滑坡角及其變化在滑坡孕育發(fā)展過程中的重要地位

1滑坡角及其變化在滑坡孕育、開展過程中的地位作者簡介：王昌益(1959—)，男，漢，工程師。研究方向：物理學(xué)、力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、環(huán)境地質(zhì)學(xué)、礦產(chǎn)勘探與開發(fā)。聯(lián)系人：王昌益，；：；：；通訊地址：蓬萊國土資源局，265600王昌益〔1蓬萊市國土資源局265600；2青島理工大學(xué)研究生處〕摘要：滑坡角是控制滑坡現(xiàn)象孕育、開展與發(fā)生的決定性因素之一。人們早就注意到了滑坡角對滑坡現(xiàn)象發(fā)生的控制性，但是，將滑坡角視為一種動力學(xué)因素，始終還沒有納入議事日程。根據(jù)滑坡動力學(xué)方程，滑坡角在滑坡現(xiàn)象中扮演著極其重要的角色，在今后的滑坡預(yù)測研究中，必須高度重視滑坡角對滑坡現(xiàn)象的控制作用。關(guān)鍵詞：滑坡角；控制；滑坡動力學(xué)方程中途分類號：O3、O4、O5、P5、P6、P3、X43〔見?中國圖書館分類法?〕對滑坡現(xiàn)象形成控制的除了動力和邊坡巖土層物質(zhì)性質(zhì)兩種重要因素外，還有一種非常重要的因素，就是滑坡角?；陆鞘强刂苹卢F(xiàn)象孕育、開展與發(fā)生的決定性因素之一。人們早就注意到了滑坡角對滑坡現(xiàn)象發(fā)生的控制性，但是，將滑坡角視為一種動力學(xué)因素，始終還沒有納入議事日程。據(jù)近年來的滑坡預(yù)測實(shí)踐與理論研究發(fā)現(xiàn)：重視滑坡角及其變化對滑坡現(xiàn)象的控制性研究極其重要?；陆遣粌H控制滑坡的方向，而且控制滑坡的動力大小。滑坡角并不是任意產(chǎn)生的任意一個三角幾何角度，而是由邊坡物質(zhì)所處的天然環(huán)境〔邊界條件〕確定的一個特定角度。重視滑坡角的研究就是重視對滑坡環(huán)境研究，其研究意義主要是事先確定滑坡的方向，進(jìn)而對滑坡進(jìn)行準(zhǔn)確的定量預(yù)測?；聞恿W(xué)方程概論探索科學(xué)問題必須符合客觀統(tǒng)一和科學(xué)統(tǒng)一規(guī)律。滑坡角對滑坡現(xiàn)象的控制也不能脫離動力學(xué)規(guī)律，要認(rèn)識滑坡角在滑坡現(xiàn)象中的控制地位，首先必須清楚控制滑坡現(xiàn)象孕育、開展與發(fā)生過程的各種因素之間的定量統(tǒng)一規(guī)律，掌握描述滑坡運(yùn)動規(guī)律的動力學(xué)方程，否那么，就無法正確認(rèn)識滑坡角在滑坡現(xiàn)象中的控制地位。為此，這里首先簡述滑坡動力學(xué)方程問題。爛用力塊學(xué)語戴言來允表達(dá)濤，滑裳坡動掙力學(xué)鐵方程還由一也個非溜常簡破單的聰方程匠組構(gòu)諒成。羅即過.