云南镇雄山体滑坡是否是由于冻胀诱发的 (Frost Heaving)

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1. 引言

岩土工程的问题解释有时是非常困难的，甚至没有确定性的解答和结论，在很大程度上是由于岩土体物理力学性质的空间变异性以及外部因素，如施工工艺、周围环境影响的不确定性以及无法精确追踪过去的历史记录引起的，近期最典型的一个例子是对巴西Brumadinho尾矿坝溃坝大相径庭的解释【[Nature] Brumadinho尾矿坝破坏原因的最新解释】，很难说哪个解释是绝对正确的。

在过去6天，我们连续讨论了云南镇雄山体滑坡可能的诱发因素，在留言中，有一种观点认为滑坡是由冻胀(Frost Heaving)和冰劈引起的，本文就这个观点给出了自己的意见。

2. 冻胀形成的三要素

要形成冻胀，必须具备以下三个要素。

(1) 首先是温度。下图所示的是镇雄县2024年1月份截至到22日滑坡前的气温，1天之内短暂的零度以下不足以构成冻胀所形成的温度，如果这个事件发生在内蒙古的根河市，还可以考虑一下，但这个事件发生的地点是在云南。如果这个短暂的温度都可以形成冻胀导致边坡坍塌，那我们在内蒙古和加拿大的边坡岂不都是危险的边坡，所谓的这个"冻胀"在很大程度上是"臆想"出来的。

下图所示的是镇雄未来15天的天气预报。

(2) 其次是容易冻胀的材料。理论上，如果在有水的情况下，任何类型的土都有产生冻胀的可能，不过对于清洁的砂和砾石而言，基本上可以不考虑冻胀。在北方地区和永久冻土的实践中，对于粉土、粉质粘土类的土，我们在浅基础设计和桩基础设计时都需要考虑冻胀的影响，即把基础置于冻土层下以及忽略桩在冻土层内的侧摩阻力。

有些研究人员确实研究了岩石的冻胀，比如近期的这篇论文(2022) Investigating Influence of Freeze-Thaw Cycles on the Degradation of Sandstone through Discrete Method Modeling，但这仅仅是理论上研究，而且很多情况下研究的是冻融的循环效应，这与本次滑坡的物理条件不同。镇雄山体滑坡区域的材料主要由粘土岩组成，不具备形成冻胀的材料条件。