主题：浅谈滑坡的成因 -- 虽然很丑

滑坡是地质灾害的一种，通常指的是土质或者岩石边坡因自身重力，以及外界扰动，发生局部或者整体向下体滑移。要解释为什么滑坡会发生，什么因素会加剧滑坡的发生，我们还是要从边坡自身的的组成材料，土和岩石说起。

在谈及土和岩石之前，我们先了解几个主要的建筑结构材料，为的是给大家了解材料评价的一些主要标准。土木工程里有三大结构材料：混凝土，钢和土。说到材料，在结构设计上，首先考虑的就是他们的材料强度标准。

混凝土，我们有时候也叫它人造石头，主要考虑的是它的抗压强度，就是多大的力能把它压坏。其次是抗剪强度。这里的剪指的是剪力，想想剪刀是怎么把纸张给剪破的，这是由两个大小相等，方向向相反，距离很近很近的力组成。当你的剪刀变钝的时候，你需要做的是把中间镙丝扭紧，让两个刀口贴得更近就好了。混凝土的抗拉强度很小，大概只有抗压强度的1/10到1/20。也就是说，一块混凝土，如果可以用100斤的力把它给压坏的话，只需要10斤的力就可把它给拉坏。只有少数的情况下，才会考虑混凝土的抗拉强度。

钢，是性能稳定的高强度匀质材料。土木工程中，我们通常只考虑它的抗拉和抗剪强度。为什么不考虑钢的抗压强度呢？因为钢材构件通常都很细很长，当构件两端受压，构件会变弯了以后，只要继续施加很小的力就能把构件给破坏了。我们把这种情况叫做结构失稳。结构失稳是由构件的形状和固定方式决定的。

人们利用混凝土便宜，抗压好和钢抗拉强度高的特点，发明了经济，方便的钢筋混凝土。在钢筋混凝土里面，混凝土扮演抗压的角色，钢筋则抗拉。尽管这样，人们还是觉得没有最大程度的利用材料，因为混凝土在很多时候还是要受拉力影响。为了改善这个问题，有人想出一个办法，先把钢筋给绷紧了，浇上混凝土，等混凝土凝固了以后，放松钢筋，这样混凝土就受到了压力，这就是预应力混凝土。也有先浇混凝土，然后在预留的孔上张拉钢筋的。预应力混凝土结构具有更大的抗力。

啰嗦了老半天，现在讲到土和岩石了。前面说的混凝土和钢都是人工材料，他们的材料性能比如说强度，稳定性，抗腐蚀性，寿命等等在一定范围内是可控制的。土和岩石则是天然材料，不同的地方差异很大。在现代土木工程中，土做为结构材料通常是用在房屋和路面基础上。构成自然的山坡的土或岩石，在考虑边坡稳定的时候，它们也会被认为是结构材料。

对土而言，几乎是没有任何抗拉强度的。压它，它会变得扁平，而且更结实。工程上，我们用抗剪来定义土的强度。它的计算公式是：

τ = c + σtgφ （1）

这里τ是土的抗剪强度，c是粘聚力，σ是土受到的正应力，也就是俗称压力的大小，φ是土的摩擦角。

大多数土极易受水的影响。通常情况下，从物理形态上来说，随着含水量的增加，土会由固态变为半固态最后是液态。有时候体积也会膨胀，这种土叫膨胀土，在工业上有着广泛的应用。在建筑工程中，是地基基础的大敌。

当土里的空隙完全被水占据，不再有空气的时候，我们叫它饱和土。它的抗剪强度计算公式变成：

τ = c’ + σ’tgφ’ （2）

我们前面说了，土你越压它，它越结实。对饱和饱和土来说，由水产生的压力，对它的强度起不到加强的作用。而且在水作用下，粘聚力和摩擦角会变小，极端的情况下，其中之一会变成0。公式（2）体现了水对土材料强度的影响。公式（1）可以一看作是公式（2）的特殊情况。总之，大多数情况下，水降低了土的材料强度。被水浸泡的土，就如同被火烤热的钢。此外，水的渗透增加了土的自重，也就意味着受力增加了。材料变弱了，受力却增加了，这时候，很容易产生结构破坏。水对土的作用很复杂，远远不止这些，在这里就不一一介绍。可以肯定的是，在绝大数情况下，水是起的负面作用。正因如此，在工程上，涉及到土的工程通常都回采取排水措施。

