汶川八级地震滑坡高速远程特征分析

汶川地震触发的高速远程滑坡主要沿龙门山主中央断裂带汶川映秀安县高川北川县城平武南坝青川一线地震破裂带展布。由于获得了1.5g以上的抛掷加速度,具有明显的气垫效应,估计最大滑动速度一般大于70ms-1,滑动距离一般为滑体启动时长度的数倍甚至10多倍,堆积成坝形成多处堰塞湖,最大滑行距离达3.2km。本文重点解剖了位于地震破裂带南西段(初始震中)的汶川映秀牛圈沟滑坡碎屑流、位于地震破裂带中段的北川城西滑坡和位于地震破裂带北东段青川东河口滑坡碎屑流3个典型实例,认为具有如下特征:(1）岩性条件:母岩遭受长期构造动力作用,呈碎裂岩体,后期被强烈风化,岩体极为破碎;(2）抛掷效应:位于汶川地震主断裂带或附近,垂直加速度大于水平加速度,强地面运动持时长,岩体发生振胀和抛掷;(3）碰撞效应:上部滑坡体发生高位剪出和高位撞击,致使岩体碎屑化;(4）铲刮效应:撞击作用导致下部山体被铲刮,形成次级滑坡,为碎屑流体提供了足够展翼和抛洒物源体积;(5）气垫效应:碎屑化岩体快速抛掷导致下部沟谷空气迅速谷状圈闭和向下紊流,形成气垫效应,或者,在下部地形开阔地带压缩空气呈层流状态致使滑体凌空飞行。     

灾难性地震和降雨滑坡的体积与运动距离研究

为预测和评价灾难性滑坡的致灾机制,基于国内近年来地震和降雨诱发的灾难性滑坡资料,对地震和降雨滑坡的等价摩擦系数H/L、最大水平运动距离L、最大垂直运动距离H与滑坡体积V的关系进行分析。研究灾难性地震和降雨滑坡的远程运动特征以及不同规模滑坡最大水平运动和垂直运动的优势距离。研究结果表明,滑坡的H/L、L、H与V具有幂律关系,其中H/L与V具有负幂律关系,L、H与V具有正幂律关系。同一规模等级的地震和降雨诱发灾难性滑坡的水平和垂直运动距离不同。以H/L＝0.42作为滑坡远程运动的标准,地震诱发的灾难性滑坡与滑坡远程运动的关系较小,而降雨诱发灾难性滑坡与滑坡的远程运动的关系较大。根据滑坡运动距离的累积分布表,以80%滑坡的运动距离所分布的范围,建立了滑坡不同规模等级的优势运动距离区间,同规模等级的地震滑坡和降雨滑坡在水平和垂直运动的优势距离区间上存在差异。灾难性滑坡的运程不仅受滑坡体积的控制还与其诱发机制相关,其研究成果可为由地震和降雨诱发的灾难性滑坡的致灾区域和致灾强度的预测和评价提供参考依据。     

汶川八级地震地质灾害研究

汶川地震触发了15000多处滑坡、崩塌、泥石流,估计直接造成2万人死亡。地质灾害隐患点达10000余多处,以崩塌体增加最为显著,反映出地震对山区高陡斜坡的影响差异性非常大,在山顶上的放大作用非常显著。通过综合分析堰塞湖库容、滑坡坝高以及坝体物质组成和结构,对地震形成的33处坝高大于10m的滑坡堰塞湖进行了评估,划分出极高、高、中和低4种溃决危险。汶川地震滑坡滑床往往不具连续平整的滑面,尖点撞击是极震区滑坡的一大共性,可以分为勺型滑床、凸型滑床和阶型滑床等类型。据实地调查,滑坡附近震毁建筑物垂向震动非常明显,具有地震抛掷撞击崩裂高速滑流三阶段特征。在高速滑流中,发生3种效应:(1)高速气垫效应,滑坡体由较大块石和土构成,具有一定厚度,飞行行程可达1~3km;(2)碎屑流效应,撞击粉碎的土石呈流动状态,特别是含水丰富时,形成长程流滑;(3)铲刮效应,巨大撞击力导致下部岩体崩裂,形成新滑坡、崩塌,但是,其厚度不大,滑床起伏不平。本文以北川城西滑坡和青川东河口滑坡为例,分析了地震滑坡高速远程滑动及成灾机理。北川县城城西滑坡导致1600人被埋死亡,数百间房屋被毁,是汶川地震触发的最严重的滑坡灾难,举世罕见。青川东河口滑坡碎屑流是汶川地震触发的较为典型的高速远程复合型滑坡,滑程约2400m,高速碎屑流冲抵清江河左岸,形成滑坡坝,致使7个村庄被埋,约400人死亡。     

