滑坡角及其变化在滑坡孕育发展过程中的重要地位

1滑坡角及其变化在滑坡孕育、开展过程中的地位作者简介：王昌益(1959—)，男，汉，工程师。研究方向：物理学、力学、地质学、环境地质学、矿产勘探与开发。联系人：王昌益，；：；：；通讯地址：蓬莱国土资源局，265600王昌益〔1蓬莱市国土资源局265600；2青岛理工大学研究生处〕摘要：滑坡角是控制滑坡现象孕育、开展与发生的决定性因素之一。人们早就注意到了滑坡角对滑坡现象发生的控制性，但是，将滑坡角视为一种动力学因素，始终还没有纳入议事日程。根据滑坡动力学方程，滑坡角在滑坡现象中扮演着极其重要的角色，在今后的滑坡预测研究中，必须高度重视滑坡角对滑坡现象的控制作用。关键词：滑坡角；控制；滑坡动力学方程中途分类号：O3、O4、O5、P5、P6、P3、X43〔见?中国图书馆分类法?〕对滑坡现象形成控制的除了动力和边坡岩土层物质性质两种重要因素外，还有一种非常重要的因素，就是滑坡角。滑坡角是控制滑坡现象孕育、开展与发生的决定性因素之一。人们早就注意到了滑坡角对滑坡现象发生的控制性，但是，将滑坡角视为一种动力学因素，始终还没有纳入议事日程。据近年来的滑坡预测实践与理论研究发现：重视滑坡角及其变化对滑坡现象的控制性研究极其重要。滑坡角不仅控制滑坡的方向，而且控制滑坡的动力大小。滑坡角并不是任意产生的任意一个三角几何角度，而是由边坡物质所处的天然环境〔边界条件〕确定的一个特定角度。重视滑坡角的研究就是重视对滑坡环境研究，其研究意义主要是事先确定滑坡的方向，进而对滑坡进行准确的定量预测。滑坡动力学方程概论探索科学问题必须符合客观统一和科学统一规律。滑坡角对滑坡现象的控制也不能脱离动力学规律，要认识滑坡角在滑坡现象中的控制地位，首先必须清楚控制滑坡现象孕育、开展与发生过程的各种因素之间的定量统一规律，掌握描述滑坡运动规律的动力学方程，否那么，就无法正确认识滑坡角在滑坡现象中的控制地位。为此，这里首先简述滑坡动力学方程问题。烂用力块学语戴言来允表达涛，滑裳坡动挣力学铁方程还由一也个非溜常简破单的聪方程匠组构谅成。罗即过.艇1信-1辜式中菌，青P盲表示悔控制饱滑坡摆现象伶发生叨的驱贞动力奖；抵F熄表示缘合力扭；朝R径表示汉阻力唉；猾E份是滑遣坡体耽的不罪稳定恳性质冶特征药值，躁表达乓滑坡盈体的勉失稳厅程度饮，称臣不稳洋定史特征病值；领T压是滑趟坡体倚的稳爸定性捕质特强征值滋，体坊现滑咬坡体亿的稳仗定程戴度蔑，叫蕉稳定湿特征燕值翠。抹驱动斯力醉P地由重暂力、或大气眨降水旅、地润表水螺、地虏下水语、泥该石流幕等产奉生，替通过社观测为滑坡挂物质晶密度宁和地迅表地旺下水渣以及喷泥石右流流最量便览可以喝获得拒，所贷以，往P御值是昼可获庙得值剂；合炒力夫F汗等于念滑坡怕质量钟与它琴的加妇速度谅之积也，其贺中，黑质量绒可以棚用单朽位质挖量〔拒即密辈度〕香代表银，加杂速度国可以同测得赞，所鸽以，毁合力西值不诞难获汤得；夫阻力骆R赞等于朗合力鄙与力屋之差弦，也皇不难涛获得索。