众所周知, 黄土高原是我国地质灾害高易发区之一, 其中北部地区滑坡、崩塌、滑塌等地质灾害尤其多发, 且危害严重。如2010年3月10日发生在陕西榆林子洲县的石沟黄土滑塌, 砸毁窑洞及房屋29间（孔）, 有27人死亡, 10人受伤, 直接经济损失100万元, 造成了很大的社会影响（图1）。作者从榆林、延安、铜川3市25县国土资源局搜集了这一地区1984— 2009年发生的有记录的地质灾害数据。统计表明, 在面积为84 219 km²的区域内25年间共发生地质灾害486次, 其中造成人员死亡的就有147次, 死亡人数达578人, 而这些记录在案的地质灾害绝大多数为黄土滑塌（占88.5%）, 当地人也叫“ 塌窑” 。

黄土滑塌是一类在黄土高原北部很常见, 很典型, 很具成灾性的滑坡, 尤以榆林的子洲、绥德、米脂等地非常发育。但由于其不具备“ 典型滑坡” 的特点, 如很难说是否有“ 滑面” 存在, 很难用“ 滑动距离” 来表述, 甚至很难分清哪部分是“ 滑坡体” 哪部分是“ 崩塌体” , 更由于其规模小, 不如其它典型黄土滑坡那样受到研究者的重视。但是这类滑坡反映了砂黄土的特性, 是在特定的地质环境条件下发育的一类黄土滑坡, 数量众多, 严重威胁着人类生命财产的安全, 应引起人们的重视。

本文拟从黄土滑塌的定义、分布、典型地质环境、风险特征、触发因素、变形破坏机制和砂黄土性质7个方面做一总结, 以期反映这类滑坡的研究进展, 指出亟需解决的关键问题, 为科学减灾防灾服务。

图1

Fig.1

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	图1 陕西榆林子洲石沟2010年3月10日大型黄土滑塌Fig.1 The large loess slump occurred at Shannxi Yulin Zizhou Shigou on March 10th, 2010

黄土滑塌是一种发生在纯黄土地层中的上部崩塌下部滑动的斜坡重力破坏形式。曲永新等^[1]和张永双等^[2]认为：“ 该类滑坡在产生机理和破坏方式上介于崩塌和滑坡之间, 是一种既不同于黄土滑坡、又不同于黄土崩塌的独立的地质灾害类型” , 其通常有以下特点：①多发生在Q₃及Q₂黄土内。②规模较小, 多为几十方至几千方, 少数上万方。③形态上呈半圆形开口状, 后缘有清晰的环形陡壁。④滑动面深度一般2~5 m, 通常不超过10 m。⑤底部剪出口多位于窑顶之上, 滑塌并不引起窑洞的推移或拉裂, 但滑塌物易砸毁窑洞。黄土滑坡、崩塌、滑塌的异同点列于表1。

表1

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表1(Table.1)

表1 黄土滑坡、崩塌、滑塌的不同特点 Table.1 The different features of loess slide, loess fall and loess slump 特点 黄土滑坡 黄土崩塌 黄土滑塌 特点 黄土滑坡 黄土崩塌 黄土滑塌 易发层位 黄土与基岩或古土壤接触面 纯黄土地层 纯黄土地层 体积 体积较大 体积较小 体积居中 发生部位 剪出口位于斜坡下部 崩塌体位于斜坡上部 破坏面在斜坡中部 运动形式 滑动式 崩落式 坐落式 破坏机制 剪切滑动 拉裂坠落 下部剪切上部拉张

表1 黄土滑坡、崩塌、滑塌的不同特点 Table.1 The different features of loess slide, loess fall and loess slump

黄土高原地区的黄土颗粒组成有地带性分布规律, 自西北向东南依次可划分为3个带：最北部I带为砂黄土带, < 0.005 mm的黏粒含量小于10%; 第II带为黏粉质黄土带, 也即典型黄土区, 黏粒含量10%~20%; 第III带为黏黄土带, 黏粒含量20%~30%^[3]。有研究表明, 黄土滑塌的发生与颗粒的分带密切相关, “ I带为黄土滑塌最严重区, II带为中等或弱发育区, III带黄土滑塌罕见” ^{[1, 2, 4, 5]}。