四川汶川Ms 8 级地震触发的典型滑坡的风险指标反演

2008年汶川大地震触发了数以万计的崩塌和滑坡,特别是沿发震断裂分布一系列大型的高速远程滑坡。为了探索地震诱发大型高速远程滑坡运动速度的反演方法,以汶川大地震典型高速远程滑坡为例,在野外调查和室内分析的基础上,结合前人的研究成果,对沿映秀－北川断裂展布的5个典型滑坡的速度进行了反演和计算。结果表明,5个滑坡的最大速度均大于50m/s,其中大光包滑坡速度最大,其下部滑体的最大速度约为300m/s,上部滑体凌空飞行的初速度高达165.6 m/s。同时,对上述滑坡的视摩擦系数进行了计算,4个滑坡的视摩擦系数介于0.16~0.4之间。这一研究的目的在于为类似地区地震滑坡的速度、最大位移量的预测和风险评估提供基础数据,对于类似地区的防灾减灾具有一定的参考价值。     

汶川大地震诱发滑坡的震中距

本文在地震滑坡规模(体积)类型5级划分法的基础上,采用数学方法对汶川地震灾区的2个宏观震中(映秀、北川)烈度I0≥XI极震区(10个县市)的地震滑坡震中距进行了讨论。其中地震滑坡随震中距分布基本符合正弦、高斯和指数衰减规律。极震区最大滑坡震中距可达120km,最小滑坡震中距可达0.25km。结果表明,地震诱发滑坡的规模(体积)和分布范围都与震中距具有相关性。     

岷江叠溪古堰塞湖的研究意义

近年来,在岷江上游及其支流杂谷脑河中发现了多处滑坡古堰塞湖沉积物,并受到广泛关注,但也有不少学者质疑是否是堰塞湖相沉积物.2008年5月12日四川汶川地震引发了几十个规模较大的滑坡堰塞湖,叠溪古堰塞湖展示的重大地质历史事件再次引起学术界广泛的关注.本文根据最新调查、勘查和测试资料对古堰塞湖的形成与消亡过程做了进一步查证...     

未受河流阻止的滑坡水平运动距离与滑坡堵江判别

滑坡堵江是滑坡诱发的次生灾害之一,常导致堰塞湖、洪水等次生的灾害链,其根本原因在于滑坡与河流的空间区域小于滑坡运动的距离。如果滑坡的运动未受河流的显著阻止,滑坡的水平运动距离主要受控于滑坡的诱发机制、滑坡体积和滑坡的垂直运动距离。因此,根据未受河流明显阻止的地震和降雨滑坡的水平运动距离与滑坡体积和垂直运动距离的相关性以及预测模型,可对滑坡堵江的危险性进行判别。由此,根据我国西南地区降雨和汶川地震诱发的无明显受阻的滑坡数据,在分析了滑坡等效摩擦系数与体积关系的基础上,分别建立地震和降雨滑坡水平运动距离的预测模型。研究结果表明在不同体积等级滑坡水平运动距离的预测分布图上,地震和降雨诱发的堵江滑坡都明显的偏离其对应的体积曲线,根据建立的经验关系可对滑坡堵江的危险性进行判别。     

陕西省麟游县丈八乡滑坡群的形成机理与堰塞湖危险性评价

为探索黄土滑坡堰塞湖的形成机理与潜在的危险性,以宝鸡市麟游县丈八乡西坡滑坡为例,通过野外调查与室内测试计算,在简要分析宝鸡市麟游县工程地质背景和地质灾害分布特征的基础上,重点研究了麟游县丈八乡西坡滑坡群的形成演化过程、西坡滑坡堰塞湖的形成机理、西坡滑坡坝的稳定性、渍坝后的灾难性效应与潜在危险性.初步揭示:①丈八乡滑坡群集中塬边发育,受到黄土与下伏岩层接触关系的控制,降雨与地震作用是诱发滑坡的主要因素.②西坡黄土滑坡堰塞湖的坝体结构松散,但坝体宽,稳定性较好,在持续降雨的作用下有发生溢流渍坝的可能,但对下游甘肃省灵台县的威胁性小.③5·12汶川地震时在西坡塬边产生的地裂缝有继续扩展的可能性.     