看到这里或许大家能理解到只有水充分渗入土的内部里面，才会造成土的强度下降，自重增加，进一步发生结构性的破坏。举一个例子，都说下暴雨会引起滑坡，这个说法从理论上来说是不完整的。只有雨水有机会渗入水中，才会有可能引起滑坡。如果不采取人工加固，良好的植被和有效的排水，防水措施，是防止滑坡的关键。

有一种情况，我们是无法排水的，那就是修大坝。三峡工程地质地震论证报告在讨论库岸稳定时，曾经提到：“老崩塌，滑坡体的重新活动，是未来水库库岸坡失稳破坏的主要形式。”这句话怎么理解呢？要从滑坡的发生说起。

和滑坡相关的主要有两个力：抗滑力和下滑力。抗滑力主要是由土的抗剪强度决定的，它起到稳定边坡的作用。下滑力主要是由边坡潜在破坏面以上的土的重量决定的，起促进滑坡的作用。

当下滑力大于抗滑力时，滑坡就会发生，破坏面以上的土向下滑动。滑动的过程，如果碰上障碍物、滑坡面发生变形性，倾角变小等情况，抗滑力就会变大，下滑力变小。两个力重新达到平衡的时候，滑坡会停止。这就是老滑坡体了。

老滑坡体看起来稳定，但是往往很危险。因为对老滑坡来说，它的抗滑力往往比下滑力只大一点。外界不大的干扰，就有可能引起新一轮的滑坡。水库蓄水对这些老滑坡是致命的。库水降低了土的抗剪强度，意味着抗滑力下降，库水增加了土的自重，下滑力增加。再加上其他一些人为干扰，原先微弱的平衡，很容易被再次打破。

老滑坡相对其他边坡来说，通常坡度要小一些，在不知情的时候，人们往往会选择老滑坡作为定居点。这加大了下滑力，也增加了滑坡的危害性。

三峡工程地震地质论证报告这句话说明越是滑坡多发地，修建水库越要谨慎。因为这些地方有很多老滑坡体或者处于临界状态的新滑坡体。

有专家说：“蓄水到一定位置，一旦边坡稳定以后，继续蓄水，反而会增加边坡的稳定。”这又是怎么回事呢？

这是边坡的一种特殊情况，多发生在岩石边坡。岩石边坡和土质边坡不一样，它的滑移面往往是由岩体的裂隙和节理面决定的。节理面简单的说就是岩体的软弱层，它的强度比主体岩石小很多，有时候甚至接近于土。一旦裂隙和节理面在岩体中的位置确定以后，岩体的潜在滑移面将基本固定，不再随外力的变化而发生太多的变化。这点和其他的结构体是不一样的。

节理面一样会受到水的影响，强度变低。岩石的质地比较密实，自重受水的影响不大。当节理面被充分浸泡以后，继续上升的水位，对潜在滑移面的强度影响可能不大，对上部岩体自重增加也不大（这里还涉及到浮托力的问题）。另一方面，作用在边坡外表的水压却较大的增加了抗滑力。在这样的情况下，蓄水反而有利于稳定。

这是一种特殊情况，不具备普遍性。从专业的角度来说，我们只在技术讨论和研究生课程才会提到。对本科生，会再三强调发生的条件。对非专业人员，我们一般不提。他们不具备专业知识，容易被误导，以概偏全。

以上说的只是滑坡的主要因素，还有一些其他的次要因素。在特定的条件，一些次要因素会转化为主要因素，但是还是那句话，这些情况不具备普遍性。在这里就不一一叙述。

滑坡的治理从本质上来说就是增加抗滑力和稳定下滑力。具体的措施有打抗滑桩，使用锚杆，或者在坡脚推积重物，采取有效的排水防水措施等等。

文章的最后，我想引用一段教科书式的文章来结尾。这段话从工程设计的角度来说没有太大意，它更像是写给普通人看的，我同时也希望更多的专家和官员也能看到这段话。