四川茂县新磨村高位滑坡铲刮作用分析

2017年6月24日,四川省茂县叠溪镇新磨村发生高位顺层山体滑坡,滑动高差达1 160 m,滑动平距约2 200 m。该滑坡的滑动方量巨大,与其滑动过程中产生的铲刮效应有关。为分析其铲刮效应,文章通过现场调查、遥感影像解译和无人机航拍图像,确定该滑坡的滑动全过程为:多次历史地震造成滑坡源区岩体结构破碎,降雨沿顶部裂隙入渗导致水压力增大及石英砂岩中的薄层板岩软化,在长期疲劳效应下斜坡上部岩体最终发生滑动;上部滑体在运移过程中,对斜坡中部浅表风化层、部分基岩及下部老滑坡堆积体进行铲刮并重新堆积。采用Rockfall软件模拟源区滑体的运动路径、速度与能量,结果表明:在碎屑流区和老滑坡堆积区都存在明显的集中铲刮作用,整个滑坡的高危险区也主要位于该区域,所以危险性分区可代表不同滑坡区域的铲刮程度。计算得两个区域的铲刮方量分别为4.9×106,4.38×106 m3,滑坡总方量为13.35×106 m3。该模拟和计算方法迅速有效,可为以后类似滑坡的应急、救灾和铲刮方量计算提供参考。     

贵州水城“7.23”高位远程滑坡冲击铲刮效应分析

以2019年贵州水城“7.23”滑坡为例,采用现场调查、无人机航测和数值模拟技术,分析了滑坡的运动过程和冲击铲刮特征,结果表明:（1）水城“7.23”滑坡属典型的高位远程滑坡,滑体高位启动后冲击下方凸起山脊,铲刮地表残坡积土层,并解体形成碎屑流,最大铲刮深度可达11 m;（2）模拟结果显示,滑坡运动最大速度为30 m?s-1,最大动能达8 900 kJ,铲刮体积达46×104 m3,最终体积为116×104 m3,灾害放大效应明显;（3）水城滑坡的冲击铲刮过程可分为冲击嵌入→剪切推覆→裹挟混合三个阶段。      

贵州省六盘水水城高位远程滑坡流态化运动过程分析

高位远程滑坡是中国西南山区常见的一类灾难性地质灾害,其发生往往伴随有碰撞解体效应,导致滑体碎裂化,转化为碎屑流或泥石流,具有流化运动堆积的特征。2019年7月23日发生于中国贵州省六盘水市水城县的鸡场镇滑坡是典型的高位远程流态化滑坡,滑坡前后缘高差430 m,水平运动距离1340 m,堆积体体积200×104 m3,导致21幢房屋被掩埋,51人遇难。基于野外详细调查和滑前滑后地形对比,采用DAN-W软件对水城滑坡的整个运动堆积过程进行了模拟,结果显示:水城滑坡在滑源区残留堆积体厚度最大为27 m,堆积区最大堆积厚度为15 m,滑坡碎屑流前缘最大运动速度为27 m/s,最大动能为6.57×106 J;滑坡高位剪出,由于势能转化为动能,滑坡快速达到速度峰值,并铲刮地表松散土层;由于强降雨,滑体高速运动使基底孔隙水来不及排出,导致基底摩擦力下降,降低能量损耗,滑体解体促进颗粒流化运动,减少了摩擦,也是滑坡远程运动的重要原因。      

鸡尾山高速远程滑坡运动特征及数值模拟分析

本文在对鸡尾山高速远程滑坡的详细地质调查的基础上,分析了该滑坡地质环境背景特征、滑源区特征和堆积区特征。将滑坡后破坏运动主要分为失稳下滑、碰撞解体和滑行堆积3个阶段的运动特征,建立鸡尾山高速远程滑坡运动特征的地质模型。结合DAN-3D数值软件,选用FVF组合模型对该滑坡的运动特征进行了模拟,最后得到了滑坡堆积、铲刮区域和滑动距离等方面的特征。通过对比分析,鸡尾山滑坡模拟后的运动特征与所建立的地质模型基本符合,模拟的堆积形态与实际情况基本一致。由此可以说明,该分析方法可以为高速远程滑坡成灾范围进行早期评估及预测,为该类滑坡的研究提供一定的帮助。     