艇1信-1辜式中菌，青P盲表示悔控制飽滑坡擺現(xiàn)象伶發(fā)生叨的驅(qū)貞動力獎；抵F熄表示緣合力扭；朝R徑表示漢阻力唉；猾E份是滑遣坡體耽的不罪穩(wěn)定懇性質(zhì)冶特征藥值，躁表達(dá)乓滑坡盈體的勉失穩(wěn)廳程度飲，稱臣不穩(wěn)洋定史特征病值；領(lǐng)T壓是滑趟坡體倚的穩(wěn)爸定性捕質(zhì)特強(qiáng)征值滋，體坊現(xiàn)滑咬坡體億的穩(wěn)仗定程戴度蔑，叫蕉穩(wěn)定濕特征燕值翠。抹驅(qū)動斯力醉P地由重暫力、或大氣眨降水旅、地潤表水螺、地虜下水語、泥該石流幕等產(chǎn)奉生，替通過社觀測為滑坡掛物質(zhì)晶密度寧和地迅表地旺下水渣以及噴泥石右流流最量便覽可以喝獲得拒，所貸以，往P御值是晝可獲廟得值劑；合炒力夫F汗等于念滑坡怕質(zhì)量鐘與它琴的加婦速度諒之積也，其賀中，黑質(zhì)量絨可以棚用單朽位質(zhì)挖量〔拒即密輩度〕香代表銀，加雜速度國可以同測得贊，所鴿以，毀合力西值不誕難獲湯得；夫阻力駱R贊等于朗合力鄙與力屋之差弦，也皇不難濤獲得索。因緊此，縫穩(wěn)定送性宅特征嫩值與勿不穩(wěn)瘋定特國征值豪都是狼很容教易獲鄭得的爸參數(shù)前值。辦T肝和醉E擠都不探是簡貝單的虧調(diào)整另系數(shù)屑，而彩是根藍(lán)據(jù)力鎮(zhèn)學(xué)理圓論和勢對立蔑統(tǒng)一做理論績推導(dǎo)壓出來稱的一各對具豐有對摟立統(tǒng)趙一關(guān)納系規(guī)逐律的朗自然績參數(shù)傻。由折于人仔為確摔定的錫參數(shù)音值與框各種穗自然雁科學(xué)谷量之米間不皺滿足近客觀續(xù)統(tǒng)一倒與對掩立統(tǒng)潛一促規(guī)律濟(jì)，往銀往導(dǎo)應(yīng)致科呆學(xué)研嶼究錯盒誤現(xiàn)緊象出冶現(xiàn)。塞因此記，本倉文不巴引用抗任何腦具有拐人為尾規(guī)定綿性的睜自然旺科學(xué)夢參數(shù)易。竿T坦和喚E延之間碰的對炭立統(tǒng)獵一關(guān)數(shù)系式帥是鍋.梅1-筐2什就是享說，歇滑坡結(jié)體的裁穩(wěn)定鹿程度識T協(xié)=1震，不井穩(wěn)定朗程度遇就是權(quán)E到=0匆；相鼠反，泰滑坡猶體的息穩(wěn)定雙程度塵T數(shù)=0省，不牧穩(wěn)定獅程度飄就是訪E掠=1幕；滑蒜坡體歐的穩(wěn)不定程雨度敞T墳=菌0.希9，踢不穩(wěn)晝定程她度就姥是斥E裝=0典.1挎.腫實(shí)際貓上，士T訂和訓(xùn)E拋就是覆判定夕滑坡葉現(xiàn)象搖發(fā)生東還是香不發(fā)橫生的交最可查靠判周據(jù)。夠從理譽(yù)論上抱來說帖，這襖兩個案判據(jù)齡應(yīng)該顧是很彼可靠忽的，況至于恐在實(shí)選踐應(yīng)蔬用中鮮是否傻可靠左，那訴還取添決于倘觀測用研究焰所得相來的文數(shù)據(jù)貍是否丹可靠雙。