汶川地震触发平溪村滑坡特征及成因分析

平溪村滑坡是汶川地震触发的高速岩质滑坡,面积为3.7×104m2,体积约65×104m3。滑坡距离映秀—北川发震断裂带中的石坎断层不足500m,在强大地震力作用下,滑坡滑动面陡峭、粗糙,与重力作用下呈圆弧、平滑的滑面迥异。地震触发的滑坡可分为三个阶段:①震动拉裂阶段;②摩擦阻力降低、"锁固段"剪断阶段;③滑体溃滑,高速流动堆积阶段。然后结合结构面的力学分析,通过数值模拟对地震作用下的应力变化和震裂机制进行了初步分析。     

考虑滑床摩擦弱化的大光包滑坡运动机制DDA数值模拟研究

2008年汶川发生M_S8.0级地震,此次地震触发了大约20万处滑坡,其中大光包滑坡是汶川地震触发的最大规模的滑坡,其复杂的高速远程运动机理引起了国内外学者的广泛关注。本文结合热分解及动态结晶将地震中断层间摩擦弱化机制(闪速加热导致热分解及粉末润滑)运用于大光包滑坡高速远程运动的模拟。本文通过修改非连续变形分析(DDA)程序中强度参数的输入方式,以基于速度变化的强度参数取代原DDA程序中的常数强度参数,进而实现了摩擦系数随接触两侧相对速度变化的动态调整。运用修改后的DDA对大光包滑坡的运动过程进行模拟。模拟结果表明滑床摩擦弱化是导致大光包滑坡高速远程运动特征的重要原因,修改后的DDA由于考虑了滑床摩擦弱化能够更加合理地模拟滑坡的高速远程运动特征,本文模拟的大光包滑坡在地震作用下失稳后,由于滑床摩擦弱化,更多的能量转化为动能,高速滑体掠过黄洞子沟后,爬上对面的平梁子,最终由于平梁子的“急刹车”作用,滑体停止运动。与修改前DDA相比,修改后的DDA对大光包滑坡运动过程和最终堆积形态的模拟结果与已有文献记载和野外调查结果相吻合。这也间接证明了大光包滑坡滑动过程中由于白云岩间摩擦闪速加热导致热分解及粉末润滑造成的摩擦系数降低,可能是造成大光包滑坡高速远程运动的重要原因。     

汶川八级地震滑坡特征分析

汶川地震诱发的15000多处滑坡明显受地震断裂控制,主要沿龙门山主中央断裂带和后山断裂带展布,沿龙门山主中央断裂带汶川映秀安县高川北川陈家坝平武南坝一线,滑坡面密度大于50%以上,最大可达70%。沿断裂带形成了大量的松动山体,在暴雨期间极易发生滑坡、泥石流灾害,对灾后重建构成严重威胁。据初步调查,汶川地震触发的体积最大的滑坡是位于主中央断裂带上的安县高川大光包滑坡,滑动距离长4500m,滑坡堆积体长2800m,宽1700~2200m,最大厚度达580m,若以平均厚度200m计,体积达11亿m3为我国已发生的单体滑坡之最。与常见滑坡明显不同的是,汶川地震极震区滑坡的滑床往往不具连续完整的滑面,剪出口滑坡特征不明显,呈现明显的尖点突起或边缘突出特征,反映出上部滑体被地震力振动解体,甚至抛掷后与下部滑床边缘发生撞击。以阶型滑坡、凸型滑坡、勺型崩滑、座落型（振胀型）滑坡和巨大滚石5种类型最为典型。根据强震地面运动纪录和大量实例调查表明,在汶川地震极震区,触发滑坡的地震竖向力作用是非常明显的,大量滑坡经历了初始斜坡（风化碎裂岩体）地震抛掷撞击崩裂高速滑流的作用过程。     