因紧此，缝稳定送性宅特征嫩值与勿不稳疯定特国征值豪都是狼很容教易获郑得的爸参数前值。办T肝和醉E挤都不探是简贝单的亏调整另系数屑，而彩是根蓝据力镇学理圆论和势对立蔑统一做理论绩推导压出来称的一各对具丰有对搂立统赵一关纳系规逐律的朗自然绩参数傻。由折于人仔为确摔定的锡参数音值与框各种穗自然雁科学谷量之米间不皱满足近客观续统一倒与对掩立统潜一促规律济，往银往导应致科呆学研屿究错盒误现紧象出冶现。塞因此记，本仓文不巴引用抗任何脑具有拐人为尾规定绵性的睁自然旺科学梦参数易。竿T坦和唤E延之间碰的对炭立统猎一关数系式帅是锅.梅1-筐2什就是享说，歇滑坡结体的裁稳定鹿程度识T协=1震，不井稳定朗程度遇就是权E到=0匆；相鼠反，泰滑坡犹体的息稳定双程度尘T数=0省，不牧稳定狮程度飘就是访E掠=1幕；滑蒜坡体欧的稳不定程雨度敞T坟=菌0.希9，踢不稳昼定程她度就姥是斥E装=0典.1挎.肿实际猫上，士T订和训E抛就是覆判定夕滑坡叶现象摇发生东还是香不发横生的交最可查靠判周据。够从理誉论上抱来说帖，这袄两个案判据龄应该顾是很彼可靠忽的，况至于恐在实选践应蔬用中鲜是否傻可靠左，那诉还取添决于倘观测用研究焰所得相来的文数据狸是否丹可靠双。植控制教滑坡即运动桃的驱说动力错P讲和不插稳定介特征冻值毕E原都是势变化闷的，巴所以格，设品驱动输力由平P税0恭变为欧P耕t价，那么悬有驱半动力院变化象率含ε须与驱盲动力众P蜓0复和合P科t伍以及铸作用产时间无t百之间原的关俘系式创；愁春捆势纵增者广丢释捕识飘姨牲船剑掩培饭1籍-3领设不伯稳定辰性豪特征雾值由随E腥0故变为捎E社t侍，那么猜有不顽稳定禁特征嘴值的兴变化肥率洲β获与特统征值蜂E禁0吉和娇E屑t浓以及修时间树t考之间尤的关进系式乔.雷崖非托绕棉驶唇凳啄色剂锦瞒报今结烫扒蛮煤1-员4拔将式盖1-课3和粘式振1-课4代查入誓式遗，得概.扛蹄疏积准鼻脆馅临窑袜胸夺1-蓄5竹这被犬称为兽描述所滑坡弓运动墙规律孕的动使力学央方程拦的完尿整形狭式。责滑坡旦角在尘滑坡沙动力罚学方胃程中腿的地奸位笛滑坡热角构凶成控厉制滑姿坡的羡一个柳重要说因素摧，与能滑坡陈现象遍和其脚它因祸素共委同产勿生了参滑坡狮动力寨学方免程。誉那么社，滑樱坡角傻在滑阿坡动驴力学搂方程妙中的佩位置删或地童位是孙什么刃？亮从式赖1-足1超和式梦1-侄5西来看遍，控持制滑飞坡的膜要素徐并不甲含滑里坡角士。是算的，樱滑坡闻角对矩滑坡扩现象齐构歪了独获特的腊控制筒，但趁它是新控制稿作用尾程度蹈和变膀化程罢度或貌控制蜡滑坡燕体稳屠定性诉的形干式在醋滑坡亏现象未中起带着控购制作跪用，斯所以堂，通术常被弄包含康在动贼力学罗方程欢的的终不稳地定性察质特钥征值健和稳客定性堤质特益征值凭中异。那穷么，铸该怎韵样来晨认识招滑坡刚角草对章滑坡浇现象武孕育彩、发蜘生与员开展寺的蕉控制观作用垂呢？桐滑坡怜角在岔滑坡乓动力烈学方紫程中鲁究竟纱处于乱什么龙地位录呢？种下面阔让我责们来验探讨锻这个玩问题捎。镇据研莫究得凭知，窗滑坡杆角是紫通过凳控制疏驱动就力的岸有效肉作用腿率和壮滑坡雅方向永来控跳制滑偿坡运佛动的槐。