喀什危岩群体特征研究—布伦口山区为例

喀什危岩群体特征研究—布伦口山区为例

喀什大学土木工程学院新疆喀什844006

摘要:从喀什地区选取了在中巴公路还有未来的中巴铁路中起关键节点的布伦口山区,通过对该研究区域的实地考察总结了整个区域的主要地质特征、地貌特性;主要岩层为古生代青灰色、灰绿色千枚岩,侏罗纪的灰色、灰绿色砂岩、泥岩,白垩纪的红褐色、砖红色砾岩、砂岩;同时总结出了主要关键性的崩塌影响因素,即岩体块度(破碎程度)、岩体高度和节理倾角;结合危岩体力学特征分析总结了该区域主要的危岩群体崩塌模式,即倾倒式、鼓胀式、拉裂式、滑移式和错断式。

关键词:危岩群体;块度;崩塌模式

前言

喀什地区危岩体崩塌具有模式多种多样、次数比较频繁、灾害范围较大的特征。危岩崩塌是岩石力学领域研究的重点。目前该区内高速公路和铁路快速发展,再结合未来即将开工的中巴铁路,大范围的穿越陡崖边坡,而陡崖危岩不时的发生群体崩塌往往造成巨大的灾害[1~5]。本文通过对中巴公路布伦口山区段实际观察,重点探讨喀什危岩群体的主要崩塌特征,以给工程建设提供一定的预告标志。

1地质特征

1.1地形及地貌条件

布伦口山区位于东经74°36′~75°37′、北纬38°10′~38°58′之间,地处塔里木盆地西南的昆仑山腹地,边境线长达84千米,有8处边境山口。研究区域属高寒气候,年均气温0.7℃,一月平均温度-12.1℃,七月平均气温12.2℃,年降水量150~200毫米,谷地无霜期90天~100天。境内高山与谷地交错,海拔在3000米~4500米之间,最高点公格尔九别峰峰顶为7719米;公格尔山与慕士塔格山群峰叠连,沟壑纵横,山顶终年积雪,并有大面积冰川。因此该区域在强烈的新构造运动再加阳光、风、大气降水、气温变化等外营力作用下,形成了各种各样的地貌类型,也呈现了比较清楚的分带性。盖孜河从南到北穿越着整个山区,南部更陡以导致河流侵蚀作用强烈,沟谷很深,多以“V”型为主;北部即盖孜河下游,主要以“U”型宽敞河床沟谷地貌为主,因此堆积作用较多。

图1山区地质图

1.2岩性和地质构造

整个布伦口山区总体岩层非常复杂,早的从古生代到晚的新生代的岩层均有出现。通过实际观察和判定发现主要岩层为古生代青灰色、灰绿色千枚岩,侏罗纪的灰色、灰绿色砂岩、泥岩,白垩纪的红褐色、砖红色砾岩、砂岩;下层以第三纪红褐色、砖红色砾岩、砂岩为主,上层则以第三纪的红褐色、砖红色砾岩、砂岩;上层还有更新统到全新统坡积层,主要山区的山体坡面上及沿坡脚堆积带,地层主要为碎、块石。花岗岩和辉绿岩出现的较多,大面积的风化较严重,深度达到20多米,岩质强硬,存在较多的裂隙,断层比较清晰,剪节理现象较多,导致降水侵蚀危害较大。

从地图宏观分析能发现布伦口山区是属于大地构造西昆仑褶皱群,大致呈现巨型反S型。整个区域以北昆仑断裂为界分别跨越南边以公格尔—桑株塔格隆起的断裂和北边以恰尔隆—库尔浪优地槽的褶皱带等这两个单元(如图1)。研究分析发现整个区域新构造运动强烈,区域谷坡陡峻,多处有基岩裸露,这就为危岩群体崩塌提供了非常有利的地质条件。

2崩塌决定性因素及影响特征

2.1崩塌危岩体决定性因素

整个区域路边陡崖块状危岩体很多,通过计算机简化建模进行分析,整个危岩体具有被内部的母体所牵住,不同段的岩体拥有不同的块度(岩块大小的反应),呈现不同的节理倾角,还有整个群体的高度也是重要因素。通过视察发现该区域岩体具有块度、倾角以及堆积高度均较大的特征。

从图能分析到块度越大对于危岩体稳定性是有利的,而高度和节理倾角越大则对整体稳定性是不利的;再考虑到该区域的岩体正处在被风化、被水侵蚀的阶段,未来块度很可能变得越来越小,这将导致出现更多的崩塌失稳和破坏。

3崩塌模式特征

3.1崩塌模式

北边的土质比例大的区域在某些陡坡上,在不稳定岩体下部有向坡下倾斜的光滑结构面或软弱面处滑移式崩塌模式出现的较多;研究区中部不稳定岩体之下有较厚的软弱岩层,而且有些长大节理把不稳定岩体和稳定岩体分开,再加融雪流水把软弱层进一步软化,在上部岩体重力下被挤出,向外鼓胀,出现了鼓胀式崩塌。

研究区南边岩质陡坡居多,在盖孜河峡谷区巨大而直立的岩体以垂直节理或裂缝与稳定岩体分开,出现了倾倒式崩塌;该区域跟倾倒式崩塌还混有拉裂式崩塌,对公路安全威胁最大;有些陡坡上的长柱状和板状的不稳岩体,由于地壳上升河流下切,使节理加深从而发生错断式崩塌,这种情况往南部因为风化剥蚀营力更加严重。

4结论

本文通过对布伦口山区进行实地考察,总结了该区域的地质特征,抓住了决定性因素分析了对崩塌的影响,从而进一步总结了主要的崩塌模式,得出了如下结论:

1.研究区南部更陡以导致河流侵蚀作用强烈,沟谷很深,多以“V”型为主;北部即盖孜河下游,主要以“U”型宽敞河床沟谷地貌为主;

2.区域主要岩层为古生代青灰色、灰绿色千枚岩,侏罗纪的灰色、灰绿色砂岩、泥岩,白垩纪的红褐色、砖红色砾岩、砂岩;

3.区域的崩塌主要因素有块度(岩体风化程度)、岩体高度和节理倾角;越破碎、越高、节理角越大越易出现崩塌;

4.研究区主要崩塌模式有倾倒式、鼓胀式、拉裂式、滑移式和错断式崩塌,大部分区域多种模式混合。

参考文献:

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基金项目:喀什大学校内科研项目,编号:(16)2586;喀什大学大学生创新训练项目,编号:201710763032

作者简介:纳曼•麦麦提(1988-),男,新疆喀什人,硕士,讲师,研究方向:桩基础与边坡工程

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