青藏高原東南部大型巖質(zhì)高速遠程崩滑啟動地質(zhì)力學模式初探
發(fā)布時間:2021-01-18 06:59
高速遠程崩滑破壞性居各類崩滑之首。青藏高原東南部是中國大型高速遠程崩滑最發(fā)育的地區(qū)。源區(qū)斜坡破壞是大型高速遠程崩滑發(fā)生的前提,弄清源區(qū)斜坡破壞模式及其發(fā)生條件既是研究此類崩滑高速遠程機理的基礎,也是預防此類崩滑災害的前提;谇嗖馗咴瓥|南部15處具有不同流動特征和流通路徑的大型高速遠程崩滑現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)和前人資料,分析了15處崩滑源區(qū)斜坡地形地質(zhì)條件、斜坡破壞模式和誘發(fā)因素。研究發(fā)現(xiàn):1)源區(qū)斜坡高陡和剪出口高位是高速遠程崩滑的必要條件,坡高大于150 m、坡度大于30°、剪出口高出坡底大于100 m可能是區(qū)內(nèi)高速遠程崩滑發(fā)生的基本地形條件;2)區(qū)內(nèi)高速遠程崩滑多發(fā)于花崗巖、玄武巖兩類堅硬塊狀巖斜坡和片麻巖、變質(zhì)砂巖+板巖、灰?guī)r這3類堅硬–較堅硬層狀巖斜向坡、逆向坡和陡傾順向坡;3)斜坡破壞模式受結構面控制,具有復合楔形體滑動、不規(guī)則塊體復合平面滑動、不規(guī)則塊體傾倒–崩落、彎曲折斷–滑移和順層滑移–潰曲等5類破壞模式;4)崩滑受地震誘發(fā)最為普遍,冰川融水其次,自重作用下的累進性破壞也時有發(fā)生。以斜坡地質(zhì)結構、破壞模式和失穩(wěn)動力類型為切入點,青藏高原東南部大型高速遠程崩滑源區(qū)斜坡...
【文章來源】:工程科學與技術. 2020,52(05)北大核心
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
青藏高原東南部地質(zhì)簡圖與崩滑點分布圖[2]
顯著流動性是高速遠程崩滑的最大特征之一。基于崩滑啟動和運動過程中是否有水的大量參與,高速遠程崩滑的流動特征有碎屑流型和液化型兩類,又稱干碎屑流和濕碎屑流[11–12]。從流動特征上,區(qū)內(nèi)碎屑流型、液化型崩滑均有發(fā)育。15處崩滑中,液化型高速遠程滑坡共4處:易貢、尼續(xù)、亂石包和然乃滑坡,尤以前3處滑坡液化特征最為典型(圖3(a)、(b));其余11處為碎屑流型,如表1所示,尤以通欽崩塌、王大龍、魯車渡和爛泥溝滑坡的碎屑流特征最為典型(圖3(c)、(d))。因崩滑數(shù)量有限,尚不能確定兩類崩滑的相對多發(fā)程度。流通路徑上,溝道型、低緩谷坡型和對岸斜坡型均有發(fā)育。15處崩滑中,溝道型共4處:易貢、王大龍、爛泥溝和魯車渡滑坡(表1),以易貢、爛泥溝和魯車渡滑坡最為典型(圖3(a)、(c));對岸斜坡型共3處:續(xù)邁、七色海子和馬鞍山滑坡,以續(xù)邁和七色海子滑坡的逆沖特征最為典型(圖4);其余8處崩滑運動路徑多為河谷階地,部分為緩坡和冰川U型谷,以通欽崩塌、尼續(xù)、亂石包和然乃滑坡最為典型(圖3(b)、(d))。
國外學者將巖質(zhì)高速遠程崩滑統(tǒng)稱為“rock avalanche”[4],中國學者習慣根據(jù)啟動時斜坡破壞方式將其歸為滑坡、崩塌兩類(本文采用此歸類方法)。自1932年Heim[5]發(fā)表對瑞士災難性大型高速遠程滑坡—Elm滑坡的研究成果以來,大型高速遠程崩滑一直是各國學者的研究熱點,并對這類崩滑的運動、堆積及其地貌特征等,形成了一定共識[3–4,6–7]。但是,對這類崩滑的高速遠程機理及其成生規(guī)律尚無共性認識。不同學者基于某個和某些現(xiàn)象,提出不同假說解釋其內(nèi)在機理,如:滑面峰殘強度差效應[8]、滑面摩擦生熱效應[9]、運動過程機械碎裂與顆粒流效應[7,10]、運動路徑下墊面受載不排水液化效應[11]、聲波振動效應[12]等。對這類崩滑“高速遠程”的界定,國內(nèi)外尚無統(tǒng)一標準。依據(jù)崩滑的速度、落差、滑程等特征指標及其關系(圖1),不同學者提出不同的下限標準,如:速度5 m/s、滑程1 km[4],速度20 m/s、滑程1 km[13],速度100 km/h、滑程大于5倍落差[14]等。目前,多數(shù)學者接受落差與滑程比(H/L)上限0.6的界定及Hunger等[4]提出的速度5 m/s、滑程1 km的下限指標。本文高速遠程崩滑的確定也采納該界定指標。