1.崩塌机理
崩塌是斜坡破坏的另一种形式,但由于崩塌作用主要是垂直运动,无依附面,经常发生在坡肩的前缘,以突然跳跃、翻滚的形式坠落,所以它的机理与滑坡是完全不同的。
滑坡的破坏力P,根据物理学定义为P= Mv2/2(式中M为坠落块体质量,v为坠落体的速度)。由此可见,崩塌的危险性取决于坠落位置的高度和块体的大小。
崩塌块体沿斜坡运动的轨迹呈抛物线形,最后堆于崖下。因此,可按向下抛物体的运动规律求得崩塌块体的落点,为设防范围提供依据。
2.崩塌形成条件
崩塌发育与岩性、地形地貌、构造、地震和人类活动等因素有关,其中岩性与地形地貌关系尤为重要。
(1)地形地貌。
一般斜坡坡度大于55°,高度超过30m的地段,有利于发生崩塌。
1)在河谷地貌中,峡谷两岸通常为坚硬基岩裸露,坡角50°~70°,发育平行河流的卸荷裂隙和风化裂隙,故崩塌容易发生;宽谷两岸坡多低缓,但河曲凹岸,由于河流的侧蚀作用致使岸坡底部被掏空,有利于崩塌的产生。
2)冲沟岸坡、山坡陡崖,其边坡常常也发生崩塌。
3)在丘陵或分水岭地区,崩塌较少。
(2)地层岩性。
地层岩性是形成崩塌的重要条件,它决定着崩塌发生的规模和形式,下述岩性有利于崩塌的发育:
1)高陡边坡多为硬岩组成,而易风化的软岩多构成低缓边坡。
2)如果边坡底部有一层软岩,上部为硬岩,由于差异风化就会形成大规模的崩塌。
3)如果软、硬岩相间分布,形成的崩塌规模相对较大。
4)如果硬岩边坡的底部有一层可溶岩,当地下水或河水对可溶岩产生溶蚀后也可能产生崩塌。
(3)地质构造。
在地质构造发育的地区,岩体变得支离破碎,发生崩塌的可能性大大增强。
1)褶皱。在核部,坡面方向与轴线垂直所产生的崩塌比两者平行时所产生的崩塌规模要小。在翼部,崩塌有可能沿岩层面形成。
2)断层。使两层的岩石破碎,若线路与断裂带平行,多崩塌。
3)节理。如果节理的产状和组合关系出现楔形岩体时,这时有崩塌和落石的危险;如果其中充满粘土、风化矿物,干燥时较稳定,吸水后极危险。
(4)水的影响。
水是崩塌发生的敏感因素。
1)降雨。“大雨大崩,小雨小崩,无雨不崩”,崩塌多发生在六、七、八月雨季。
2)地下水。增加岩土体重量;产生静、动水压力、浮托力;降低岩土体力学性质。比如:就抗压强度而言,干、湿状态下,泥岩分别为20~60MPa、 2~30MPa;玄武岩分别为100~300MPa、 100~200MPa。
(5)其他原因。
1)列车振动、地震。
2)施工不当。开挖由下至上;大爆破开挖;非跳槽开挖。
3)设计不当。设计边坡过陡过高。
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