黄河上游德恒隆-锁子滑坡堵塞黄河事件

黄河上游龙羊峡刘家峡河段两岸岸坡形成了众多残留体积超过10⁸ m³的古巨型滑坡,最大体积近30×10⁸ m³,且大部分堵塞过黄河。但部分巨型滑坡至今未有学者进行科学研究,其中包括德恒隆滑坡和锁子滑坡。结合区域地质环境条件,通过对德恒隆-锁子两个巨型滑坡基本特征和滑坡堵塞黄河的野外7个地质现象进行分析,并对德恒隆-锁子滑坡形成机制进行初步探讨,认为德恒隆-锁子滑坡为地震型滑坡,且形成原因与青藏高原8万 a的构造期有密切关系。通过分析黄河沿岸堰塞湖湖相沉积,认为堰塞湖形成时间为8万 a左右,这与德恒隆-锁子滑坡的形成年代一致。因此德恒隆-锁子滑坡在地震作用下触发并堵塞黄河。     

甘肃永靖黑方台4·29罗家坡黄土滑坡的特征

2015年4月29日上午,甘肃省永靖县盐锅峡镇黑方台滑坡高频发区的党川村罗家坡同一斜坡处连续发生了2次大规模黄土滑坡,总体积约65×10~4m~3,最大滑距630 m,摧毁14户居民房屋和3家工厂.通过现场详细调查、取样试验、1∶500地形测量、滑坡影像、视频等资料分析,对灌溉引发的罗家坡黄土滑坡的特征、滑动过程、形成机理进行了探讨.结果表明:第1次滑坡经过近2 a变形过程,整体突然失稳,高速远程滑动;第2次滑坡变形时间仅3 h,分块逐步滑动,滑动历时长而过程复杂,总体为低速远程滑动.高陡的地形和强度低、水敏感性强的土体是滑坡发生的基础,黄土台塬区长期农业灌溉是引发因素,大量水体入渗形成了20余米厚的饱和软弱基座,使抗剪强度降低,导致斜坡失稳滑动.黄土滑坡高速远程滑动的主要原因是滑坡剪出口位置高,滑动势能大,释放条件好,剪出口下部陡坡段为主要加速段;前方有开阔的滑动空间且有一定坡度、平缓的滑道;滑体底部饱和软弱黏性土在滑道上持续产生超孔隙水压力、液化等低摩阻效应,是远程滑动的润滑剂.同时,两次滑体间还存在冲击加速和能量传递作用.     

Topographical features of rainfall-triggered landslides in Mon State,Myanmar, August 2019: spatial distribution heterogeneity and uncommon large relative heights

Continuous 5-day (August 4–9, 2019) torrential rainfall in the monsoon season triggered more than 90 landslides on northwest-southeast extended mountain range of Mon State, Myanmar. In this study, remote sensing images, DEM, and limited fieldworks were used to create the landslide inventory. The topography features of these landslides are analyzed via ArcGIS. The largest one occurred on 9 August 2019 and caused 75 deaths and 27 buildings were damaged. This landslide occurred on gentle topography (slope angle, 23°) with long run-out, in which the angle of reach was relatively low (10°). The volume was 111,878 m³ was mainly composed of weathered granite and red soil and the sliding depth was approximately 7.5 m. Topographic characteristics including the relative slope height, angle of reach, and slope angle of source area of 35 landslides with areas?>?4000 m² were analyzed. The spatial distribution characteristics and topographic features of the 35 landslides below are distinguished: (1) the concentration of most of landslides on southwest-facing slopes showing the heterogeneous spatial distribution of landslide; (2) an uncommon landslide distribution in which more than half of landslide originates from upper slope; (3) the range of the angle of the source area (17°–38°) compatible with the internal friction angle of soils in tropical regions (17°–33°); and (4) the tangent of the angle of reach is generally smaller than 0.5 (angle of reach?<?27°) shows a relative high mobility and the relation between landslide mobility and the slope angle of the landslide source area is similar to the one of earthquake-triggered landslides, even though the triggering mechanism, landslide type, and landslide volume are dramatically different.

