三趾马红土对延安市黄土滑坡灾害的作用分析

三趾马红土对延安市黄土滑坡灾害的作用分析摘要：本文主要根据陕西省延安市黄土滑坡的具体情况，结合延安市黄土-红粘土(三趾马红土)滑坡的形成过程，阐述红粘土的特征及分布，并分析得出红粘土对滑坡的控制作用。关键词：黄土滑坡形成机制控制作用0前言滑坡灾害是指组成斜坡的岩土体在各种自然、人为营力因素影响下受重力作用沿一定的滑动面（带）整体向下滑动，对人民生命财产和各项社会活动以及资源所造成的灾害。延安市内滑坡是最发育的地质灾害类型，具有分布面广，数量大，活动性强，破坏性大的特点。然而，黄土-红粘土滑坡在延安市总滑坡灾害中占有巨大的比重，具有很大的研究意义。1黄土-红粘土坡体的概述及形成在上新世(n2)的近三百多万年间,黄土高原处于相对稳定的近似亚热带的古气候环境,黄土高原大部分地区广泛沉积了一套以湖相为主的红色土状沉积,因富含三趾马化石而称为三趾马红土,其厚度在数米与上百米之间。岩性主要红色的硬粘性土,并夹有砂、砂砾的层状红色地层。由于构造运动，在长期的风化剥蚀作用下，上新世的红土以及其他老地层遭受强烈的风化剥蚀，形成了相对高差较大的红土高原区和在平缓的古剥蚀面上发育的薄层红色土状风化壳。此后在北方干冷古气候环境的季风作用下,大面积的风成黄土堆积开始形成。尤其是晚更新世时期，马兰黄土的大量堆积，在广大的古高原面上普遍形成了厚层黄土覆盖层。中更新世末期的湿热古气候和地壳强烈隆起，在离石黄土和老地层表面形成了风化壳，而后在地表水的强烈侵蚀切割作用下，黄土塬边和黄土梁沟间形成了大量的红粘土与黄土复合型斜坡坡体（见图1-1）。到全新世早期，在全球气候变暖的大环境下，海平面上升，降雨量增多。降雨导致黄土高原大量冲沟的形成，沟谷水流对黄土斜坡带的侵蚀切割强烈；河水位暴涨时，侧向侵蚀加剧，在形成黄土高原地形破碎、沟壑密布的丘陵沟壑现代地貌特征的同时，导致了黄土塬边和黄土梁边三趾马红土与黄土不整合面的临空，使三趾马红土在岸坡和冲沟沟底局部裸露。在这样的地层条件以及地貌特征条件下，形成了全新世早期数量众多的老滑坡。2延安市黄土-红粘土滑坡的分布根据调查结果，延安市内以红粘土为控滑面形成的滑坡，主要在富县、甘泉和北部地区吴起、延川、子长等地区出现较多，而在其它地区则出现较少，其具体分布图如图2-1所示。3红粘土的主要特征这里的红粘土主要是指新近纪红色粘土也叫三趾马红土（n2），主要为夹砂砾、砂的硬粘土。红粘土处于黄土层下，其下部多与侏罗纪或三叠纪的砂岩相接触，土体比较密实，透水性较差，土体中氧化硅的含量较少，而铝、铁、钛的含量甚多，钾含量明显减少，磷的含量较高。分布比较广泛，但多不连续，多以不整合或者假整合位于前第三纪基岩面上。在区内零星分布，厚度变化大，一般5—12m左右，有的地段厚达20余米。红粘土中粘粒含量高，天然状态下含水率低，力学强度高，透水性差，但遇水后，其含水量显著增加，土层软化，强度降低很大，易形成弱结构面，往往导致滑坡灾害的发生。4红粘土对滑坡的控制作用新近纪红粘土层在全区内分布很不均匀，呈不整合覆盖于下伏地层之上。在降水集中季节，部分降水通过上部黄土层渗入，使红粘土层遇水软化，力学强度显著降低，形成软化夹层，且起到一定的隔水层作用。在有足够高差和临空面条件下，常常导致斜坡地带上覆地层沿着黄土层与红土层接触面发生滑移，形成变形失稳，其过程大致可划分为以下三个阶段：(1)卸荷回弹阶段；(2)压致拉裂面自下而上扩展阶段；(3)滑移面贯通阶段：变形进入累进性破坏阶段。黄土高原许多大型滑坡都与此有密切的关系。据延安市内的灾害调查显示，红粘土（照片4-1）在区内大部分地区均有出露，但多分布在水流侵蚀较强的幼年期沟谷的下部，出露高度由数米到十几米不等，在黄土-红粘土复合坡体上形成的滑坡（不考虑红粘土以下的基岩地层）约占到了滑坡总数的13%。红粘土的特殊性质与地下水相互作用所引发的滑坡也多发生在沟谷的两侧。在红粘土与上覆黄土共同构成的层状复合斜坡中，由于上覆黄土结构疏松多孔，且多发育有垂直节理，形成地表降水良好的下渗途径。而红粘土又不易透水，易形成隔水层，使黄土与红粘土接触面上的黄土饱和，抗剪强度降低，形成滑坡（照片4-2）。5结论红粘土的工程地质性质对黄土-红粘土滑坡的稳定性具有极大的影响，往往能导致斜坡沿黄土层与红粘土层接触界面发生滑动，从而导致坡体失稳。因此，研究红粘土的工程地质性质对解决延安城市斜坡地带滑坡灾害发育规律和制定整治方案有重要意义。参考文献：[1]张宗祜等.中国黄土.北京:地质出版社,1989[2]赵景波.西北黄土区第四季土壤与环境[m].陕西科学技术出版社,1994[3]陈荣彬.黄土高原地区地质灾害调查方法及规律研究[d].西安:长安大学,2009[4]赵景波,朱显谟.黄土高原的演变与侵蚀历史[j].土壤侵蚀与水土保持学报,1999,5(2):58～63[5]刘玉海,张骏,倪万魁等.延安城市工程地质[m].中国地质大学出版社,1988.12[6]曲永新,张永双,覃祖淼.三趾马红土与西北黄土高原滑坡[j].工程地质学报,1999,7(3):257～265[7]孙建中,赵景波等.黄土高原第四纪[m].科学出版社,1991[8]宋宪琳．延安市破体结构类型与地质灾害关系分析[d].西安：长安大学，2012[9]杨艳等．延安市滑坡特征分析[m]．云南：科海故事博览画报社，2012．