青藏高原高位远程滑坡动力学研究的新问题

高位远程滑坡动力学机理的研究一直是国际地质灾害领域的难点问题。在青藏高原, 由于地质条件复杂, 高位远程滑坡表现出更为复杂且强烈的动力作用, 出现超高位超远程的链式成灾模式。文章针对青藏高原高位远程滑坡所表现出的三种突出动力学效应——动力破碎效应、动力侵蚀效应以及流态化效应, 从地质特征调查、物理模型试验、数值分析三个层面进行了系统性的综述。针对青藏高原高位远程滑坡目前的研究现状提出了下一步要解决的三个关键科学问题: 极端地质环境下高位远程滑坡机理研究、基于尺寸效应的模型试验新方法研究和高位远程滑坡流域性灾害链研究。这些问题将为高位远程滑坡动力学机理的研究和服务工程建设中高位远程滑坡灾害的防灾减灾提供科学依据。      

青藏高原东缘活动断裂地质灾害效应研究

活动断裂的地质灾害效应是工程地质与地质灾害领域研究的重要内容。本文以第四纪以来构造活动最强烈的青藏高原东缘为例,阐述了活动断裂地质灾害效应的主要表现形式,包括:(1)活动断裂对地形地貌和岩体结构的影响;(2)断裂剧烈活动(地震)诱发地质灾害;(3)断裂蠕滑作用对斜坡应力场和稳定性的影响;(4)断裂活动是地质灾害链的源头,为地质灾害提供物源。上述表现形式及灾害成因机理和分布规律是活动构造区地质灾害防治中需要关注的关键问题。根据青藏高原东缘典型地质灾害案例研究提出,内外动力耦合作用成灾机理是未来地质灾害研究方向,将为活动构造区地质灾害早期识别和防灾减灾提供理论依据。     

西南岩溶山区大型崩滑灾害研究的关键问题

我国西南岩溶山区地质环境脆弱,人类工程活动强烈,群死群伤的灾难性滑坡频发,造成严重的人员与财产损失。文章概述了西南岩溶山区大型崩滑灾害基本特征和防灾减灾的难点,提出了目前研究中亟待解决的关键科学技术问题,包括岩溶地质结构与管道流的相互孕灾机理、地下采动下大型崩滑灾害形成机制、灾害高位远程动力成灾模式、灾害早期识别与空间预测。针对这些问题,文章提出如下研究思路:通过多学科联合,重点研究岩溶山区大型崩滑灾害链的孕育发生规律与成灾模式,揭示岩溶管道-裂隙-孔隙地下水动力作用及孕灾过程和地下采动、库水波动等工程扰动环境下山体劣化损伤效应,构建岩溶崩滑灾害高速远程动力致灾机制与风险预测方法,形成早期识别、监测预警与综合防控技术及示范,为我国岩溶山区城镇化建设、重大工程安全运营提供科技支撑。     

西南山区典型地质灾害链成灾模式研究

西南山区是中国地质灾害链最发育、成灾最严重的地区。为深入认识区域地质灾害链成灾模式,文章在系统收集西南山区历史上19次典型重大灾害事件基础上,分析了地质灾害链的主控因素及成灾特征,总结了滑坡型、崩塌型、泥石流型3类灾害链分类模式及5种链式成灾过程,并选择每一类中的典型地质灾害链成灾过程进行了剖析,在此基础上对地质灾害链成灾机理研究、数据库构建、技术标准体系建设及跨界流域链式灾害风险防控机制构建等进行了展望,提出了地质灾害链防范建议,旨在为区域地质灾害防灾减灾规划、重大工程与城镇建设安全提供参考。     

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。     

二十世纪以来西南地区地质灾害研究历程与展望

西南地区发育有我国近30%的地质灾害隐患点,是我国地质灾害成因最复杂、数量最多、灾情最严重的地区之一,为更好地了解西南地区地质灾害研究历史和防灾减灾工作,本文在系统梳理西南地区地质灾害发育分布规律及危害特征现状基础上,简要回顾了二十世纪以来西南地区地质灾害研究的主要历程,并分三个主要阶段对所取得的进展和成效进行了总结。在此基础上,对未来西南地区地质灾害的主要研究趋势进行了展望,提出了西南地区地质灾害研究应重点关注高山极高山区高位远程地质灾害识别技术、特大地质灾害链形成机理与风险防控、基于地质灾害孕灾背景大数据智能挖掘的风险动态评价等,可供西南地区地质灾害研究与防治参考。     

西藏嘉黎断裂带沿线高位链式地质灾害发育特征分析

西藏嘉黎断裂带沿线高位链式地质灾害十分发育,多次在易贡藏布、帕隆藏布及雅鲁藏布江下游造成流域性灾害链破坏,如易贡高位滑坡灾害链、古乡高位泥石流灾害链、尖母普曲高位崩塌灾害链、米堆冰湖溃决灾害链等。本文基于实地调研,并结合前人资料,总结了嘉黎断裂带沿线高位链式地质灾害的成灾模式,认为其可划分为“高位崩滑-碎屑流-堵江-洪水灾害链”、“高位崩滑-堵江-洪水灾害链”、“高位泥石流-堵江-洪水灾害链”、“冰湖溃决灾害链”等4种类型。本文还从地质构造与地震、地貌与水系、冰川、气象等4个方面分析了高位链式地质灾害的孕灾条件,并对其成因及发展趋势进行了探讨,认为在当前条件下,随着全球变暖加剧和人类工程活动增强,嘉黎断裂带沿线高位链式地质灾害的发生将更加频繁。     