基于DAN-W模型的高速远程滑坡灾变过程分析

高速远程滑坡因其突发性、剧烈性、高速性、远程性等特点对人员和财产造成重大危害,是中国最严重的地质灾害类型之一,研究其灾变过程对中国防灾减灾具有重要的意义。DAN-W是基于拉格朗日有限差分法建立的动力模拟方法,反演模拟碎屑流运动过程,更适合高速远程滑坡的模拟分析。笔者以哀牢山地区芭蕉树滑坡为研究对象,研究芭蕉树滑坡的基本特征,利用DAN-W软件建立芭蕉树滑坡的计算模型,分析滑坡的灾变过程,依据滑坡特征考虑滑坡分区和铲刮效应,将滑动路径分为3段:滑源段、铲刮段、堆积段进行模拟计算;结果显示:滑坡前缘最大速度为26 m/s,后缘最大速度为30 m/s,后缘最大速度发生在剪出口位置,最大滑距为420 m,滑动14 s后滑体基本滑离剪出口,至运动30 s时停止滑动。所得结果与实际情况吻合度高。     

大型厚层崩滑体运动特征模拟研究:以重庆武隆县羊角场镇大巷危岩为例

高速远程滑坡-碎屑流是大型危岩体失稳破坏的主要成灾模式之一,它具有启动速度快、运动距离远、覆盖范围广的特点,具有极强破坏性,预测分析大型危岩体的运动特征具有重要的研究意义。文中选取重庆武隆县羊角场镇大巷危岩为研究对象,通过调查危岩体所处的地质地貌条件和危岩体发育特征,分析总结其潜在失稳模式和失稳后运动过程,利用DAN3D动力分析软件,参考鸡尾山滑坡反演分析的流变模型和参数,对危岩失稳后形成滑坡-碎屑流的运动学特征进行预测分析。模拟结果表明:(1)大巷危岩失稳后运动过程可分为启动、偏转抛出、碰撞铲刮和远程堆积4个阶段,运动时间约为220s,形成滑坡-碎屑流的滑程为2 500m;(2)大巷危岩滑体方量530×104 m3,滑后堆积体方量790×104 m3,堆积体水平长约1 680m,平均厚度约为6m,铲刮最大厚度为8m,碎屑流运动过程中最大速度为60m/s;(3)碎屑流可穿过羊角场镇城区抵达乌江,说明羊角场镇城区在大巷危岩的危害范围内;(4)文中的模拟计算结果可为高速远程滑坡-碎屑流的危险性定量评价研究提供依据。     

离散元在地震引发的滑坡—碎屑流运动规律上的应用

2008年5月12日14时28分,四川省汶川县发生8级特大地震。此次地震触发的高速远程滑坡—碎屑流主要沿龙门山主中央断裂地震破裂带展布。本文在现场调查分析的基础上,使用2D-block离散元软件对地震引发的谢家店子滑坡—碎屑流运动规律进行了全程数值模拟分析。通过现场调查和模拟结果对比分析,将该滑坡的运动规律概括为4个过程：剧动启程抛掷;快速撞击—气垫飞行;铲刮减速碎屑流;堆积掩埋。     

贵州都匀马达岭滑坡运动特征研究

在暴雨触发作用下,2006年5月18日贵州都匀马达岭发生滑坡,滑体随即形成的碎屑流,充填了坡下长达1km的沟谷。滑坡堆积物在空间上有明显的分区特征,由上至下可分为滑源区、滑体堆积区、碎屑流流通区、碎屑流堆积区四个区域进行研究。在对马达岭滑坡进行详细野外调查的基础上,从滑坡的地形条件、堆积情况及运动特征等方面探讨滑坡的发生机理及运动过程,结果表明:马达岭滑坡为一高速远程滑坡,滑坡迅速启动并在特殊的破坏模式和地形条件下,形成了"一快一慢"两种不同的运动方式,即大块岩体"坐着"下伏流体的缓慢运移以及碰撞、铲刮形成的碎屑物质的高速抛飞。     