魏青珂^[6]指出, 以延安为界, 以北是以峁为主的峁梁沟壑丘陵区, 以南则为以塬为主的塬梁沟壑丘陵区, 中间是以梁为主的梁峁沟壑丘陵区。晚更新世黄土细砂含量由北向南逐渐减少, 而黏土含量则逐渐增多, 因此, 由北向南, 地形由峁— 梁— 塬转化, 力学性质相应变好, 故崩塌灾害北部重于南部, 基本说明了砂性黄土滑塌发育的空间分布规律。王德甫等^[7]利用不同时期的航空影像及1∶ 1万地形图, 测算得安塞县黄土滑塌面积占国土总面积的0.9%~3.6%, 而米脂县占4.86%, 为了解这类滑坡的区域性发育强度提供了直观数据。

因此, 砂性黄土滑塌主要分布在上述所划分的3带中的I带和II带的北部。具体到陕西境内, 则主要是榆林的南部区域和延安的北部区域, 包括榆林的定边、靖边、横山、榆阳、神木、府谷等北6县的南部, 和子洲、绥德、米脂、佳县、吴堡、清涧等南6县的大部, 以及延安的吴起、志丹、安塞、子长等县的大部, 和宝塔、延长、延川等县（区）的北部（图2）^[8]。

图2

Fig.2

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	图2 陕北砂性黄土滑塌分布范围图[8]Fig.2 The scope of sandy loess slumps in north of Shaanxi Province [8]

对榆林市南5县1985— 2010年发生且有确切日期记录的所有28个黄土滑塌野外调查结果显示：榆林南部属于黄土滑塌的重灾区, 这5个县的黄土滑塌在数量上以子洲县占绝对优势, 绥德与子洲地质地貌条件接近, 位居其次, 其余清涧、吴堡、佳县3县则相对轻微, 这可能与这3县靠近黄河谷地, 黄土受到侵蚀较深, 残余较薄有关。在这一地区发育的黄土滑塌, 小型（< 1万m³）占63%, 中型（≥ 1万m³~ < 10万m³）占26%, 大型（≥ 10万m³）仅占11%。当然, 没有或无法“ 记录在案” 的黄土滑塌数量更多, 这从野外沟壑纵横、支离破碎的地貌上可以明显观察到, 大量的滑塌因为没有造成人员伤亡, 或者远离村庄、城镇、交通线而被人们忽视。

黄土滑塌多发生在黄土沟壑系统的幼年期— 中年期沟谷中, 沟谷宽度一般不大, 在几十米至上百米之间, 沟谷斜坡的地层结构从上至下分别为晚更新世黄土、中更新世黄土、早更新世黄土、新近纪红黏土、中生代砂泥岩等, 但许多坡体出露地层不完整, 只有其中的一层或两层。

当地的村落聚居区往往依山势而建, 在沟谷的一侧斜坡体上进行开挖、修路、建房、箍窑。由于地形狭窄, 村路一般紧邻河沟, 屋舍或窑洞一般建在相对道路较高的一个位置, 但整体的居住区还是集中在坡体中下部。一般而言, 道路和房屋多位于河沟的凹岸, 与之相对的另一侧凸岸, 由于淤积多形成高漫滩或堆积阶地, 地层为冲、洪积黄土状土, 地形较为平坦, 适宜居住, 但由于当地极度缺乏农业用地, 加之土地资源紧张, 因此这部分土地多被开发为农田, 而没有作为居住用地（图3）。正是这样一种居住模式（即在沟谷的凹岸一侧进行民居建设）, 使得凹岸谷坡中下部遭到开挖, 使得原本就受到河流侵蚀的斜坡进一步释放了水平约束力, 破坏了斜坡应力平衡状态, 增大了坡脚剪应力, 从而引发了坡体的变形和破坏。

该区居民一般是将自然坡体向内开挖一个平台, 然后再在其上箍窑及建房。斩坡建窑的位置多在Q₁及Q₂的黄土地层中, 而滑塌多发生在Q₃及Q₂黄土内（图3）。一般野外所见Q₃及Q₂黄土之间无明显的古土壤层, 但上下岩性有明显区别。斜坡体多发育拉张性裂隙、或暗穴、陷穴、冲穴、生物洞穴等, 土体结构的完整性较差, 这些为降雨或融雪的入渗创造了条件, 是土体强度降低的地质因素。