植控制教滑坡即運(yùn)動桃的驅(qū)說動力錯P講和不插穩(wěn)定介特征凍值畢E原都是勢變化悶的，巴所以格，設(shè)品驅(qū)動輸力由平P稅0恭變?yōu)闅WP耕t價，那么懸有驅(qū)半動力院變化象率含ε須與驅(qū)盲動力眾P蜓0復(fù)和合P科t伍以及鑄作用產(chǎn)時間無t百之間原的關(guān)俘系式創(chuàng)；愁春捆勢縱增者廣丟釋捕識飄姨牲船劍掩培飯1籍-3領(lǐng)設(shè)不伯穩(wěn)定辰性豪特征霧值由隨E腥0故變?yōu)樯覧社t侍，那么猜有不頑穩(wěn)定禁特征嘴值的興變化肥率洲β獲與特統(tǒng)征值蜂E禁0吉和嬌E屑t濃以及修時間樹t考之間尤的關(guān)進(jìn)系式喬.雷崖非托繞棉駛唇凳啄色劑錦瞞報今結(jié)燙扒蠻煤1-員4拔將式蓋1-課3和粘式振1-課4代查入誓式遺，得概.扛蹄疏積準(zhǔn)鼻脆餡臨窯襪胸奪1-蓄5竹這被犬稱為獸描述所滑坡弓運(yùn)動墻規(guī)律孕的動使力學(xué)央方程攔的完尿整形狹式。責(zé)滑坡旦角在塵滑坡沙動力罰學(xué)方胃程中腿的地奸位笛滑坡熱角構(gòu)兇成控厲制滑姿坡的羨一個柳重要說因素摧，與能滑坡陳現(xiàn)象遍和其腳它因禍素共委同產(chǎn)勿生了參滑坡獅動力寨學(xué)方免程。譽(yù)那么社，滑櫻坡角傻在滑阿坡動驢力學(xué)摟方程妙中的佩位置刪或地童位是孫什么刃？亮從式賴1-足1超和式夢1-侄5西來看遍，控持制滑飛坡的膜要素徐并不甲含滑里坡角士。是算的，櫻滑坡聞角對矩滑坡擴(kuò)現(xiàn)象齊構(gòu)歪了獨(dú)獲特的臘控制筒，但趁它是新控制稿作用尾程度蹈和變膀化程罷度或貌控制蠟滑坡燕體穩(wěn)屠定性訴的形干式在醋滑坡虧現(xiàn)象未中起帶著控購制作跪用，斯所以堂，通術(shù)常被弄包含康在動賊力學(xué)羅方程歡的的終不穩(wěn)地定性察質(zhì)特鑰征值健和穩(wěn)客定性堤質(zhì)特益征值憑中異。那窮么，鑄該怎韻樣來晨認(rèn)識招滑坡剛角草對章滑坡澆現(xiàn)象武孕育彩、發(fā)蜘生與員開展寺的蕉控制觀作用垂呢？桐滑坡憐角在岔滑坡乓動力烈學(xué)方紫程中魯究竟紗處于亂什么龍地位錄呢？種下面闊讓我責(zé)們來驗(yàn)探討鍛這個玩問題捎。鎮(zhèn)據(jù)研莫究得憑知，窗滑坡桿角是紫通過凳控制疏驅(qū)動就力的岸有效肉作用腿率和壯滑坡雅方向永來控跳制滑償坡運(yùn)佛動的槐。在講垂直趕方向染上，得由于邀存在盜地層惹物質(zhì)裹，不蒼存在俯可以換滑動聽的空容間余鼻地，任所以騾，亦只柿有在撿那種塵存在哨可以廉滑動祖的空劃間的判方向攪上可情以滑傻動狹，即內(nèi)向可擦以滑朱坡的賊邊界盛方向披滑動銹。這涌樣以疼來，像驅(qū)使廣滑坡守運(yùn)動戚的驅(qū)撈動力擊P量就迷被滑悼坡角哄α衣減小嫂或增廣闊尼為共，圍2央-尸1甲如圖吉所示搶，裝所以撞，居滑坡急角對夸滑坡沙產(chǎn)生賀的控配制性票被包雙含在冶式焦1-排1居中的繪E饅值和熟T伸值之樂中。誰滑面遣產(chǎn)生合的支良承力底是一濤種不住平衡件力，雅它在恐滑坡冶方向近上別也產(chǎn)烘生一蔬個驅(qū)主動滑駛坡物襲質(zhì)運(yùn)選動的謠分力炸，其迫大小場等于易.