区,多发生在坡度20-50°的斜坡上,30-40°为形成滑坡的最优山坡坡角;滑坡形成与人类削坡、采矿等工程经济活动和降雨有着密切关系;滑坡呈星点状遍布石家庄市太行山区,单个滑坡规模较小、危害性小,主要威胁村庄、矿山及交通安全。
(2)石家庄太行山区土质滑坡形成原因主要有:①岩石破碎,风化强烈,残坡积堆积较厚,一般厚2-8m,在一定条件下,较厚的松散堆积物可构成滑体,为滑坡的形成提供了物质条件;②地形适宜,存在滑坡隐患的山体坡度一般20-50°,前缘有临空面,坡体两侧为山脊,这类三面环山的地形有利于降雨和地下水向滑坡区汇集,为滑坡的形成创造了有利的地形条件;③人为削坡或河水冲刷、侵蚀,斜坡坡脚变陡形成土坎,稳定性变差为滑坡提供了临空条件;④雨水诱发作用,降雨时,雨水渗入坡体,增加坡体自重,降低土体强度,促使滑坡的发生。
(3)石家庄太行山区岩质滑坡形成原因主要有:①太行山区中低山区地形切割深,坡陡,山坡坡度一般大于30°,为滑坡形成提供了自然临空面;②构造作用,岩石裂隙发育,部分裂隙贯通,当这种贯通的节理裂隙面倾向与坡向一致,且倾角小于坡角时,构成准滑面;③人为削坡,破坏斜坡稳定性,为滑坡提供临空面,也可能使顺坡节理裂隙的倾角小于人工斜坡倾角,斜坡结构发生改变,使其形成准滑面;④降雨时雨水渗入坡体,增加坡体自重,降低滑面抗滑力,增加净水压力,促使滑体下滑形成滑坡。
(4)通过定性分析判断强降雨对石家庄太行山区滑坡影响巨大。60处曾发生过整体或局部滑动的滑坡中,均与强降雨有关,定性分析认为一般情况下自然状态下滑坡处于稳定或基本稳定状态,暴雨或连续强降雨情况下滑坡处于欠稳定或不稳定状态。
(5)以赞皇县担子沟滑坡为例进行了定量分析。经计算,天然工况条件下,稳定系数为1.1387,滑坡基本稳定;暴雨工况下,稳定系数为1.0290,滑坡处于欠稳定状态;地震工况下,稳定系数为1.0353,滑坡处于欠稳定状态。当沿岩土界面成滑动带滑动时,滑坡在天然工况条件下安全系数取1.15,其滑坡剩余下滑力为9.27KN/m;暴雨工况条件下,安全系数取1.05,其滑坡剩余下滑力为18.87KN/m;地震工况下,安全系数取1.05,其滑坡剩余下滑力为13.71KN/m。因素敏感性分析认为,内聚力(c)、内摩擦角((φ))与稳定系数之间存在明显的线性关系。滑动面c、(φ)值对稳定系数均有影响,(φ)值对滑坡变形体稳定系数影响更显著。
(6)本文根据石家庄市地貌格局、地质环境特征和降雨诱发型滑坡灾害统计分析结果,把石家庄市太行山区分为三个区,即鹿泉、平山、灵寿、行唐四个县的山区预警区(A区),井陉县山区预警区(B区),赞皇、元氏、高邑山区预警区(C区),分区建立临界雨量判据图。通过总结整理以往滑坡发生材料,收集滑坡发生时当地降雨量值,划出临界降雨量线,为滑坡稳定程度提供判断依据。以累计降雨天数15日为例,A区滑坡欠稳定临界雨量为455.7mm,不稳定临界雨量为616.5mm;B区滑坡欠稳定临界雨量为496.7mm,未能收集到不稳定临界雨量值;C区滑坡欠稳定临界雨量为399.4mm,不稳定临界雨量为1158.7mm。
(7)本文总结了石家庄市太行山区滑坡防治的措施,即以排水、削坡为主,少部分用浆砌石挡土墙拦挡,个别搬迁等;分析了当前滑坡防治面临的形式,提出三条防治建议,即加大投资力度、加大勘查力度、多种防治措施并用。
(8)本文将降雨量作为滑坡稳定性的主要判断依据,在论文编制过程中思考发现,应将降雨量、山坡坡度、地层岩性、高程等分别赋予不同的权重值,将每个滑坡隐患点单独计算分值,以分值区间判断滑坡的稳定性。但由于时间所限,只能待今后研究中实现。