图3

Fig.2

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	图3 黄土滑塌发育的典型地质环境Fig.2 The typical geological environment where loess slumps occurred

黄土滑塌的破坏情形大致如下：上部土体塌落下来, 致使窑洞的前半部分被砸毁, 土体连同砸毁的窑体掩埋住了窑洞口。而窑掌部位（即窑洞的后部）由于靠近坡体内部, 后部有支撑, 则有可能不受破坏, 留有一定的空间。此时若人员在掌部, 则有可能暂时不被压埋。宋立胜等^[9]研究发现, 由于黄土滑塌造成的“ 塌窑” , 约62%的人压死在门坎上, 25%的人在外逃途中压死在窑门口外, 13%的人压死在靠近门口的坑上, 均死于窑洞的前半部。但是, 若滑塌体所处部位较高, 与窑洞之间落差很大; 或窑洞位置不利, 全部暴露于滑塌体之下, 则也可能砸毁整个窑洞。

关于黄土滑塌的风险可得到以下初步认识：①滑塌规模都不大, 尤其是造成人员伤亡的灾点, 往往是几百方土就造成了砸毁窑洞、致人死伤的事件。②造成死亡的灾害点, 黄土滑塌多于黄土滑坡。滑塌往往由于其速度快, 事先无前兆, 而造成人员伤亡。黄土滑坡在这一地区也较为常见, 容易造成坡体变形, 使其上建筑物变形, 造成一定的财产损失, 但由于其运动速度较慢, 人员伤亡要少。③多数黄土滑塌的底部剪出口位置都较高, 多位于窑顶之上, 它们的滑动并不能引起下部窑洞的位移。这类破坏的危险往往是上部滑塌体落下, 砸毁窑洞的“ 窑脸” 及前半部, 将整个窑洞埋入滑塌物之中, 而“ 窑掌” 部位则留有一定的空间。④正是基于上述风险原理, 当地俗语常有“ 坍窑不坍掌” 之说（图4）, 意指发生黄土滑塌时, 窑洞的前半部分容易坍毁, 而后半部分不致完全坍毁, 这就为被埋人员的存活留有一定空间, 若抢救及时则可幸免于难。

图4

Fig.4

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	图4 黄土滑塌对窑洞的破坏特征（“ 坍窑不坍掌” ）Fig.4 “ The front destroyed whereas the rear intacted” when loess slump fall down the cave dwelling

我国学者在解放初期就对黄土滑塌有了一定的研究和认识。如张厚环^[10]认为：黄土滑塌发生在“ 有纵向节理的沟缘地方, 在下雨时径流沿地面流入其缝内, 浸湿底部, 使基础软化, 减少了土壤支撑力” 。林华甫^[11]提出：发生滑塌的地方“ 一般海拔都在2 000 m左右, 天寒, 冰冻期长, 每届严冬, 地表上层都结了冰, 地下水在土壤内由于外表土层都成了硬壳不能流出, 雍高了水位, 增大了位能, 到次年3~4月天暖开冻, 外表土层经过冻结粉化疏松, 同时因地下水增大了位能, 向外涌出的力量更大” 。他们对黄土滑塌的机理认识到今天仍具代表意义。

原本处于稳定状态或极限平衡状态的边坡, 在外界因素的影响或作用下, 在一个较短的时间内发生了失稳破坏现象, 这一外界因素就称之为诱发因素。黄土滑塌的诱发因素可分为四类, 其中降雨入渗占40%; 冻融或冻胀占30%; 开挖坡脚占19%; 其他因素占11%^[12]。

①降雨。降雨是触发各类滑坡的最主要因素^[13]。通过分析1985— 1994年发生的92次黄土滑塌发现^[6]：4~10月发生的次数最多, 达83次, 占统计总数的90.2%, 死亡人数为198人, 占总数的80%, 而其中以7、8月份发生最多, 达46次, 占总数的50%, 这与该时期的降雨量大, 暴雨多有直接关系。降雨对黄土滑坡的诱发机理非常复杂^[14]：对陕北榆林、延安、铜川1960— 2009年发生的298个黄土滑坡案例, 运用相关分析、Logistic回归等多种统计方法, 研究不同降雨入渗模式下的降雨临界值, 结果表明暴雨、大雨、中雨、小雨均可诱发黄土滑坡, 其临界降雨量从（0.1~10.0）~（50.1~60.0）mm/d不等, 说明黄土斜坡复杂的地质结构, 如发育的大量裂缝、落水洞等因素, 决定了降雨对滑坡诱发作用的复杂性。该地区的连阴雨更易于触发黄土滑塌的发生, 这种地质灾害滞后于降雨的特性也为预警提供了宝贵的时间。