煙這個破分力或也疊臥加在回驅(qū)動姿滑坡紫運(yùn)動難的驅(qū)她動力直之上博。這兆個力鼻雖然徑很小老，但與對巨凝大的箏滑坡瘦體來笨說，戶這個圈力是暖不可休無視元的一捐種強(qiáng)電大動船力。競?cè)绻虒⒒{坡角毒看作兇是控樂制滑陷坡現(xiàn)瘡象孕潤育、時開展默與發(fā)鴿生的究一種杰因素籃進(jìn)行耳單獨(dú)鎖考慮餐，那娛么，蝕滑坡屆動力而學(xué)方附程蝴組筒的力危學(xué)形榮式拘就尼應(yīng)該爆表達(dá)桂為糠.獵抄2京-精2提因此叛，滑橋坡動終力學(xué)累方程困的完宅整形國式迅可以基表達(dá)舊為普.谷2繡-鑒3餐表1死亞暖楊螺滑坡桐角與歡值對慰照表否滑坡苗角辭θ喚5鬧°狼10驕°置15壘°躍20殲°棕25科°屑30慮°湖35述°仍40犯°待45沈°林(1糊+c謠os赤2盾θ及)s禁in取θ普0.燥17后33蠟0.屠34頭21滴0.窩50陵03乞0.裙64有40蹈0.亭69疑43杰0.間87迅5斃0.園95劇85歲1.剩01產(chǎn)99磁9臨1.姥06以07腫滑坡塑角芹θ諸50笛°銀55扭°蛾60串°尤65昏°霸70娛°廉75順°如80德°捆85冷°暗90等°毯(1呀+c率os銜2危θ蜂)s墳in傲θ梳1.瞞08叉26稱1.買08乖86芒1.液08仇25賠1.晚06廁82醬1.規(guī)04旋96圍1.躁03納06攻1.五01外45斷1.鈔00雹37犧6難1.沸00顧00利根據(jù)略此式訪，滑鄰坡角抽對滑帆坡現(xiàn)挽象的豐控制脹起著拳至關(guān)平重要貸的決鍵定性雪作用宰。例曠如，仁當(dāng)滑勾坡角震等于伯0時襯，華不存栗在傾隙斜滑久坡的抗斜面陡，蔬滑坡臺現(xiàn)象段不會芹發(fā)生稍；當(dāng)毫滑坡尼角等宋于9橫0吸°北時，涂滑坡穗角對陡滑坡搏不產(chǎn)隙生控刺制，胖如果懸，那四么，權(quán)滑坡罷體就織變成道了自笛由落捏體；拘當(dāng)弓α誤=3悅0棗°歐時，掏；寄賓梅礙挨浴表杯卸緒唇2-塞4灘當(dāng)水α?xí)?4日5快°春時，粒溪券偵印議惡章豆蒼辱2溝-5諷當(dāng)誼α急=6辟0罩°涂時，圣.沙桃虛醬怖喘子老川膜瞇2-統(tǒng)6農(nóng)可見唯，奧滑坡均角輔在控弊制滑面坡運(yùn)收動中貞起著表至關(guān)溪重要捧的地條位，襪而且宰，當(dāng)蠟滑坡王角大淺到一隙定數(shù)烏值時趣，基象巖的躍支承蝦力不浪僅殺不再青構(gòu)成憤阻止堅滑坡欄現(xiàn)象幟發(fā)生勝的阻闖力了沙，而失且獅變成沾了掘驅(qū)動拘滑坡駝現(xiàn)象壞發(fā)生皆的一庫種驅(qū)嘴動分苗力。毛因此窗，在候滑坡嗽預(yù)測葡研究睡中，山事先瞞勘察膝地貌沖形態(tài)這、確抗定芽可能嫁出現(xiàn)扎的滑果坡角難度是扇至關(guān)詳重要完的一村項(xiàng)任袋務(wù)。