陕北黄土高原人居环境与地质灾害关系浅析

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1、陕北黄土高原人居环境与地质灾害关系浅析摘要：延安市属于典型黄土高原地区，随着经济的发展和人口的增长，区内人居环境一直以来都是引发和加剧地质灾害的重要影响因素。窑洞一直以来都是黄土高原地区民居主要的建筑形式，本文主要对窑洞坍塌形成的灾害类型和影响因素进行浅析。关键词：黄土高原人居环境窑洞地质灾害0陕北黄土高原人居环境与地质灾害关系浅析摘要：延安市属于典型黄土高原地区，随着经济的发展和人口的增长，区内人居环境一直以来都是引发和加剧地质灾害的重要影响因素。窑洞一直以来都是黄土高原地区民居主要的建筑形式，本文主要对窑

2、洞坍塌形成的灾害类型和影响因素进行浅析。关键词：黄土高原人居环境窑洞地质灾害0前言延安市属于典型的黄土高原区，区内千沟万壑，高低起伏，其地貌以黄土塬、丘陵为主导。随着经济的发展和人口的增长，建筑用地日益紧缺，居民居住地从河谷逐渐向两侧坡地推进。受到河流流向的影响，人们居住地大多无规律的分布于河流阶地及两侧斜坡之上，住宅朝向因地制宜。通过在地质灾害详查的走访中发现，延安市的居民住宅类型大体上可以分为三种：第一类是砖混结构，指采用砖墙或是钢筋混凝土作为承重结构的住宅，质量最好，在城镇占有较大比例；第二类是砖木结构

3、，指采用木结构作为承重结构的住宅，质量其次，占很小比例；第三类是窑洞及土草房，质量较差，其中窑洞在城镇和农村均有分布，在农村占很大的比重。窑洞是黄土高原丘陵地区民居主要的建筑形式，虽然现在土窑已大部分遗弃和改造，但由于黄土区特殊的自然地理条件使黄土边坡的滑坡、崩塌等地质灾害频繁发生，而窑洞又多建在这样的地貌部位，一些窑洞因此坍塌，大量的窑洞受到潜在的威胁，给生活在这片土地上的人们带来灾害，因而窑洞坍塌就成为延安黄土丘陵区防治地质灾害的主要任务之一。据不完全统计，延安市仅2001-2005年间，地质灾害就导致7

4、3人死亡，10人受伤(据延安市国土资源局统计资料)。经调查发现，目前仍有不少的农村居民以窑洞为主要的住宅类型，而频繁发生的与窑洞相关的滑坡、崩塌等地质灾害给人民带来了巨大的生命财产损失。1窑洞坍塌形成灾害类型窑洞坍塌形成的地质灾害类型主要是滑坡和崩塌两种类型：（1）滑坡与新滑坡的关系主要表现在，斜坡上建窑斩挖坡脚，破坏了斜坡原有的力平衡状态，很容易在降雨等条件下直接切穿黄土层发生滑坡，或在水的作用下沿古土壤顶面发生滑动。修窑居住诱发老滑坡复活。在分布于老年期成型河谷或壮年期晚期河谷的岸坡上或高阶地上的老滑坡体

5、上修建窑洞、斩挖坡脚、排放废水、耕作农田等活动增加了老滑坡体的自重，增强了坡体的容水能力，降低了坡脚的支持力，在降雨的诱发下，由于滑带土抗剪强度的大幅度降低，极易沿着老滑面重新发生滑动（图1）。a一诱发新滑坡致灾;b-前缘斩坡使老滑坡复活;c一老滑体上修建窑洞滑坡复活;d-滑坡后壁崩滑毁窑伤人1一晚更新世黄土;2一中更新世黄土:3-滑坡扰动土:4-砂泥岩互层（2）崩塌晚更新世黄土结构疏松、具大孔隙、垂直节理发育、具湿陷性、力学强度偏低。建窑时削坡加大了谷坡的坡度和高度，破坏了谷坡尤其是谷缘原来的应力条件，使谷

6、缘部分向谷坡外下方的剪切应力和引力增大，从而产生平行坡面的卸荷垂直裂隙，或重合于原有的垂直节理，使其进一步张开、加深或产生新的裂隙。这些裂隙一般近于直立，在降雨或温差等条件的诱发下易导致崩塌产生。老滑坡发生后，一般会留下高陡的后壁，在此后壁下建窑可省去了开挖坡脚土方的工作量，所以成为当地很普遍的一种建窑方式。但是，老滑坡产生后一般还会在后沿产生一些牵引裂缝或裂隙，在降雨的诱发下有时会产生崩滑毁窑伤人。随着风化剥蚀作用的累积效应，高陡后壁也常发生剥落、崩塌，引发灾害。2黄土坍窑灾害的影响因素野外调查和室内测试分

7、析表明，坍窑灾害的形成主要受黄土本身的物质组成、结构及力学性质控制，坍窑是黄土边坡滑塌的表现形式之一，也是黄土高原北部地区砂黄土和部分粘粉质黄土斜坡特有的地质灾害现象。（1）黄土的颗粒组成控制坍窑灾害的区域分布根据全分散法黄土颗粒分析结果，产生坍窑灾害的黄土中粉砂粒级为0.05-0.1mm和粗粉土0.01-0.05mm粒级的含量通常大于80%,0.。05-005mm的粉土粒级一般为50%一70%，而小于0.005mm的粘粒含量为7.31%一13.41%,按照经典的黄土分带结果(刘东生等，1965)，它们多数位

8、于砂黄土区和粘粉质黄土区的北部。（2）黄土的力学特性是控制坍窑的内在因素黄土的物质组成和结构在很大程度上决定着其力学特性，黄土骨架颗粒（0.01-0.1mm粉砂和粗粉土颗粒）接触点的性质和数量与黄土天然结构的稳定性直接相关，也就是说黄土骨架颗粒间的连结状况直接影响了黄土的抗剪强度。由于组成砂黄土的粉砂粒和粗粉土粒含量很高，在微观上常表现为具有极微弱连结作用的粗骨架状架空结构，导致砂黄土具有较高的摩擦