②冰雪冻融或冻胀。黄土高原北部属于温带和暖温带半干旱大陆性季风气候, 年均气温10℃, 多年平均冻结天数约180天^[15], 降雪量较大, 因此降雪这个触发因素占有较大的比重, 表现为春季的冻融和冬季的冻胀对斜坡的影响。春季气温回升, 积雪融化, 雪水沿坡体的裂隙入渗, 类似于雨水的破坏作用, 从而引发滑塌。研究冻融诱发黄土滑坡无法像降雨那样有区域性的临界值, 多是与单体滑坡的破坏机理联系在一起的。如吴玮江^[16]对季节性冻融作用与斜坡整体变形破坏做了定性分析, 刘小军^[17]对冻融作用对土体强度参数的影响做了研究, 得到冻融使土样黏聚力降低, 内摩擦角增大, 对黏聚力的影响大于对摩擦角的影响的结论。另外一种滑塌发生在隆冬时节, 既无降雨也无融雪, 概因冻胀作用引发。积雪沿土体的张性裂隙充填, 继而可产生冰冻冻结, 冰楔在裂隙中有冻胀现象, 从而使裂缝进一步增大, 导致坡体破坏。

还有一种机理称之为“ 冻结滞水促滑效应” ^[18]。黄土斜坡中的地下水呈脉状或囊状不均匀地分布在某些低洼部位, 以泉或面状渗出的形式排泄。冬季时, 泉流量较小, 泉口常被冻结而断流, 加之斜坡表部土层冻结, 便在地下水排泄处形成季节性“ 拦水坝” , 阻滞了水向外排泄, 整个坡体成为一个完整的贮水囊。地下水源源不断地向中下部坡体运移, 使地下水逐渐富集, 扩大了斜坡区的含水范围, 抬高了地下水位。土体被地下水软化, 强度降低, 构成了潜在滑动面。而且地下水位升高还产生了较大的静水压力, 使坡体内有效压力降低, 降低了斜坡稳定性, 最终导致斜坡破坏。利用冻结温度场数值模拟, 可推导得坡体地下水浸润线方程, 得出冻结滞水可使斜坡稳定性降低25%的结论^[19]。

③开挖坡脚。坡脚开挖也是导致黄土滑塌发生的重要因素, 在此特指排除降雨或降雪的影响, 纯粹是由开挖坡脚所致的黄土滑塌。开挖坡脚形成临空面, 改变了原有的应力平衡, 可致使坡体上部出现拉应力集中, 下部出现剪应力集中, 从而形成下部的剪切式破坏和上部的拉裂式破坏, 最终导致滑塌的发生。

④其他因素。包括：在坡体中部修建蓄水窖, 水窖渗漏, 导致土体饱和, 形成软弱面, 而发生的破坏; 废土窑长久无人居住, 强度降低, 产生坍顶, 使上部坡体失去支撑, 而导致的破坏; 以及纯粹的自然节理裂隙发育, 不断的累进性强度减低, 而导致的破坏等等。宁社教^[20]对陕西吴旗“ 2002-07-25” 黄土滑塌的成因及特点进行了分析, 认为是特定的地质地貌条件、连续降雨、人工切坡和坡顶渗漏引起的滑塌, 具有一定的代表性。此外, 地震、灌溉、坡顶加载、开山打炮等也是文献中经常提及的诱发因素。

综合看来, 单一因素诱发黄土滑塌的较少, 实际情况往往是降雨入渗、融雪入渗、冰冻冻胀、人工开挖等各种因素, 与坡体上各类裂隙相互作用, 造成渐进式破坏, 而最终导致滑塌的发生。

滑坡的变形破坏机制是滑坡的宏观变形破坏特征、微观变形破坏表现、以及随时间的变化过程等的综合反映。对黄土滑坡较早开展现场监测、物理模拟的文宝萍等^[21]、李媛等^[22]通过对天水市孟家山黄土— 红层（N₂）接触面滑坡的研究, 认为其破坏模式为“ 坡体蠕动— 后缘拉裂— 滑带由中部向两侧发展— 剪出口形成— 坡体突滑” , 使得黄土滑坡变形模式研究取得很大进展。但这类黄土滑坡属于红黏土接触面滑坡, 与纯黄土滑塌还有一定差异。前人提出的黄土滑塌破坏模式有以下几种：