附滑坡叼角恒的變治化對畜滑坡擠現(xiàn)象棋的影腰響腹受運(yùn)殘行環(huán)尸境控妥制，尋滑坡撕角在壽滑坡撇運(yùn)動銅中是復(fù)不斷用變化桌的。愉無疑庫，這蛾種變插化對楚滑坡杯現(xiàn)象除也產(chǎn)森生著茅直接陳影響能。根夏據(jù)滑丹坡動公力學(xué)詞方程曉，這詠種影壺響貧是直鈴接改續(xù)變滑鄭坡的鄰動力訂大小濟(jì)與方嚷向。悔假設(shè)滑玻坡角殃由京α使0仍變?yōu)榘桅练謙鉗=俊α么0錄+絮△哪α被，那遭么，樣根據(jù)件式音2-費(fèi)3，役滑坡填動力斧學(xué)方陶程為冬.巴乒3州-1替如果匠滑坡拘角增稠大，掀如由辦30去°制增加腳到4耀5絨°紀(jì)，滑澤坡動允量將肚由運(yùn)換棋塌虎飼巷賴遙饒偽駱糠3-莊2變?yōu)樾?；朽牧晃?yīng)布?xì)埑瓋煞N航嗎3-怖3沈二者聽之差百即滑輸坡體允的動聞量增緣量為回；址懸填習(xí)犧淺遠(yuǎn)扁鐮息3溪-4放這是參一個事可怕擦的數(shù)壺字。那假設(shè)唇，滑森坡體談的質(zhì)耐量是漏m繁=薯10折00肢萬噸都，墳v按0鳥=池0.不01增米/留秒，姜P獄=9弊80拌00煩00避萬牛宏頓，督ε眠t抗=騎10蟲00統(tǒng)萬萬冶牛頓榴，t嶄=訂1秒突，那生么，狐滑坡引體增嘉加的潤動量乒是班公斤假米/絡(luò)秒因。及關(guān)3-挖5淺與此害相反材，如暫果滑魄坡角冰變小躍，也梳將會身引起踢滑坡昆體在允滑動趙方向承上所肺受的光動力豆減小腔。買滑坡并角與迷滑坡碼現(xiàn)象壓之間引關(guān)系她研究倦舉例苗涼水艇井柳滑坡遇位于徐云陽鋸故陵咳鎮(zhèn)的掉長江輪右岸虧斜坡電地帶膏，滑仆坡平觀面形瘡態(tài)呈戶“U蓋〞形判，為鳴圈椅姻狀地恒形，霸南高為北低駁，后杏部和瘦前部定地形豆較陡吸，中蘆部地效形較箏緩，麗自然屑坡度貢20蜂°～狐35問°。言滑坡渠前緣鑄高程鑰約普10看0m爐，服后緣主高程攝約財31饅9.賽5m還，縱莫向長掉約疤43誘4m盛，橫緩向?qū)挶婕s滔35愛8m沒，面肌積約齊11選.8骨2×者10塵4斗m裁2螺，總堵體積閥約4寨07勵.7巴9×誤10謊4延m拒3滑。斤滑體養(yǎng)為滑押坡堆沿積〔西Q張4柔de筒l腸〕，澇物質(zhì)征組成想在垂遺向上教變化幣較大祝，上迫部為園含角耗礫粉晌質(zhì)粘精土、數(shù)碎塊葛石土嗚為主軟，下季部為錦砂巖旱、泥枝巖塊傍石及些未完芬全解裕體的盛“假驢基巖茂〞。做滑床賀為侏竟羅系丹中統(tǒng)蠟沙溪帥廟組槽〔J晝2否s〕友泥巖醬和砂釋巖互蟻層，飼巖層購產(chǎn)狀討為3股40訂°∠染45昌～5搬1°牛。滑艘面后碌緣較腎陡，咽中部解和前坊部逐羽漸變債緩，觸整體菊略向膽左傾親，為寨推移清式滑齒坡，橡滑帶漲為含削角礫崗粉質(zhì)皺粘土沈，厚玩3～否5c更m假，含芬水量仁高，娃滑動謙方向庸與現(xiàn)飽坡向御根本攝一致悄。典即型地失質(zhì)剖土面見蓮圖1既。植圖1嶄典型曬工程斑地質(zhì)擠剖面絮圖后2襪00師9年齒1月頂，三限峽庫何區(qū)小17崇5m于試驗(yàn)點(diǎn)性蓄著水，爸滑坡候中前漢部受扮庫水惡浮托抖作用色，中惠前部策出現(xiàn)終地表蝕裂縫病。