大西北黄土高边坡位移变形破坏特征有哪些？

目前，在我国西北地区大规模的公路、铁路建设中出现了大量高度大于30m的黄土边坡，已建成的黄土边坡最高可达108m。由于在现行规范中，对高度为30m以上的黄土边坡缺乏明确的设计标准，以致因设计不当而造成的边坡变形破坏现象时有发生。据对陕、甘、宁等地区公路、铁路黄土高边坡的现状调查，发现已建成的150多处高边坡中约有60处已经发生了不同程度的变形破坏。

近年来，随着国家“西部大开发”战略的实施，在我国西部黄土地区规划有大量的铁路和公路，因此，黄土高边坡问题就显得尤为突出。在黄土高边坡存在的问题中，边坡变形破坏最为普遍。对于基坑开挖、公路和铁路修筑等过程中形成的边坡，若是不规范施工，则会使得土体发生变形，变形过大时可能会引发滑坡；而已建成公路、铁路在风化、降雨和地震等作用下，也会引起边坡的变形和破坏，如坡面冲刷、剥落、崩塌等。因此，黄土高边坡的变形破坏是一种常见、多发、威胁人民生命财产安全的地质灾害现象。

黄土高边坡变形破坏类型及特征

黄土高边坡的变形破坏可分为坡面破坏和坡体破坏两大类。坡面破坏是坡体自身稳定性满足要求，但因为坡面长期暴露在自然环境中，在各类外地质营力作用下，坡面土体发生失稳，包括坡面冲刷、剥落和湿陷变形；坡体破坏是因为坡体自身的稳定性不满足要求，随着时间的推移，边坡开始发生变形而最终失稳，包括崩塌、坍（滑）塌、滑坡。

坡面冲刷

坡面冲刷是指降雨形成的坡面水流，在自重作用下向下流动，愈向下流速愈大，并冲走坡面表层土体的现象。使坡面形成沟状或洞穴状，是常见的路堑边坡变形破坏形式。冲刷主要受坡比的控制，坡比直接影响流速和汇水面积。坡面越陡，流速越大；坡面面积越大，汇流水的厚度也越大，冲刷力就越强[19]。在黄土边坡的设计中，坡比一般最好控制在1：0.4～1：0.75。

剥落

落一般多发生在边坡中部至坡脚。其特点为：阳坡要比阴坡剥落更为严重；在坡度变化部位剥落要比其他部位严重；含盐量高或者粘粒含量大的土体容易发生剥落。其产生机理：黄土高边坡在开挖过程中，使得坡面表层一定范围内的土体受到扰动，从而破坏了土体的完整性。又加之未及时防护，导致表层水分蒸发，进而形成一个硬壳，雨水冲刷、昼夜温差以及其他因素影响下，硬壳和下部土体逐渐发生分离，并在自身重力、风和水等的作用下，沿坡面剥落，堆积于坡脚。

湿陷变形

由于黄土具有湿陷性，在一定压力作用下，当土体遇水浸湿后，在坡面上会形成一些陷穴，甚至整体发生下沉，使得破面的整体性发生破坏。

崩塌

崩塌又称崩落、垮塌或塌方，是指陡坡上的岩土体被多组结构面分割，在重力和其他外力作用下，突然脱离母体，以垂直运动为主快速向下崩落的表生地质现象。其特点是：没有前兆，发生突然，每次崩塌都沿新的破坏面塌落。其产生的机理：坡面陡直、具有良好临空面的边坡，其坡顶附近的微裂缝在雨水冲刷或后期改造过程中，逐渐向深部扩展，同时，受结构面切割的土块在自身重力、水流冲刷或人类工程活动的作用下失稳，产生翻转、滚动破坏，形成崩塌[。

崩塌主要发生在以下几种情况：（1）沿节理面或交叉节理处崩塌；（2）反坡的形成造成崩塌；（3）黄土洞穴引发的崩塌。

坍（滑）塌

坍（滑）塌是指坡度较陡的黄土高边坡在人类活动或者自然因素作用下，诱发的具有崩塌、滑动、倒塌特征以及先滑后塌的变形破坏过程。普遍发生在厚度较大的高陡边坡顶部和中部，具有群发性、频繁性和突发性等特点。

形成机理：坡体中的结构面在地表水或者雨水的下渗侵蚀作用下，逐渐向深部扩展，切割坡体，在自身重力或者其他因素作用下，坡体下部首先坍塌，由于上部失去支撑，继而由下而上逐层发生坍塌，从而形成临空面，进而诱发滑坡。

黄土滑坡

滑坡是指边坡上的部分岩土体，沿着一定的贯通性剪切破坏面，产生以水平运动为主的向下滑移的表生地质现象。具有多发性，是一种典型的、至今难以根除的地质灾害现象。虽然黄土的覆盖较厚，降雨入渗不可能到达下部的隔水层，但是因为黄土中存在大孔洞和张节理，地表水就会沿着这些大孔洞和张节理直接灌入，从而使得土体呈现为软塑或者流塑状态。坡体在自身重力作用下，沿软弱结构面发生滑动，导致边坡失稳。其滑动面是三段折的圈椅形，即上陡下缓中间为圆弧形。