强震区高位滑坡远程灾害特征研究——以四川茂县新磨滑坡为例

近年来,在汶川地震等强震区常发生一种特大的高位滑坡地质灾害,它从高陡斜坡上部位置剪出并形成凌空加速坠落,具有撞击粉碎效应和动力侵蚀效应,导致滑体解体碎化,从而转化为高速远程碎屑流滑动或泥石流流动,并铲刮下部岩土体,使体积明显增加。新磨滑坡就是这种典型,它发生于2017年6月24日,滑坡后缘高程约3450m,前缘高程约2250 m,高差1200 m,水平距离2800 m,堆积体体积达1637×10~4m~3,摧毁了新磨村村庄,导致83人死亡。新磨滑坡地处叠溪较场弧形构造带前弧西翼,母岩为中三叠统中厚层变砂岩夹板岩,是1933年叠溪Ms7.5级震中区(烈度X度)和汶川Ms8.0级强震区(烈度IX度),形成震裂山体。滑源区分布多组不连续结构面,将厚层块状岩体分割成碎裂块体,在高程3150~3450 m区间形成明显的压裂鼓胀区,特别是存在2组反倾节理带,具有典型的"锁固段"失稳机理。滑坡体高位剪出滑动,连续加载并堆积于斜坡体上部,体积达390×10~4m~3,导致残坡积岩土层失稳并转化为管道型碎屑流;碎屑流高速流滑至斜坡下部老滑坡堆积体后,因前方地形开阔、坡度变缓,转化为扩散型碎屑流散落堆积,具有"高速远程"成灾模式。据此,可建立强震山区高位滑坡的早期识别方法,当陡倾山脊存在大型岩质高位滑坡时,应当考虑冲击作用带来的动力侵蚀效应和堆积加载效应,特别是沿沟谷赋存丰富的地下水时,发生高速远程滑坡的可能性将明显增加。因此,在地质灾害调查排查中,在高位岩质滑坡剪出口下方的斜坡堆积体上的聚居区等应划定为地质灾害危险区。在强震山区地质灾害研究中,不仅应采用静力学理论分析滑坡的失稳机理,而且应采用动力学方法加强运动过程的成灾模式研究。     

丽江干河坝冰-岩碎屑流地貌、沉积特征与成因机制分析

2004年3月12日,云南省丽江市玉龙雪山南坡发生了较大规模的冰-岩碎屑流型高速远程滑坡。位于斜坡顶部（高程为4 337~5 350 m）的岩体和冰川块体沿着高陡岩壁向下滑动,在峡谷地形控制下于干河坝内形成体积约11.2×10⁶ m³的滑坡堆积体。本文通过遥感影像分析和现场调查,对干河坝冰-岩碎屑流的地貌与堆积特征进行了详细研究,初步阐释了干河坝冰-岩碎屑流发生的成因机制和运动过程。研究结果表明,节理裂隙发育、源区冻融作用加剧和历史地震效应是此次地震的诱发因素。地形的坡度变化特征、滑体表面“乘船石”结构及内部岩屑的定向排列表明滑坡的运动过程可分为碰撞破碎阶段和扩散堆积阶段。滑坡堆积区广泛分布的“冰川乳坑”和冰水沉积物暗示堆积体底部松散沉积物减阻或是干河坝冰-岩碎屑流具有远程效应的有利因素。深入理解干河坝冰-岩碎屑流的地貌特征及运动学过程,对揭示高速远程滑坡的超强运动机理具有重要的理论意义,同时对我国西部高寒山区大型滑坡灾害的预测预警亦具有现实意义。     

Formation mechanism and evolution process of the Chada rock avalanche in Southeast Tibet,China