2衣00霧9年液3月橋底水臨位降鼠至灶16筍0m樹時遇左暴雨罷，變書形加演劇，拌形成崇了以仔后緣顯張拉味裂縫岸和兩漁側(cè)剪心切裂也縫相樓貫穿醫(yī)的邊踏界裂陣縫，悉裂縫珠寬4膛0哄～軟41插0m象m叮，下桑挫高止20庭～減66岸0m石m液；中類前部屠因受噸后部蒜滑體予擠壓怪形成努鼓脹廈裂縫貞；前但緣受仰塌岸買作用時，發(fā)偷育有攤張拉灘裂縫佛，裂規(guī)縫分道布見稻圖2巨。簡尖易裂赤縫監(jiān)揀測表研明，圾裂縫旺寬度逢持續(xù)侮緩慢極增加麻，滑跡坡處泰于蠕螺動變?nèi)切螤钚獞B(tài)。越滑坡鬼失穩(wěn)條后可區(qū)能堵掏塞長致江航必道，黃產(chǎn)生課的涌村浪可肆能威春脅到綱上下洞游數(shù)寇十公耍里的罩船只疾的安癢全，阿為了腦確保亡航道忠及船林只安挺全，覆為災(zāi)乳害預(yù)吩防提蕉供科尊學(xué)依幫據(jù)，叢采用喬專業(yè)舟預(yù)警春監(jiān)測也。絮事實(shí)惠上，麻天然羅低洼窮空區(qū)役規(guī)定岔產(chǎn)生哈的滑討坡角哄是控汪制招涼水咱井守滑坡賊的一灶個重詳要因燙素。柿如果寺沒有腫這種芒虛空痰的低寨洼地蝶帶存掠在，卻滑坡申現(xiàn)象騾是不息會發(fā)咽生的聰。根叼據(jù)觀畢測資軋料，抖20犁09銳年密1月魔前，飽涼水蝕井句滑坡儲現(xiàn)象改已經(jīng)擺在孕卻育和杠開展于，只誦是較代緩慢蔽。與2窄00采9年蠟3乞月按底朵，分在其皂它作容用和嚼以往歡變形究根底哥上進(jìn)充一步距遇到詳暴雨錢加載湖，滑獅坡現(xiàn)捎象出面現(xiàn)了植加速博和突風(fēng)變現(xiàn)濱象股。權(quán)暴雨減持續(xù)看5小淹時，察降雨饞量為擱0.洲1m余m/嫂秒，段降雨善前的誤張裂坦變形攔速度厘〔沿爭滑面悶運(yùn)行同的滑停坡速著度〕戴為0蝶.0偏01渠mm缸/秒模，探降雨宮時的膜張裂杠變形話速度憤是1蹲.0怎6m使m/臉秒。惰根據(jù)序滑坡到動力亡學(xué)方凍程，懂短暫鍛的詠暴雨塑過后舉，總?cè)f共產(chǎn)酸生的啊滑坡殃位移駐增量計是熱mm時.結(jié)論羊總之接，滑堵坡角瞞及其扭變化炊構(gòu)成竊了控當(dāng)制滑療坡現(xiàn)禮象發(fā)麥生轎的重飾要因靠素，稀在今咸后的亭滑坡山災(zāi)害宰預(yù)測隆與防悄治研簡究中筍，必艱須對股其給匆予高恰度猶重視芝。參參考譜文獻(xiàn)勒

堡[1先]．忌王昌吊益，從孫潔訓(xùn).滑劣坡預(yù)鞋測的陜作用飽學(xué)原傍理；株城市稼建設(shè)爺，2際01贈0.異02脖下旬躁刊總果第5達(dá)6期誦：1鍛83渾

丈[2景]．久王昌悉益，結(jié)賀可拔強(qiáng).漆作用塞的對倘立統(tǒng)陣一規(guī)杏律在答滑坡它研究徑中的柿應(yīng)用旋；擇青島符理工雀大學(xué)膊學(xué)報慚，駐20鄙09夸年猜3