地质构造对斜坡稳定性的影响分析

■程 弘

（福建省林业勘察设计院，福州 350001）

地质构造作用是山坡、人工斜坡发生滑坡和崩塌的重要影响因素，对斜坡稳定性的影响是多方面的，国内外已对此开展较多的研究。 本研究在收集相关研究成果的基础上， 结合福建省道路滑坡、崩塌的工程实例，再次进行地质构造对斜坡稳定性影响的分析和探讨，以供同行们借鉴和参考。

层（片）理是沉积岩、变质岩成岩过程中形成的结构面， 虽然传统意义上不属于地质构造的范畴，但其对岩体工程性质、特别是岩体稳定性有着重要的影响，所以工程研究中通常将层（片）理作为重要的构造面进行分析，故本研究也将层理列入地质构造范畴进行分析。

1 地质构造对岩体的作用简述

地质构造类型主要有断层、褶皱和节理、劈理、层（片）理等结构面。 地质构造对岩体的破坏作用一般表现为以下几个方面。

1.1 导致岩体产生结构面

（1）断层活动错断岩体，断层面本身就是岩体中的软弱结构面， 并可能导致周边岩体出现裂隙，破坏岩体完整性。 （2）褶皱作用导致岩层弯曲，层理强度降低甚至脱开，褶皱轴部产生节理，导致岩体被切割成不连续状态。 （3）节理、劈理、层理、片理为岩体中的软弱结构面，相对于岩石本身，其强度相对较低；其中节理使得岩体断裂，导致岩体被切割成不连续状态。

1.2 致使岩体破碎

在地质构造力的作用下，岩石发生变形或破裂，从而破坏岩体的连续性，使岩体破碎。 （1）断层一般会形成一定宽度的断层破碎带（图1），带内岩石一般较为破碎，构造作用还致使沉积岩、沉积变质岩产生层间破碎带。 多数断层上盘由于多组节理发育，导致岩体较为破碎。 （2）褶皱、褶曲的轴部一般有多组节理发育，并有挤压或脱空现象，导致岩体破碎。 （3）节理带、劈理带由于节理、劈理的密集发育，导致带内岩石破碎。

图1 渗水构造破碎带（泉上互通滑坡）

1.3 增加岩体透水性和含水量

由于地质构造作用导致岩体破碎化，从而为岩体中地下水的渗流提供通道，为地下水的储存提供空间（图1）。

1.4 产生亲水次生矿物

地质构造作用是地壳活动的表现，作用过程中的能量一般会导致次生矿物的产生，多数次生矿物为亲水泥状物质，如高岭土（图2）、水云母、绿泥石、叶腊石等，从而降低岩石和结构面的强度，增加岩体含水量。

图2 高岭土化（莆炎高速公路泉上互通滑坡）

1.5 增强岩石的风化程度

由于岩石在地质构造作用下岩体较为破碎、产生新的结构面和亲水次生矿物，从而导致岩石风化作用的加快和增强， 形成风化凹槽等特殊地质现象。 如莆炎高速公路泉上互通受断层影响，残积土和全、强风化岩层的总厚度大于50 m（图3）。

图3 莆炎高速公路泉上互通滑坡

2 地质构造对斜坡稳定性的影响分析

影响斜坡稳定性的因素主要为地质环境条件和诱发因素，地质环境条件包括地形地貌、岩土结构、地质构造和地下水特征，诱发因素包括降雨、河（洪）流冲刷、海浪侵蚀、地震和人为工程活动（坡脚开挖、坡面堆载、水利工程、工程爆破等）。 其中，地质构造作用对斜坡稳定性的影响是多方面的，现结合工程实例，按照斜坡失稳类型探讨、分析地质构造对斜坡稳定性的影响。

2.1 对崩塌的影响分析

几乎所有岩质崩塌都与岩体结构面或软弱岩层、破碎带的发育有关[1]。 岩质崩塌一般是由于岩体被多组结构面切割成危岩（崖）后产生的。 一般说，结构面平直、延伸长度大、张开度大时影响大；裂面具有泥化、蚀变矿物充填的影响也大。

2.1.1 剥落型岩崩

一般发生于岩崖或陡开挖边坡上，受2 组陡倾软弱结构面（节理、劈理等）控制，或者是破碎、极破碎岩体（如强风化岩石、构造破碎带），为错落式岩崩，系自重作用引起的结构面剪切破坏，如宁德公路旁边坡崩塌（图4，图片中崩落体多已清除）。

