河道砂土岸坡的稳定性影响因素及其破坏类型分析

吴钰

摘要：对影响砂土河道岸坡稳定的因素进行了分析，结果发现：土体性质、自然环境和人类活动三个方面对岸坡稳定有着重要影响。针对岸坡破坏的影响因素以及成因，阐述了砂土河道岸坡的破坏类型。

关键词：河道岸坡;破坏;成因;类型

中图分类号：TU147

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）10-0023-02

1引言

河道岸坡作为河流与陆地生态系统之间的过渡带，在保持水土、防洪行洪等方面发挥着重要的作用。近年来，随着我国经济建设的快速发展，河道岸坡发生崩岸的现象仍然严重，造成的各种损失以及危害巨大，因此有必要开展河道岸坡稳定性问题的研究。而由于各处岸坡所处的自然环境各不相同，导致其发生险情的因素也多种多样，以至于天然江河的崩岸问题十分复杂，其中又以砂土河道岸坡最为典型，隐患较大且难以得到有效控制。为了更好地对砂土河道岸坡进行加固、防治，应充分结合不同河道堤段产生崩岸的主要因素、特点以及其破坏形式等，从而采取有效的处理方案和防治措施。

2砂土岸坡稳定影响因素

塌岸的形成与水、土、风等自然因素有着密切关系。其中，土质的好坏是塌岸的内在因素，水则是塌岸的主要外力因素。水流因素是造成河段崩岸的重要外在条件，主要反映在主流顶冲，弯道环流动力作用及高低水位的突变等。此外，地质因素、河床边界条件、风浪淘蚀、砂土液化均是产生塌岸的重要因素。由于河床组成，河岸边界条件的不同，各河段崩塌的具体原因又有所不同，表现为：在同一河段，水流因素是崩塌的主要原因，其他因素仅起次要作用;对另一河段，河岸组成或其他因素则是造成崩岸的主要原因。因此，对于砂土岸坡，其影响因素可分为以下几个方面。

2.1砂土性质

砂土颗粒间无粘聚力，结构松散，主要是由0.075～2mm的颗粒所组成。按照粒度组成可分为粗砂、中砂、细砂和粉砂。主要矿物成分为石英、长石、云母等。砂土的粘着性和塑性较差，但透水性极强。因此，其抗冲刷能力差，在河水长期浸泡以及波浪的冲击作用下，极易被河水冲蚀带走，往往形成直立或倒悬坡，导致岸坡的塌落。

2.2岸坡形态

岸坡的坡度和坡长是影响其稳定性的重要因素之一。对于岸坡坡度而言，其主要决定了岸坡的抗冲刷能力，随着坡度的增加，地表径流对于坡面的冲刷强度越大，侵蚀量也越大，对于岸坡的破坏作用越为明显。同时，当坡面较长时，径流在岸坡上部侵蚀的泥沙量较多，能量消耗大，导致径流流速降低，入渗量增加。

2.3水流冲刷、侧蚀

河道水位以下的坡面由于船行波等的影响，经常受到水流的冲刷、拍击，加之近岸水流极易出现漩涡、紊动，导致近岸水流流速梯度较大，冲切力较强，使得疏松的砂性土受到严重的冲刷侧蚀，造成坡面或坡脚的剥蚀、崩塌。

2.4降雨

在降雨作用下，雨水的入渗和冲刷不利于砂土岸坡的稳定。一方面，雨水的入渗会导致岸坡土体的粘聚力和内摩擦角进一步降低;另一方面，雨水对坡面的冲刷尤其严重，在砂土岸坡上常可见许多道深浅不等的密布冲沟。

2.5地下水作用

在雨季河水高时，岸坡地下水位较高，土体由于浸水而强度降低，在河水水位回落后，岸坡土体的孔隙水压力来不及消散，使其承受较大的渗透压力，岸坡外水压力的消失导致土体失去稳定而滑坡坍塌。

2.6人为因素

鉴于许多崩岸发生时都有突加荷载、机械振动、开采河沙以及岸边植物的砍伐等的影响，不少人也认为人为因素是崩岸的重大诱因。

3砂土岸坡破坏类型

根据以上所述的砂土岸坡稳定影响因素，对于其破坏类型可以归纳为以下几种。

3.1坍塌型

坍塌型是指岸坡坡脚在河流长期作用下，基座被软化或淘蚀，使得岸坡上部土体失去平衡，从而造成局部下错或坍塌，之后比水流逐渐搬运带走的～种岸坡变形破坏方式。它的显著特点是垂直位移大于水平位移，与土体自重直接相关。一般发生在地形坡度较陡的土质岸坡内。此外，该破坏类型还具有突发性，特别容易发生在水位急剧变化的暴雨期。大量事实也表明这种坍塌现象多发生在受水流剧烈冲刷的河岸，尤其是在河道弯曲的凹岸处经常出现岸坡土体的崩塌下落。因此，砂性土的抗冲刷能力差使得其于水流冲刷、侧蚀作用下，岸坡坡脚被掏蚀成凹槽状，随后在岸坡重力、地下水外渗等作用下发生条带状或窝状的座落、倾倒型破坏。

3.2冲磨蚀型

冲磨蚀型是指在水流、风浪冲刷、地表水以及其他外部营力的作用下，岸坡物质逐渐被冲刷、磨蚀而被搬运带走，从而使岸坡坡面缓慢后退。这种破坏类型一般发生在地形坡度较缓的土质岸坡，其具有缓慢性和持久性。虽然这类破坏的进度缓慢，但往往是一个不可逆的渐进过程，对岸坡的累计破坏是相当严重的。

3.3滑移型

滑移型是指在水流作用、降雨及其他因素的影响下，砂土颗粒间的摩擦阻力变小，坡体下滑力大于抗滑力，从而向江河发生整体滑移，即发生滑坡。砂性土作为一种松散堆积体，极易由于外界条件的改变，导致其沿着潜在滑动面发生向河流方向的整体失稳，造成塌岸。尤其是在河水的浸润作用下，当水位下降时，岸坡上会发育向深部发展的拉裂变形，导致这种滑移型塌岸的普遍出现。

3.4流土型

流土型是指在河水涨落的情况下，岸坡土体吸水饱和后，在重力作用下沿坡向下发生的塑性流动变形现象。这种塌岸规模一般较小，在第四系松散堆积层或砂土岸坡中可见。此外，砂性土在饱和条件下极易在外力作用下发生液化，即处于松散状态的砂土在外界动力因素的作用下，砂土颗粒间超静孑L隙水压力骤然增加，使土体颗粒间的有效应力迅速减小直至失去颗粒间摩擦阻力，此时砂土就会出现类似液体一样的流动，导致岸坡的失稳。但值得注意的是，砂土液化需要有外界动力因素诱导，如强烈震动等，因此该现象较为少见。

4结语

砂土河道岸坡结构类型复杂，受河水浸泡、风浪冲击、水流侵蚀以及干湿交替等因素影响，使岸坡土体风化加剧，抗剪强度降低，以及河水位涨落引起地下水动水压力变化而造成的岸坡表现出冲蚀磨蚀、坍塌、滑移等破坏类型。在多种因素的共同作用下，塌岸模式多种多样。导致这种不良地质现象的发生极难避免，为了应对河道岸坡塌岸所造成的巨大危害，还需对塌岸机理和塌岸演化过程进一步研究。

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