在讲垂直赶方向染上，得由于邀存在盗地层惹物质裹，不苍存在俯可以换滑动听的空容间余鼻地，任所以骡，亦只柿有在捡那种尘存在哨可以廉滑动祖的空划间的判方向搅上可情以滑傻动狭，即内向可擦以滑朱坡的贼边界盛方向披滑动锈。这涌样以疼来，像驱使广滑坡守运动戚的驱捞动力击P量就迷被滑悼坡角哄α衣减小嫂或增广阔尼为共，围2央-尸1甲如图吉所示抢，装所以撞，居滑坡急角对夸滑坡沙产生贺的控配制性票被包双含在冶式焦1-排1居中的绘E馒值和熟T伸值之乐中。谁滑面遣产生合的支良承力底是一涛种不住平衡件力，雅它在恐滑坡冶方向近上别也产烘生一蔬个驱主动滑驶坡物袭质运选动的谣分力炸，其迫大小场等于易.烟这个破分力或也叠卧加在回驱动姿滑坡紫运动难的驱她动力直之上博。这兆个力鼻虽然径很小老，但与对巨凝大的筝滑坡瘦体来笨说，户这个圈力是暖不可休无视元的一捐种强电大动船力。竞如果咸将滑驾坡角毒看作凶是控乐制滑陷坡现疮象孕润育、时开展默与发鸽生的究一种杰因素篮进行耳单独锁考虑餐，那娱么，蚀滑坡届动力而学方附程蝴组筒的力危学形荣式拘就尼应该爆表达桂为糠.猎抄2京-精2提因此叛，滑桥坡动终力学累方程困的完宅整形国式迅可以基表达旧为普.谷2绣-鉴3餐表1死亚暖杨螺滑坡桐角与欢值对慰照表否滑坡苗角辞θ唤5闹°狼10骄°置15垒°跃20歼°棕25科°屑30虑°湖35述°仍40犯°待45沈°林(1糊+c谣os赤2盾θ及)s禁in取θ普0.燥17后33蜡0.屠34头21滴0.窝50陵03乞0.裙64有40蹈0.亭69疑43杰0.间87迅5毙0.园95剧85岁1.剩01产99磁9临1.姥06以07肿滑坡塑角芹θ诸50笛°银55扭°蛾60串°尤65昏°霸70娱°廉75顺°如80德°捆85冷°暗90等°毯(1呀+c率os衔2危θ蜂)s坟in傲θ梳1.瞒08叉26称1.买08乖86芒1.液08仇25赔1.晚06厕82酱1.规04旋96围1.躁03纳06攻1.五01外45断1.钞00雹37牺6难1.沸00顾00利根据略此式访，滑邻坡角抽对滑帆坡现挽象的丰控制胀起着拳至关平重要贷的决键定性雪作用宰。例旷如，仁当滑勾坡角震等于伯0时衬，华不存栗在倾隙斜滑久坡的抗斜面陡，蔬滑坡台现象段不会芹发生稍；当毫滑坡尼角等宋于9横0吸°北时，涂滑坡穗角对陡滑坡搏不产隙生控刺制，胖如果悬，那四么，权滑坡罢体就织变成道了自笛由落捏体；拘当弓α误=3悦0枣°欧时，掏；寄宾梅碍挨浴表杯卸绪唇2-塞4滩当水α晕=4日5快°春时，粒溪券侦印议恶章豆苍辱2沟-5讽当谊α急=6辟0罩°涂时，圣.沙桃虚酱怖喘子老川膜眯2-统6农可见唯，奥滑坡均角辅在控弊制滑面坡运收动中贞起着表至关溪重要捧的地条位，袜而且宰，当蜡滑坡王角大浅到一隙定数乌值时趣，基象岩的跃支承虾力不浪仅杀不再青构成愤阻止坚滑坡栏现象帜发生胜的阻闯力了沙，而失且狮变成沾了掘驱动拘滑坡驼现象坏发生皆的一库种驱嘴动分苗力。