图4 宁德公路错落式岩崩

2.1.2 倾倒式岩崩

大多发生于岩崖或陡开挖边坡上，受陡倾软弱结构面（节理、劈理等）和缓倾结构面（节理、层理）的组合控制，为倾覆力矩作用下的倾倒破坏（图5）。图6 为美国科罗拉多州公路上的倾倒式岩崩[2]。

图5 倾倒破坏示意图

图6 美国科罗拉多州公路倾倒式岩崩

2.1.3 滑移式崩塌

一般发生于坡脚有相对临空面的陡坡上，沿顺倾的软弱结构面（断层面、节理面、软弱夹层等）产生的滑移式崩塌，岩质斜坡和类土质（风化壳）斜坡均可发生，系软弱结构面受剪切破坏所致。

图7 为G534 公路三明市三元服务区边坡上的岩崩， 系边坡上岩石楔体沿一倾角约43°节理产生的滑移式岩崩。 图8 为岩石受构造影响形成的厚层风化壳，导致陡坡岩土体抗剪强度降低，沿残留节理面产生的滑移式类土质崩塌。

图7 G534 公路三元服务区岩崩

图8 上杭乡村道路边坡上的类土质崩塌

2.1.4 鼓胀式岩崩

大多发生于岩崖或陡开挖边坡上，一般受上部陡倾节理和下部近水平软弱岩层（软岩、极软岩、层间破碎带等）控制，为下部软弱岩层受挤压作用产生鼓胀、倾斜或下沉、倾倒，导致上部岩体崩塌。

2.1.5 拉裂式岩崩

大多发生于突出的危崖上， 一般受陡倾节理、劈理控制，为岩崖上的危石沿节理、劈理受拉张作用而导致的拉裂破坏。 图9 是发生于连江江松皋海岸上的拉裂式岩崩。

图9 连江县松皋海岸上的拉裂式岩崩

2.2 对滑坡的影响分析

地质构造是滑坡的重要影响因素，而且影响是多方面的。 滑坡按滑动面的形态可分为平面型、弧型或折线型滑坡[3]，地质构造对不同类型滑坡的影响有一定的差异性。

2.2.1 对平面型滑坡影响的分析

地质构造对平面型滑坡的影响，直观体现在滑体沿地质构造作用形成的各类结构面、 软弱带下滑，如顺倾的层（片）理、节（劈）理、基岩面、断层面或软弱夹层、层间破碎带、断层破碎带等。 同时，结构面上由于构造作用产生的亲水蚀变矿物如绿泥石、水云母、叶腊石、高岭土等（图10），润滑了结构面，导致结构面抗剪强度降低；构造作用导致岩体破碎，透水性增强，利于雨水下渗和地下水渗流，从而增加滑体自重和地下水的渗透破坏及其动水压力。 这些都极大地影响了斜坡的稳定性，促进平面型滑坡的形成。且构造作用导致岩体破碎、风化加强，透水性增强，利于雨水下渗和地下水渗流，从而增加滑体自重和地下水的渗透破坏及其动水压力（图1）；这些都极大地影响了斜坡的稳定性，促进滑坡的形成。 莆炎高速公路泉上互通滑坡（图3、12）和上杭城蛟高速公路古石互通滑坡（图11）就是此类滑坡的实例。

图10 武夷新区快速通道边坡上的滑坡

图11 上杭城蛟高速公路古石互通滑坡

图12 莆炎高速公路泉上互通滑坡轴线剖面

3 结语

地质构造是斜坡稳定性的重要影响因素，不同的地质构造作用易导致不同类型的斜坡失稳。 所以，在斜坡地带进行工程建设时，应加强地质构造的调查和勘探。 （1）地质构造作用大多数表现为岩体产生软弱结构面、岩体破碎、风化作用增强、产生亲水矿物（蚀变作用）、岩体透水性增强等。 这些结构面包括节（劈）理、层（片）理、岩土界面、层间破碎带、断层面等。 （2）岩崩主要受构造作用产生的结构面控制， 结构面的产状及其与斜坡位置关系的不同、结构面组数及其组合的差异，导致岩崩的形式不同。 对于岩质陡坡，应加强这些结构面的观测，包括结构面密度、延伸长度、张开度、粗糙程度、平直度、充填情况和结构面产状、含水特征等。 （3）地质构造是滑坡的重要影响因素。 大型顺倾结构面是平面型岩质滑坡的控制性因素；而地质构造对弧型或折线型滑坡的影响，则主要体现在类土质（风化壳）滑坡上。

对于滑坡的治理工程，或者在易形成滑坡的斜坡地带进行工程建设时，加强地质构造的调查是必须的。 不但要查明地质构造类型、产状、规模，还要查明地质构造作用后的岩体破碎程度、风化程度和各种结构面特征、亲水矿物发育情况、地下水特征等。