     

汶川地震触发大光包巨型滑坡基本特征及形成机理分析

大光包红洞子沟巨型滑坡是汶川地震触发的最大规模滑坡,其体积达7.42亿m3, 堰塞坝高达690m,是我国已知的最大规模地震滑坡和最高的滑坡堰塞坝,也是目前全世界已知的为数不多的几个方量在5亿m3以上的超大规模滑坡之一,其高达690m的滑坡堰塞坝为目前世界最高的滑坡坝。滑坡位于发震断层上盘,距发震断裂映秀北川断裂不足7km。震前斜坡为三面切割的孤立型山脊,相对高差达1500m;斜坡岩层走向与坡面近于垂直,层面延展性极好,构成滑动面形成的基础。调查和分析表明,斜坡的临空条件和贯通性好的灰岩层面是滑坡产生的基础;而高强度和长持时强震地面运动是导致滑坡产生的根本因素。滑坡产生的机理和过程可分为以下4个阶段:即坡体震裂、松弛和解体阶段、高速溃滑阶段、震动堆积阶段、二次抛射和碎屑流堆积阶段。失稳高速下滑的坡体,形成了沿主滑方向长4.2km,宽2.2km的堆积体,高速流动的碎屑流越过下游侧风波岩山脊,沿红洞子沟形成了长1km的碎屑流堆积区。     

Characteristics and numerical runout modelling of a catastrophic rock avalanche triggered by the Wenchuan earthquake in the Wenjia valley,Mianzhu, Sichuan,China

The 2008 Wenchuan earthquake triggered more than 100 rock avalanches with volumes greater than 10 million cubic metres. The rock avalanche with the longest runout amongst these destructive landslides occurred in the Wenjia valley, Mianzhu, Sichuan, China. The landslide involved the failure of about 27.5 million cubic metres of sandstone from the source area. The displaced material travelled about 4,170 m with an elevation descent of about 1,360 m, equivalent to a fahrböschung of 16.9° and covered an area of 1.5 million square metres, with the final deposited volume of approximately 49 million cubic metres. The catastrophic event destroyed the village of Yanjing, killed 48 people and buried some houses at the mouth of the Wenjia valley. On the basis of a detailed field investigation, we introduce basic characteristics of the rock avalanche and find that the rock avalanche resulted in two run-ups and a superelevation along the runout path, and downslope enlargement due to the entrainment of path materials. A numerical model (DAN3D) is used to simulate the post-failure behaviour of the rock avalanche. By means of trial and error, a combination of the frictional model and Voellmy model is found to provide the best performance in simulating this rock avalanche. The simulation results reveal that the rock avalanche had a duration of about 240 s and an average velocity of 17.4 m/s.     

强震条件下高速滑坡的空间分布特征研究

5.12汶川地震引发了大量的滑坡灾害,本文以汶川地震极重灾区涉及的四川12县市为研究区域。通过详细的现场调查研究,对强震条件下的典型高速滑坡的空间分布特征进行了综合分析。从区域上看,高速滑坡明显呈带状沿龙门山断裂带展布,并主要受北川映秀断裂控制。此外,本文还对研究区域内典型高速滑坡的滑程、剪出口高程、滑坡前后缘高差等几何要素的空间分布规律做了分析研究。     

Dynamic properties of earthquake-induced large-scale rapid landslides within past landslide masses

During the 2004 Mid-Niigata Prefecture earthquake, thousands of landslides were triggered, among them two large-scale rapid landslides (Higashi Takezawa and Terano landslides) occurred within past landslide masses and dammed the river at the toe of the landslides, posing great risks for the society. Detailed field investigation was performed on these two landslides. To examine the triggering and movement mechanisms, samples were taken from these two landslides. By using a ring shear apparatus, real earthquake wave loading test and cyclic loading tests were performed on these samples. The test results revealed that those sand samples from both landslides can suffer from sliding surface liquefaction phenomenon with very low final apparent friction angles, while the silt sample from Terano landslide showed no liquefaction failure, indicating that the sliding surfaces of these rapid landslides must have been formed within the sand layer in the past landslide masses.     

Optically Stimulated Luminescence (OSL) Chronology of the Dehenglong Landslide from Longyang Gorge to Liujia Gorge along Upper Yellow River, China

Giant landslides are common along the upper Yellow River from Longyang Gorge to Liujia Gorge, and some of them even blocked and dammed the upper Yellow River. Chronology is inevitable in studying the mechanism of giant landslides. Controversy exists about the chronology of those giant landslides, and some have not yet dated. The Dehenglong landslide is the largest one among them. In this study, OSL samples were collected from lacustrine silty sediments and loess directly overlying the landslide sediments, as well as fault sediments related to the landslide. This landslide yielded an age of 89 ± 8 ka, which is identical with the fault age of 73 ± 5 ka at two sigma errors. The agreement of a topographic analysis and the absolute age of landslides imply that the formation of the Dehenglong landslide is strongly correlated with the tectonic activity.