中國學者對青藏高原及其東南部大型高速遠程崩塌研究一直以間斷、零星案例研究為主。最早研究始于施雅風等[15]于1965年11月22日滑坡發(fā)生后對云南祿勸縣上普福村爛泥溝滑坡的調(diào)查性研究。其在災后現(xiàn)場調(diào)查基礎上,對滑坡特征及斜坡失穩(wěn)原因和高速運動過程進行了初步研究,提出地形、巖性、結構面控制源區(qū)斜坡穩(wěn)定性的基本認識。2000年4月9日,西藏波密易貢滑坡發(fā)生后,許多學者圍繞易貢滑坡的運動、堆積特征和高速遠程機理、滑坡—碎屑流—堰塞壩災害鏈等,進行了較深入研究,明確了源區(qū)楔形體滑坡對溝道路徑上飽水松散冰磧物加載后的不排水液化是導致其高速遠程的根本原因[16–18]。近5年來,為服務于即將啟動的川藏鐵路工程,部分學者對該地區(qū)該特征非常典型的亂石包滑坡、尼續(xù)滑坡的形成年代、堆積地貌和可能運動特征等進行了較深入的研究,大致厘清了滑坡形成時代、滑坡活動與區(qū)域構造關系等基本問題[19–23]。但是,區(qū)域上大型高速遠程崩滑形成條件的規(guī)律如何、斜坡破壞模式怎樣,尚不清楚。顯然,聚焦源區(qū)探尋這類崩滑形成規(guī)律和斜坡破壞模式,不僅能完善對區(qū)內(nèi)外動力作用規(guī)律的認識,研究結果在理論上也可為這類崩滑形成機理研究的概念模型的建立奠定基礎,實踐中可為這類崩滑隱患早期識別提供依據(jù),為重大工程選址提供科學依據(jù)。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]易貢滑坡-碎屑流-堰塞壩潰壩鏈生災害全過程模擬與動態(tài)特征分析[J]. 戴興建,殷躍平,邢愛國. 中國地質(zhì)災害與防治學報. 2019(05)
[2]青藏高原東緣理塘亂石包高速遠程滑坡發(fā)育特征與形成機理[J]. 郭長寶,杜宇本,佟元清,張永雙,張廣澤,張敏,任三紹. 地質(zhì)通報. 2016(08)
[3]青藏高原大陸動力學研究若干進展[J]. 許志琴,楊經(jīng)綏,侯增謙,張澤明,曾令森,李海兵,張建新,李忠海,馬緒宣. 中國地質(zhì). 2016(01)
[4]地震高位滑坡形成條件及拋射運動程式研究[J]. 王運生,徐鴻彪,羅永紅,吳俊峰. 巖石力學與工程學報. 2009(11)
[5]易貢遠程高速滑坡形成原因試驗探索[J]. 胡明鑒,程謙恭,汪發(fā)武. 巖石力學與工程學報. 2009(01)
[6]青藏高原碰撞造山帶成礦作用:構造背景、時空分布和主要類型[J]. 侯增謙,莫宣學,楊志明,王安建,潘桂棠,曲曉明,聶鳳軍. 中國地質(zhì). 2006(02)
[7]西藏波密易貢高速巨型滑坡特征及減災研究[J]. 殷躍平. 水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2000(04)
[8]災害性滑坡啟程劇動與行程高速的機理[J]. 胡廣韜. 災害學. 1987(01)
本文編號:2984504
【文章來源】:工程科學與技術. 2020,52(05)北大核心
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
青藏高原東南部地質(zhì)簡圖與崩滑點分布圖[2]
顯著流動性是高速遠程崩滑的最大特征之一。基于崩滑啟動和運動過程中是否有水的大量參與,高速遠程崩滑的流動特征有碎屑流型和液化型兩類,又稱干碎屑流和濕碎屑流[11–12]。從流動特征上,區(qū)內(nèi)碎屑流型、液化型崩滑均有發(fā)育。15處崩滑中,液化型高速遠程滑坡共4處:易貢、尼續(xù)、亂石包和然乃滑坡,尤以前3處滑坡液化特征最為典型(圖3(a)、(b));其余11處為碎屑流型,如表1所示,尤以通欽崩塌、王大龍、魯車渡和爛泥溝滑坡的碎屑流特征最為典型(圖3(c)、(d))。因崩滑數(shù)量有限,尚不能確定兩類崩滑的相對多發(fā)程度。流通路徑上,溝道型、低緩谷坡型和對岸斜坡型均有發(fā)育。15處崩滑中,溝道型共4處:易貢、王大龍、爛泥溝和魯車渡滑坡(表1),以易貢、爛泥溝和魯車渡滑坡最為典型(圖3(a)、(c));對岸斜坡型共3處:續(xù)邁、七色海子和馬鞍山滑坡,以續(xù)邁和七色海子滑坡的逆沖特征最為典型(圖4);其余8處崩滑運動路徑多為河谷階地,部分為緩坡和冰川U型谷,以通欽崩塌、尼續(xù)、亂石包和然乃滑坡最為典型(圖3(b)、(d))。