①先塌后滑。雷祥义等^[4]对纯黄土滑塌的形成过程作了研究, 将其称之为张裂— 滑移式黄土滑塌。其破坏模式可概括为：斩坡开挖形成人工谷缘, 谷缘附近发育卸荷节理, 其下往往有顺坡倾伏的古土壤层(S₁), 雨水沿裂缝灌入土体后, 软化古土壤层, 使土体逐渐滑移, 其重心一旦滑出陡坡, 就会产生崩塌。在纵剖面上一般可以划分出崩塌区、崩滑区和堆积（毁窑）区3个区段（图5）。这种破坏模式适用于人工斩坡较为高陡的地带, 反映了部分斜坡破坏事实, 其要点为先发生张裂破坏, 后发生滑移破坏。

图5

Fig.5

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	图5 先塌后滑的破坏模式[4]Fig.5 Loess slump’ s failure mode of falling firstly and sliding secondly[4]

②先滑后塌。曲永新等^[1]、张永双等^[23]认为砂性黄土滑塌的破坏可分为3个阶段：一是早期前缘强度屈服（结构剪切破坏）坡脚鼓出、后缘拉张破坏、滑体坐落阶段; 二是快速滑动阶段; 三是坡体结构解体、崩落和堆积阶段（图6）。与雷祥义等不同, 其要点为“ 先滑后塌” 的破坏模式。张永双等又对该类黄土滑塌做了数值模拟研究^[24], 分别计算了不同高度、坡度、坡型（阶梯型和直线型）、工况（降雨和地震）下的斜坡稳定性, 结果显示, 最大剪应力和塑性应变均发生在坡脚部位, 验证了“ 先滑后塌” 的破坏模式, 并显示坡脚为剪出口的位置。

图6

Fig.6

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	图6 先滑后塌的破坏模式[23]Fig.6 Loess slump’ s failure mode of sliding firstly and falling secondly[23]

③中部向两头延伸破坏。王念秦^[25]将黄土滑坡的运动特征分为“ 静动阶段” 和“ 运动阶段” , 其运动阶段的运动形式可分为滑动抛出型、错动挤出型和错落平铺型三种。其中错落平铺型的特点为：剪出口位置在地面线以上一定高度, 滑体沿黄土中陡倾的垂直裂缝向下错动, 与地面撞击后弹射平铺, 基本解体, 这种模式看来可部分解释砂性黄土滑塌的野外观测现象。其表述的黄土斜坡渐进变形破坏模式为：“ 拉张应力集中区首先出现在坡顶后部一定范围内, 但剪— 压应力集中区, 不是在坡脚, 而是在坡体中部, 具体位置与坡高和坡率有关。中部的剪应力集中带将超过土体的峰值强度, 此时破坏将发生, 土体抗剪强度将迅速降到残余值。然后, 同样的渐进性破坏过程将随时间而发展, 一方面拉张裂缝向下延伸以达到破坏面, 另一方面中部破坏区同时向上、向下延伸, 当达到坡脚部位时, 斜坡整体失去稳定性” （图7）。

图7

Fig.7

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	图7 中部向两头延伸的破坏模式[25]Fig.7 Loess slump’ s failure mode of from middle parts extending to top and bottom[25]

④整体错落的破坏模式。李同录^[26]将黄土滑坡按运动方式分成错落式滑坡、远程高速滑坡、低速缓动滑坡和滑坡泥流4种类型, 并对每类滑坡的致灾范围预测方法进行了研究。后来, 章健等^[27]进一步建立了错落式黄土滑坡的运动学模型（图8）, 其错落式在宏观表现上与黄土滑塌的外观有一定相似之处。

图8

Fig.8

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	图8 整体错落的破坏模式[27]Fig.8 Loess slump’ s failure mode of integrated sliding and falling[27]

