云南镇雄山体滑坡地表水和地下水对边坡稳定性的影响
1. 引言
对于任何类型的岩石滑坡,如果排除掉地震、爆破和地下开挖因素的影响,影响边坡稳定性的因素主要有:
(1) 边坡几何形状。主要指的是边坡角,在露天采矿工程中,边坡角是影响边坡稳定性最重要的因素,因为边坡设计需要在安全和经济中作出平衡,而对于自然形成的边坡,边坡角是确定的,前面的分析已经显示本次滑坡区域的边坡角大约为40°,从实践的角度来看,这个边坡并不是十分陡峭的边坡,如前所述,露天采矿的整体边坡角大都在38°~55°之间,而开采深度都是几百米甚至上千米。(2) 岩体结构。岩体结构即岩体的不连续是影响边坡稳定性最主要的因素,也是岩石工程研究的核心,在边坡角固定的情况下,大多数岩石边坡的滑坡是由于岩体的不连续导致的,极少数滑坡是由于高水平应力和岩石的大变形引起的。从本次滑坡后的剖面来看,粘土岩不仅显示出层状的特征(图中的右下角),更重要的是岩体内存在着大量的近乎垂直的节理,在接近山顶的部分,有至少8条间距不等的节理。此外,根据【云南镇雄山体滑坡区域岩体物理力学参数值的确定】所示的地质图显示,确实在滑坡山体的后面有一条断层穿过,不过目前还没有更详细的地质资料显示断层与滑坡体之间的空间关系。
岩体结构对边坡稳定性的定量分析将在后续的文章中作进一步讨论。
(3) 地下水。地下水会产生孔隙水压力,对边坡稳定性的影响毋庸置疑,特别是一些近海的矿山【海平面下露天采矿海堤的降水减压 (depressurization) (2023.12.29)】,在已知的一些由于地下水诱发的采矿滑坡案例中,破坏的主要原因是地下水汇集到边坡脚下,消弱了边坡底部岩石的强度,从而导致滑坡。
本文调查了镇雄山体滑坡的地表水和地下水的状态,目的是想检查地表水和地下水是否是滑坡的诱发因素。2. 地表水
由于本次滑坡的区域周围没有明显的地表水源,有些网友提出的水库距事发地点很远,因此初步推测滑坡未受水库的影响,所以可能考虑的地表水就是降雨。事发时刻正值冬季的1月22日,对于大部分陆地性气候的山区来说,这个季节应该是雨量最少的季节,而不需要参考任何资料就能得出这个判断,它不象一些海洋性气候的地区,比如温哥华,每年的11月~5月整日阴雨连绵,因此降雨对边坡稳定性的直接影响似乎不大,尤其是岩石边坡。在一篇2019年发表的学术论文中,讨论了昭通市每月平均降雨量和灾害发生次数的关系,如下图所示,可以看出12月~1月的降水量和灾害次数在全年是最低的。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1706461224092_5g0qh1.jpg?imageView2/0)
有两位自称是当地人的网友留言到“发生滑坡之前一直没下雨”,虽然没有查阅那个时间区间确切的天气状况,但我们以君子之心和最大的善意认为他们说的是事实。至少雪载荷和雪融化产生的地表水,从科学的角度来讲,对边坡稳定性产生的影响微乎其微。
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1706461224643_sxygzg.jpg?imageView2/0)
如果地下水确实影响了边坡稳定性,那么在滑坡之后应该能够看到明显的水的痕迹,不过在由中央电视台直播的救援画面中可以观察到,滑坡体几乎看不到水的痕迹,在某些地方甚至还能看到粉尘的出现。特别观察了各种救援人员的鞋,也没有任何沾水的迹象,这与11年前赵家沟山体滑坡后岩土表现出来的特征完全不同。有两位自称是当地的居民反映说,最近几年这个地区的地下水位一直在下降,导致村民没水喝,我们依然以君子之心和最大的善意认为他们说的是事实。
地下水位下降的原因主要包括人为因素和自然因素。人为因素包括过度开采和不合理利用地下水,这常常导致地下水位严重下降;自然因素包括地震造成地势抬高、地下河道的下沉、河流改道、气候变化等。地下水位的持续下降可能会导致水资源减少、地表坍塌、建筑物损坏等严重后果。抛开本次滑坡不说,地下水位下降的普遍原因可能包括:(1) 过度抽取地下水。工业和农业生产以及日常生活用水的增加,导致地下水的大量超采,地下水资源无法得到有效补给,地下水位持续下降。当地下水的开采速度超过其自然补给速度时,会导致地下水位下降,这通常发生在农业灌溉、工业用水或城市供水过度开采地下水的地方。(2) 降水量的减少。气候变化导致某些区域降水量减少,地下水难以得到有效补给,地下水位下降。长期的干旱或降雨量减少会影响地下水的补给,从而导致地下水位下降。
(3) 城市化建设。大量水泥地面导致地下水补给减少,同时地下管网泄漏也可能导致地下水流失,地下水位下降。城市化或森林砍伐等土地使用方式的改变可能会减少地表水渗入地下,影响地下水的补给。
(4) 开采矿产资源。如开采煤矿等会破坏地下含水层,影响地下水的存储,地下水位下降。
(5) 地壳运动。地壳下沉或断层活动使地下储水空间减少,一定程度上会导致地下水位下降。地壳运动或地质构造变化可能影响地下水的流动和分布,导致地下水位的变化。
此外,不合理的水资源管理和调度以及环境污染也会加速地下水位的下降。保护地下水资源,促进地下水位稳定非常重要。
本文简要讨论了云南镇雄山体滑坡地表水和地下水可能对边坡稳定性产生的影响,分析结果显示,地表水和地下水不太可能是导致滑坡的直接影响因素,原因是降雨量小和地下水位低,岩体结构变化可能是这次滑坡最本质的诱发因素,我们将在后续文章中作定量分析。