國外學者將巖質(zhì)高速遠程崩滑統(tǒng)稱為“rock avalanche”[4],中國學者習慣根據(jù)啟動時斜坡破壞方式將其歸為滑坡、崩塌兩類(本文采用此歸類方法)。自1932年Heim[5]發(fā)表對瑞士災難性大型高速遠程滑坡—Elm滑坡的研究成果以來,大型高速遠程崩滑一直是各國學者的研究熱點,并對這類崩滑的運動、堆積及其地貌特征等,形成了一定共識[3–4,6–7]。但是,對這類崩滑的高速遠程機理及其成生規(guī)律尚無共性認識。不同學者基于某個和某些現(xiàn)象,提出不同假說解釋其內(nèi)在機理,如:滑面峰殘強度差效應[8]、滑面摩擦生熱效應[9]、運動過程機械碎裂與顆粒流效應[7,10]、運動路徑下墊面受載不排水液化效應[11]、聲波振動效應[12]等。對這類崩滑“高速遠程”的界定,國內(nèi)外尚無統(tǒng)一標準。依據(jù)崩滑的速度、落差、滑程等特征指標及其關系(圖1),不同學者提出不同的下限標準,如:速度5 m/s、滑程1 km[4],速度20 m/s、滑程1 km[13],速度100 km/h、滑程大于5倍落差[14]等。目前,多數(shù)學者接受落差與滑程比(H/L)上限0.6的界定及Hunger等[4]提出的速度5 m/s、滑程1 km的下限指標。本文高速遠程崩滑的確定也采納該界定指標。中國學者對青藏高原及其東南部大型高速遠程崩塌研究一直以間斷、零星案例研究為主。最早研究始于施雅風等[15]于1965年11月22日滑坡發(fā)生后對云南祿勸縣上普福村爛泥溝滑坡的調(diào)查性研究。其在災后現(xiàn)場調(diào)查基礎上,對滑坡特征及斜坡失穩(wěn)原因和高速運動過程進行了初步研究,提出地形、巖性、結構面控制源區(qū)斜坡穩(wěn)定性的基本認識。2000年4月9日,西藏波密易貢滑坡發(fā)生后,許多學者圍繞易貢滑坡的運動、堆積特征和高速遠程機理、滑坡—碎屑流—堰塞壩災害鏈等,進行了較深入研究,明確了源區(qū)楔形體滑坡對溝道路徑上飽水松散冰磧物加載后的不排水液化是導致其高速遠程的根本原因[16–18]。近5年來,為服務于即將啟動的川藏鐵路工程,部分學者對該地區(qū)該特征非常典型的亂石包滑坡、尼續(xù)滑坡的形成年代、堆積地貌和可能運動特征等進行了較深入的研究,大致厘清了滑坡形成時代、滑坡活動與區(qū)域構造關系等基本問題[19–23]。但是,區(qū)域上大型高速遠程崩滑形成條件的規(guī)律如何、斜坡破壞模式怎樣,尚不清楚。顯然,聚焦源區(qū)探尋這類崩滑形成規(guī)律和斜坡破壞模式,不僅能完善對區(qū)內(nèi)外動力作用規(guī)律的認識,研究結果在理論上也可為這類崩滑形成機理研究的概念模型的建立奠定基礎,實踐中可為這類崩滑隱患早期識別提供依據(jù),為重大工程選址提供科學依據(jù)。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]易貢滑坡-碎屑流-堰塞壩潰壩鏈生災害全過程模擬與動態(tài)特征分析[J]. 戴興建,殷躍平,邢愛國. 中國地質(zhì)災害與防治學報. 2019(05)
[2]青藏高原東緣理塘亂石包高速遠程滑坡發(fā)育特征與形成機理[J]. 郭長寶,杜宇本,佟元清,張永雙,張廣澤,張敏,任三紹. 地質(zhì)通報. 2016(08)
[3]青藏高原大陸動力學研究若干進展[J]. 許志琴,楊經(jīng)綏,侯增謙,張澤明,曾令森,李海兵,張建新,李忠海,馬緒宣. 中國地質(zhì). 2016(01)
[4]地震高位滑坡形成條件及拋射運動程式研究[J]. 王運生,徐鴻彪,羅永紅,吳俊峰. 巖石力學與工程學報. 2009(11)
[5]易貢遠程高速滑坡形成原因試驗探索[J]. 胡明鑒,程謙恭,汪發(fā)武. 巖石力學與工程學報. 2009(01)
[6]青藏高原碰撞造山帶成礦作用:構造背景、時空分布和主要類型[J]. 侯增謙,莫宣學,楊志明,王安建,潘桂棠,曲曉明,聶鳳軍. 中國地質(zhì). 2006(02)
[7]西藏波密易貢高速巨型滑坡特征及減災研究[J]. 殷躍平. 水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2000(04)
[8]災害性滑坡啟程劇動與行程高速的機理[J]. 胡廣韜. 災害學. 1987(01)
本文編號:2984504
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