The Chada rock avalanche is a prehistoric high-elevation giant rock landslide located in the Boshula Mountains, Lhorong County, Southeast Tibet. It is composed of conglomerates with a volume of 6.62?×?10⁶ m³ and has a height difference of 1450 m and a transport distance of 3155 m. The accumulational landform shows characteristics indicating rock avalanches. With a unique red conglomerate as the marker of landslide movement, we combined the results of geological surveys, aerial surveys, and engineering geological drilling to determine the entrainment and geomorphic features of the rock avalanche. The rock avalanche was divided into the main scarp, entrainment zone (residual deposit, mixed deposit, and impact fragmentation areas), transport zone (compressed, local landslide, and longitudinal ridge areas), and deposit zone. The sequence of deposits in the valley indicates that the rock avalanche formed before the first-stage terrace and after the second-stage terrace. Combined with 3D numerical simulation, four movement stages were obtained: (1) the rock mass was broken and disintegrated due to progressive failure, initiating high-speed sliding; (2) the sliding mass scraped the thick previous slope material and formed oblique ridges by forward extrusion and lateral friction; (3) the 4.95?×?10⁶ m³ sliding mass was compressed and decelerated to form bending ridges, and the 1.67?×?10⁶ m³ sliding mass continued to move through the channel; and (4) the sliding mass extended to form longitudinal ridges in the channel and hummocks in the valley. The rock avalanche accelerated three times and decelerated three times during its motion.

     

翠华山山崩地质遗迹景观离散元数值模拟

城市地质遗迹景观调查研究是城市地质工作的一项重要内容,而探索地质遗迹景观的成因则是挖掘其科学价值和实施保护措施的关键问题。以中国山崩奇观的翠华山山崩为研究对象,采用典型天然地震记录作为地震输入条件,借助离散元动力分析模块,对翠华山山崩的动力响应规律进行了数值模拟,再现了地震山崩的启动、加速、解体、堆积的全过程。研究结果表明:地震惯性力作用使山体质点加速度和速度产生放大效应,特别是山体顶部的动力放大效应最为显著,加速度放大系数达2.0; 翠花山山崩具有高速远程的特点,其前缘的崩塌体最大水平速度达44ms-1,崩落水平距离达460m,堵塞沟谷形成堰塞湖; 地震山崩的整个破坏过程包括4个阶段,分别为启动阶段、加速阶段、减速阶段和堆积阶段。     

青藏高原古高速远程滑坡沉积学特征研究

高速远程滑坡运动学机理是国际工程地质领域亟待解决的重大前沿性关键科学问题。为探索高速远程滑坡的运动学机理,以青藏高原不同构造背景下的三大高速远程滑坡为研究对象,通过现场工程地质调查与分析,详细探讨了滑坡运动路径上所揭露出的各种表面与剖面沉积学特征,结果显示:(1)沿滑坡运动路径上依次可见大型堆积平台、纵向脊、横向脊、堆积丘等表面沉积学地貌的规律性分布,根据各类地貌的空间分布特征,可将滑坡区自后向前划分为源区、流通区和堆积区;(2)剖面上则可见反粒序堆积结构的展布,自上而下依次可划分为硬壳层、主体层和基底层,在硬壳层和主体层中可见层序保留、拼贴构造等低扰动性沉积学特征分布,在基底层中则可见其与下伏原沟谷堆积层强相互作用形成的底辟构造、小型褶皱等剖面沉积学特征分布。基于高速远程滑坡运动路径上各类表面和剖面沉积学地貌的空间展布特征,初步提出青藏高原关键地带高速远程滑坡的运动与停积就位机制,即滑体自源区失稳后主体表现为一种快速的低扰动性的整体性剪切运动过程,其流通区以快速拉张运动为主,堆积区则以快速推挤运动为主;当滑体下伏层中含水量较高时,伴随着滑体底部摩阻力的迅速降低,滑体表现出明显的侧限扩离运动。     