③下部剪切破坏上部拉张倒塌的模式。通过我们的野外调查和离心机模拟实验, 总结出黄土滑塌的破坏过程如下：斜坡上部发育拉张裂缝或各种洞穴, 雨水或融雪沿通道下渗入坡体内部, 在下部形成软弱结构面; 在自重引起的剪切力作用下使之发生剪切性破坏, 使下部土体向前剪出; 上部土体失去下部支撑后会导致进一步拉裂, 从而脱离母体形成崩塌; 崩塌体落在先前的下部剪切破坏体之上, 形成完整的滑塌堆积物。需要注意的是, 黄土滑塌与崩塌在形态上是极为相似的, 堆积体均呈锥形, 有些保留了原始坡体结构, 有些则扰动很大, 杂乱无序, 以砂性黄土的天然休止角堆积, 因此, 野外常常容易混淆, 但实际上两者的变形破坏机制是不同的（图9）。黄土崩塌常常发生在高陡边坡的上部, 其上发育有垂直裂隙, 雨水、融雪、冰冻等逐渐扩大裂隙规模, 降低土体强度, 最后在倾覆力矩的作用下, 发生倾倒式破坏, 倾倒的黄土体坠落下来, 则形成黄土崩塌。

图9

Fig.9

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	图9 黄土滑塌与黄土崩塌的对比示意图Fig.9 Illustration for the contrast of loess slump and fall

黄土滑塌之所以具有上述特点是与其物质基础— 砂黄土的弱胶结性分别不开的。许多学者对黄土的结构性研究从未间断, 如采用扫描电镜对黄土结构进行分类研究, 总结了显微结构类别与湿陷系数间的关系^[28], 用汞压法揭示黄土孔隙、孔径分布及其与湿陷性的关系^[29], 进行黄土微结构形态信息的提取^[30], 以及黄土结构强度概念和指标的建立^[31]等。有学者认为^[32]黄土颗粒之间的力有联结力和摩擦力两种。联结力属于短程力, 包括化学胶结力、土颗粒间分子引力、薄膜水和毛细管水产生的吸力; 摩擦力属于远程力, 是土体受力时土颗粒之间的摩擦力和咬合力; 黄土的结构强度就是由联结强度和摩擦强度组成的。根据我们野外调查的结果, 许多黄土滑塌是在非饱和土层中发生的。但由于非饱和土力学性质复杂, 直接从理论上探究其力学性质是十分困难的, 所以根据试验成果发现规律性, 然后通过理论加以解释是一个基本的研究思路, 但目前对非饱和原状黄土的变形、强度、屈服及本构模型等尚未形成完整体系^[33]。

专门针对砂黄土结构所做的研究较少。李滨等^[34]研究了晚更新世砂黄土强度变形特性, 在真三轴条件下Q₃砂黄土剪切破坏方式以侧胀破坏、单缝剪切破坏为主, 少数发生锥形破坏、双缝剪切破坏和T型缝剪切破坏, 其破坏模式与含水率显著相关。张永双等^[35]采用SEM、XRD、土壤物理和土壤化学等方法, 对陕北晋西12个县市48个马兰黄土砂黄土样品进行了测试分析。结果表明, 砂黄土中的黏土矿物和超细碳酸盐、游离氧化物和有机质等胶结物质主要是以聚集体包膜的形式存在于碎屑颗粒表面, 并构成砂黄土骨架间的结构联结, 具有弱胶结特性。砂黄土中黏土矿物和有机质为非水稳性胶结物质, 仅在干燥状态具有较弱的胶结作用; 黄土中的CaCO₃呈粗颗粒骨架和细分散超细碳酸钙两种形式存在, 并分别起着骨架作用和胶结作用, 超细碳酸钙为不可逆的胶结材料, 在聚集体形成、保存以及聚集体与碎屑颗粒之间的联结方面发挥着重要作用; 非晶质游离氧化物（SiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃）含量虽低, 但由于他们是以薄膜形式分布在颗粒表面, 在黄土胶结作用中也是不可忽视的, 并与上述各种胶结物共同起作用。我们对砂黄土的电镜扫描图像也较好地反映了这些特征 （图10）。

图10

Fig.10

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	图10 扫描电镜影像显示砂黄土的弱胶结性Fig.10 SEM image showing the existence of weakly cemented materials

