中国秦岭北麓花岗岩残积 - 坡积土分层结构及浅层滑坡破坏模式

《Landslides》：Stratified structure of granite residual-colluvial soil and failure modes of shallow landslides in the northern piedmont of the Qinling Mountains, China

　　

摘要

秦岭北麓花岗岩残积土形成易发生浅层滑坡的分层覆盖层。野外观测显示滑坡在不同地层位置发生，但控制因素尚不明确。对18个剖面的调查识别出三种结构配置：8个剖面为A–B–C–R型，5个为B–C–R型，5个为C–R型；A、B、C分别表示腐殖质层、淋溶层和母质层，R表示风化基岩。选取一个A–B–C–R型剖面，对比分析其颗粒大小、矿物组成、CT解析孔隙结构、水力行为和剪切强度。A层的CT解析孔隙率最高，曲折度最低，孔隙网络最连续，有利于接近饱和状态下的分散流动。B层含有最细的主导颗粒级配，黏土矿物含量最高，孔隙喉道缩颈作用更强，但在中等吸力下模型估算的导水率高于A层。C层的CT解析孔隙率和孔隙网络连通性最低，但平面裂隙产生了渠道化流动。A、B、C三层饱和导水率分别为1.80×10^–3、1.02×10^–3和6.68×10^?4 cm s^?1；A层是B层的1.76倍，是C层的2.69倍。非饱和导水率随吸力变化。这些差异表明A–B和B–C接触面存在水力过渡，为水分再分配和吸力消散提供了条件。在天然含水量条件下，表观粘聚力和表观摩擦角从A层到C层递增。综合证据支持两种破坏局部化模式：沿地层接触面的界面滑动和层内剪切破坏。破坏局部化与保存的完整地层结构配置及相应的水力和力学差异相关。这些发现为具有类似花岗岩残积土地层结构的斜坡中潜在浅层滑坡破坏局部化提供了过程解释。