梅里雪山1991年和2019年雪崩事件重建及影响因素分析北大核心CSCD

梅里雪山雪崩多发,但缺乏系统监测和研究。1991年1月3日梅里雪山发生了造成中日联合登山队17名队员遇难的巨大雪崩事件。2019年安装在明永冰川末端附近的物候相机拍摄到临近梅里雪山明永冰川的一次雪崩事件。两次事件类型不同,这对我们进行雪崩预测预警有良好的指示作用。本研究以RAMMS(Rapid Mass Movement System)模型为手段,利用经验值和经验公式确定影响模拟结果的主要模型参数和积雪可能断裂深度,在优化分析的基础上,对两次雪崩事件进行重建,定量分析雪崩堆积量、堆积范围等。结果显示:1991年雪崩共持续了192s,雪崩体从海拔5730m处断裂,沿坡面崩塌而下最终堆积在海拔约5000m的冰川粒雪盆地区,形成面积为0.6km^(2),体积约67×10^(4)m^(3)的堆积体。2019年雪崩共持续了158s,雪崩流最大高度35.91m,最大速度79.34m·s,堆积量76.2×10^(4)m^(3),雪崩堆积范围与野外观测到的一致。两次雪崩事件发生地位于雪崩极高危险区和高危险区,在一定程度上验证了风险评估的准确性。研究结果可为梅里雪山地区未来潜在雪崩灾害的风险评估提供依据,为雪崩预测预警提供良好的参考。     

贵州开阳金钟牛赶冲崩积体特征研究

牛赶冲崩塌所在的开阳县金钟镇上洋水河矿区,受洋水背斜和NNE走向断裂的影响,区内陡崖呈带状分布。加之采矿活动强烈,磷矿层顶板白云岩陡崖易形成危岩带,近20a来先后发生大小崩塌数十起。本文研究的牛赶冲崩塌发生于2005年,崩积物在牛赶冲沟内呈条带状堆积,形成3个运动和堆积特征差异明显的区域,其崩落运动特征和崩积体分布特征颇具代表性。本文在堆积体特征野外调查分析的基础上,结合落石运动路径模拟,分析表明该崩积体一般以滚动的形式向沟内运动形成倒石堆,但个别大块落石受微地貌影响,沿靠近倒石堆右侧的一小冲沟运动,起初滚动,后为跳跃,各落点清晰可辨。文章最后综合已发生崩塌的运动特征和数值模拟,对危岩体未来失稳可能的危害范围做出了预测。     

川藏铁路洛隆车站察达大型堆积体成因分析

拟建川藏铁路洛隆车站布设在察达大型堆积体上,该堆积体从上到下分布三级平台,以漂石、块石碎石土为特征,尤其是整个斜坡表面广布粗大漂石,而对其成因来源众说不一。本文通过现场调查、地质钻探、无人机三维倾斜摄影和遥感影像查明了该堆积体的空间分布特征及物质组成(颗粒、成分),采用14C测年法测定了堆积体河谷段下伏黑色淤泥质土体年龄。初步分析认为:该堆积体3780 m高程以上(第二、第三台阶)斜坡段下伏土体属于早期冰碛成因;3780 m高程以下河谷段下伏土体属于冲积成因;整个堆积体表部普遍分布的粗大漂石推测为高位崩塌产物。而位于第二台阶前缘表部的碎块石应该属于后期较低高程左侧山体崩塌成因。根据堆积体现状地貌特点,初步分析察达大型堆积体形成的5个阶段。分析结果为堆积体的稳定性评价提供依据。     

青藏高原东缘高位崩滑灾害多动力多期次演化特征

青藏高原东缘是全球重要的活动构造区,高原峡谷区斜坡陡峻,高位崩滑灾害多发。采用遥感解译、地面调查、钻孔勘探及测年分析等方法,研究了西藏洛隆察达沟和易贡扎木弄沟两处高位崩滑堆积体的多动力多期次演化特征。研究结果表明：(1)沿陡峻沟道发生的高位崩滑灾害多为复合成因,兼具内动力和外动力作用交替促发特征;(2)洛隆察达沟晚更新世以来的堆积物形成序列可分为4期,分别经历了以冰川作用为主的冰碛物堆积、古地震引发的高位崩滑-碎屑流堆积、气候变暖背景下的冰-岩崩滑堆积及近代重力崩滑堆积;(3)易贡扎木弄沟在过去5500年中,先后发生了8次以上较大规模崩滑堆积,测年结果显示了巨型崩滑事件存在百年数量级的复发周期,由于不同期次巨型崩滑体的成因不同,复发周期可能存在长、中、短的差异;(4)近年来受全球气候变化影响,冰-岩崩滑灾害频现,可能成为高原峡谷区高位远程地质灾害研究的焦点。本文关于高位崩滑灾害多期次演化过程的认识对于高原峡谷区重大地质灾害防灾减灾具有一定启示意义。     