典型黄土作为一种胶结性土, 其强度和胶结特性可以由日常所见的多种现象反映出来, 如黄土窑洞可以在无支撑条件下开挖并在无衬砌条件下长期使用, 5 m至10余m的直立边坡可以长期保存等。但是在黄土高原北部, 黄土粒度成分以粗粉粒级为主, 从工程分类的角度属于粗粉土即非黏性土（人们习惯称之为砂黄土）, 其胶结程度比黄土高原中部和南部的黄土弱一些^[31]。我们对不同黄土分别取样, 测试其物理力学指标如表2^{[36, 37]}。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 不同类型黄土物理力学指标 Table 2 Physical and mechanics index of different loess 测试项目 黄土类型 干密度 /(g/cm3) 孔隙比 液限 /% 塑限 /% 湿陷系数(p=200) 压缩系数(0.1~0.2) /MPa-1 黏聚力 /kPa 摩擦角 /º 取样 地点 晚更新世 砂黄土 1.34 1.02 25.1 15.9 0.055 0.12 32 26.4 子洲县 黏粉质黄土 1.44 0.94 27.1 17.2 0.075 0.19 34 24.1 宝塔区 黏黄土 1.39 0.95 26.5 18.2 0.037 / 25 25.1 富县 中更新世 砂黄土 1.50 0.80 25.2 16.0 0.009 0.08 58 29.4 子洲县 黏粉质黄土 1.63 0.70 29.1 17.5 0.013 0.13 45 29.8 宝塔区 黏黄土 1.41 0.92 25.3 17.6 0.018 / 34 31.0 富县 早更新世 砂黄土 1.56 0.73 24.6 15.6 0.010 0.09 79 30.5 子洲县 黏粉质黄土 1.86 0.52 29.0 18.9 0.003 0.08 / 32.4 宝塔区 黏黄土 1.57 0.73 29.2 18.5 0.006 / 45 32.8 富县

表2 不同类型黄土物理力学指标 Table 2 Physical and mechanics index of different loess

黄土滑塌作为重力侵蚀的一种形式, 本身即是黄土高原水土流失的重要组成部分, 按最新的地表过程研究学的观点^[38], 它是现代千沟万壑的黄土地貌形态的重要营力之一。而且除了对水土流失的影响, 它还是引发人类伤亡的重要地质灾害类型之一, 理应引起人们的重视和研究。但相较于其他类型的滑坡, “ 砂性黄土滑塌” 总体研究程度较低, 前期的工作大多是定性的、观察性的、描述性的。总结来看, 各方面研究还存在以下问题：①关于其分布和发育特征, 仅有大区域的分布规律, 缺乏精细化分区和分类, 缺乏对发育特征的定量化描述。②在诱发因素方面, 专门针对砂性黄土滑塌的研究较少。降雨诱发黄土滑塌有初步的研究结果, 但由于破坏模式的复杂性, 仍缺乏定量的和有说服力的斜坡稳定性与降雨量之间的相关关系。冻融作用对斜坡稳定性的影响仅限于机理的定性解释, 而冻胀作用的影响仅限于野外的观察和推断。③滑坡的变形破坏机制提出了“ 张裂— 滑移式” 、“ 先滑后塌式” 、“ 错落平铺型” 、“ 整体错落式” 等, 最新的研究表明其符合下部剪切破坏上部拉张倒塌的模式。④在砂黄土结构性方面, 尽管已有一定的研究基础, 但仍存在样品测试数量少, 缺乏相互验证等问题。⑤黄土滑塌的微观机理研究仍很欠缺。

从各位学者已有的研究可以看出, 同为黄土滑坡, 但由于类型不同（如黄土— 泥岩接触面滑坡和纯黄土滑坡）, 或者由于斜坡所处的微地貌不同（如高陡边坡和一般边坡）, 使得滑坡的变形破坏形式有很大差别; 即便同为纯黄土滑坡, 由于岩性不同（如典型黄土和砂黄土）, 也表现出不同的变形破坏特征。由于砂性黄土滑塌兼有“ 滑坡” 和“ 崩塌” 的特性, 这种复合型更导致了其复杂性, 因此, 厘清其变形破坏机制尤为重要。今后的研究应立足于广泛的野外调查, 进一步查明诱发因素, 总结该类滑坡的宏观变形破坏特征, 选取合适的原型, 综合运用数值模拟和物理模拟的手段, 建立不同诱发因素影响下的地质力学模型, 基于应力— 应变关系, 定量分析黄土滑塌的变形破坏机制, 阐明其微观机理。