毛因此窗，在候滑坡嗽预测葡研究睡中，山事先瞒勘察膝地貌冲形态这、确抗定芽可能嫁出现扎的滑果坡角难度是扇至关详重要完的一村项任袋务。附滑坡叼角恒的变治化对畜滑坡挤现象棋的影腰响腹受运残行环尸境控妥制，寻滑坡撕角在寿滑坡撇运动铜中是复不断用变化桌的。愉无疑库，这蛾种变插化对楚滑坡杯现象除也产森生着茅直接陈影响能。根夏据滑丹坡动公力学词方程晓，这咏种影壶响贫是直铃接改续变滑郑坡的邻动力订大小济与方嚷向。悔假设滑玻坡角殃由京α使0仍变为拔α分t钳=俊α么0录+絮△哪α被，那遭么，样根据件式音2-费3，役滑坡填动力斧学方陶程为冬.巴乒3州-1替如果匠滑坡拘角增稠大，掀如由办30去°制增加脚到4耀5绒°纪，滑泽坡动允量将肚由运换棋塌虎饲巷赖遥饶伪骆糠3-庄2变为畜；朽牧晃应布残唱原两种航吗3-怖3沈二者听之差百即滑输坡体允的动闻量增缘量为回；址悬填习牺浅远扁镰息3溪-4放这是参一个事可怕擦的数壶字。那假设唇，滑森坡体谈的质耐量是漏m繁=薯10折00肢万吨都，坟v按0鸟=池0.不01增米/留秒，姜P狱=9弊80拌00烦00避万牛宏顿，督ε眠t抗=骑10虫00统万万冶牛顿榴，t崭=订1秒突，那生么，狐滑坡引体增嘉加的润动量乒是班公斤假米/络秒因。及关3-挖5浅与此害相反材，如暂果滑魄坡角冰变小跃，也梳将会身引起踢滑坡昆体在允滑动赵方向承上所肺受的光动力豆减小腔。买滑坡并角与迷滑坡码现象压之间引关系她研究倦举例苗凉水艇井柳滑坡遇位于徐云阳锯故陵咳镇的掉长江轮右岸亏斜坡电地带膏，滑仆坡平观面形疮态呈户“U盖〞形判，为鸣圈椅姻状地恒形，霸南高为北低驳，后杏部和瘦前部定地形豆较陡吸，中芦部地效形较筝缓，丽自然屑坡度贡20蜂°～狐35问°。言滑坡渠前缘铸高程钥约普10看0m炉，服后缘主高程摄约财31馒9.赛5m还，纵莫向长掉约疤43诱4m盛，横缓向宽辨约滔35爱8m没，面肌积约齐11选.8骨2×者10尘4斗m裁2螺，总堵体积阀约4寨07励.7巴9×误10谎4延m拒3滑。斤滑体养为滑押坡堆沿积〔西Q张4柔de筒l肠〕，涝物质征组成想在垂遗向上教变化币较大祝，上迫部为园含角耗砾粉晌质粘精土、数碎块葛石土呜为主软，下季部为锦砂岩旱、泥枝岩块傍石及些未完芬全解裕体的盛“假驴基岩茂〞。做滑床贺为侏竟罗系丹中统蜡沙溪帅庙组槽〔J昼2否s〕友泥岩酱和砂释岩互蚁层，饲岩层购产状讨为3股40订°∠染45昌～5搬1°牛。滑艘面后碌缘较肾陡，咽中部解和前坊部逐羽渐变债缓，触整体菊略向胆左倾亲，为寨推移清式滑齿坡，橡滑带涨为含削角砾岗粉质皱粘土沈，厚玩3～否5c更m假，含芬水量仁高，娃滑动谦方向庸与现饱坡向御根本摄一致悄。典即型地失质剖土面见莲图1既。植图1崭典型晒工程斑地质挤剖面絮图后2袜00师9年齿1月顶，三限峡库何区小17崇5m于试验点性蓄着水，爸滑坡候中前汉部受扮库水恶浮托抖作用色，中惠前部策出现终地表蚀裂缝病。2衣00雾9年液3月桥底水临位降鼠至灶16笋0m树时遇左暴雨罢，变书形加演剧，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