Dynamic process of the Wenjiagou rock landslide in Sichuan Province,China

A rock avalanche is a geological event that is always sudden, rapid and with a long run-out, and can result in large loss of lives and property. The Wenjiagou rock avalanche was a high-speed rock landslide caused by a strong earthquake, in Mianzhu, Sichuan Province, southwest China. In this study, we reproduce the movement and deposition processes of the sliding mass by numerical simulation. We analyze the effects of the friction coefficient of each slip surface and the strength of the parallel bonds and contact stiffness between particles on the dynamic process and deposit features using three-dimensional particle flow code (PFC3D). The simulation results agree with the field measurements when the friction coefficient is 0.2, parallel bond strength is 2 MPa, and contact stiffness is 2?×?10⁸ kN/m. The landslide lasted about 115 s from the initial movement to the final deposition at the exit of the valley. The maximum velocity of the sliding mass was 114 m/s.     

西南岩溶山区特大滑坡成灾类型及动力学分析

我国西南岩溶山区位于上扬子地台,经过多期构造运动,形成了特有的强烈褶皱地貌形态,特大型滑坡灾害频发。通过资料收集、现场调查以及统计分析,讨论了岩溶山区典型滑坡后破坏的成灾模式和形成条件,并得出以下结论:（1）我国西南岩溶山区普遍呈现上陡下缓的地形地貌特征和上硬下软的地层结构特征,岩溶地貌和溶蚀岩体结构加剧了滑坡后破坏的成灾规模;（2）研究区的滑坡成灾模式主要分为岩质崩塌、高位远程滑坡-碎屑流和高位远程滑坡-泥石流三种类型;（3）岩质崩塌灾害类型剪出口高差通常小于50 m,等效摩擦系数通常大于0.6,堆积体破碎比在5～20之间;高位远程滑坡-碎屑流灾害类型剪出口高差通常在50～200 m之间,等效摩擦系数通常在0.33～0.60之间,堆积体破碎比在20～100 之间;高位远程滑坡-泥石流灾害类型剪出口高差通常大于200 m,等效摩擦系数通常小于0.33,堆积体破碎比区间大于100;（4）西南岩溶山区的“高位滑坡”剪出口高差通常大于50 m,具有高速远程运动特征,运动过程中具有冲击铲刮、破碎解体、气垫和流化四种动力学效应。滑坡后破坏成灾模式的提出,可以为滑坡运动动力学机理和成灾反演预测研究提供重要分析模型。     

2017年8月28日贵州纳雍县张家湾镇普洒村崩塌特征与成因机理研究

2017年8月28日10时30分许,贵州省纳雍县张家湾镇普洒村后山约49.1×104 m3的山体发生高位崩塌,高速运动的碎屑物质沿途铲刮坡面原有松散崩滑堆积物,最终形成体积约为82.3×104 m3的堆积体,摧毁坡脚的普洒村大树脚组和桥边组居民区,造成26人遇难,9人失踪。通过对灾害发生现场进行详细的地质调查,本文综合运用无人机航拍、地面合成孔径雷达监测等技术手段,对普洒村崩塌体特征进行了详细描述,初步阐述了崩塌发生的动力学过程和成因机理,并对周边受崩塌体失稳影响而产生的欠稳定区岩体特征的危险性进行了分析评价。初步研究结果认为,崩塌源区岩体在下部巷道采煤的影响下产生拉张裂缝,之后在长期重力作用下,山体开始变形、破碎,最终整体失稳破坏。崩塌体从小规模掉块开始到整体失稳破坏、远程运动,直至最终停积,整个过程用时约7分21秒,其中主崩塌体失稳用时约26 s,远程运动距离约788 m,是一处典型的高位崩塌-碎屑流。深入研究普洒村崩塌的形成过程和成灾机理,对我国西南山区存在的与普洒村崩塌体类似条件的灾害隐患点的减灾防灾工作,具有重要的指导意义。