冰雪型地质灾害链高位萌生、动力溃散及物相转化过程剖析北大核心CSCD

受全球气候变暖对高海拔山地区气温放大效应影响,冰雪型地质灾害趋于增多,且普遍呈现链式发育特征,具有灾害类型动态转化、影响范围大、破坏程度高等特点,严重威胁区域内重大工程建设安全。基于实地考察与文献调研方式,将高寒山地区常见冰雪型地质灾害凝练为:冰岩崩、雪岩崩、冰雪型碎屑流、冰碛物堆积滑坡、冰湖溃决、冰川型泥石流6类,并分别剖析各自典型的发育特征;而后,对冰雪型地质灾害3种典型链式组合关系予以剖析,发现:冰雪型地质灾害链普遍存在“高位萌生→动力溃散→物相转化”动态演化过程;据此,对冰雪型地质灾害高位萌生、动力溃散及物相转化三阶段特征及内在机制进行分析,明确了冰雪型地质灾害的“高位萌生→位能转化→侵蚀铲刮→滑移堆积”累积链生放大机理。最后,对冰雪型地质灾害链各演化阶段进行评价模型梳理,认为:新型破碎-扩散模型、Flores接触力模型可用于评价冰雪型地质灾害高位萌生向动力溃散过程;犁切模型可较好描述其侵蚀铲刮与体积放大过程;颗粒流模型、空气润滑模型、超孔隙水压力模型可用于揭示后续的高速滑移堆积特征;而Voellmy流变模型、Bingham流体渗流模型可较好解释其灾害链条的物相转化特征。研究对于科学评价冰雪型地质灾害链动态演化过程具有基础参考价值。     

藏东南高位远程滑坡动力学特征及研究难点

藏东南地区地理位置特殊、地形地貌独特、水力资源丰沛、战略地位重要,规划建设有诸多重大战略性基础设施和建设工程。受构造性隆升、地震活动、海洋性冰川、立体气候和人类工程活动等内外动力因素影响,该区域内密集发育高位远程滑坡地质灾害,严重威胁重大工程的安全运营。高位远程滑坡具有隐蔽性强、冲击力大、致灾范围广等特点,使得当前的研究面临“起滑机制不清、灾变机理不明、运动预测不准”的挑战,亟需解决复杂地质环境下高位远程滑坡具有的超高起滑势能、超强运动特性和超大致灾能力3个方面的科学问题,有待揭示藏东南地区孕灾环境特征和滑坡分布规律、高海拔脆性岩体起滑机制、高位崩滑体运动形态转化机制和崩滑体流态化远程运动机制等研究难点。基于这些成果构建的高位远程滑坡动力学将有助于指导藏东南重大工程规划建设中地质灾害风险防范的理论依据,对藏东南地区可持续发展具有重要的现实意义。     

高位高能岩崩研究现状与发展趋势

高位岩崩作为高山峡谷区、海岸、交通廊道、露天矿山常见的地质灾害类型之一,具有泛生性、突发性、隐蔽性及致灾严重性等基本特性.近年来,伴随全球地震频发和气候急剧变化,高位高能岩崩事件显著增多,造成严重的生命财产损失.目前,高位高能岩崩识别和预警技术、失稳和运动机理、灾害链效应成为国际地球科学领域的研究热点之一.本文从岩崩早期识别、失稳和运动机理、综合防护技术措施等方面归纳总结了目前的主要研究成果,并提出了岩桥损伤识别方法、动态监测技术、稳定性动态评价方法、早期预警模型、运动机理和综合防控技术是亟待解决的科学问题和技术难题.这些问题的解决将有助于高位高能岩崩综合防治.      

岩溶山区崩滑灾害变形破坏地质模式分类

岩溶山区特殊的地质结构导致崩塌、滑坡等地质灾害时常发生,带来了严重的人员伤亡和经济社会损失。研究岩溶山区崩滑灾害特征,建立相应的变形破坏地质模式,对于岩溶山区崩滑灾害风险防控与治理工程具有重要理论意义与指导价值。文章以典型地质灾害形成演化过程为例,在系统地分析研究区典型崩滑灾害地质背景、影响因素、动力学与运动学特征的基础上,提出了岩溶山区崩滑灾害变形破坏地质模式,得出以下主要结论:（1）影响崩滑成灾基本因素（崩滑灾害体势能、岩溶结构面、岩组结构、斜坡地貌和斜坡结构）、影响因素（水文地质条件、工程活动、地震、降雨）和变形运动特征（运动形式和变形机制）三个方面,据此建立了岩溶山区崩滑灾害地质分类指标体系。（2）结合研究区特征对模型体系里面的每个要素进行系统分析,崩滑灾害的发生是各个要素相互组合、相互作用的结果。（3）总结了研究区内5种典型崩滑地质模式:高势能反倾降雨型高速远程滑坡—碎屑流模型、高势能斜倾视向采矿型高速远程崩滑灾害模型、超高势能横向陡倾地震型高速远程滑坡、高势能采矿型高速崩塌—碎屑流模型、低势能差异风化崩塌模型。为后续开展物理模拟、数值模拟、稳定性计算和变形破坏预测等工作奠定基础。下一步将更加深入全面地建立研究区的崩滑灾害模式,并进行崩滑灾害的危险性分级工作。      

攀枝花市地质灾害发育规律与防灾减灾对策研究

针对四川省攀枝花市典型“干热河谷流域”地质灾害频繁成灾问题,在收集地质灾害资料收集的基础上,统计分析了不同类型地质灾害与地形地貌、岩土体类型等控灾因素的关系,系统分析了攀枝花市地质灾害发育分布规律,揭示了干热河谷区人类活动与地质灾害的密切关系,总结了区内昔格达组特殊易滑地层对区域地质灾害的影响特征。研究成果为区域工程和城镇规划建设过程中科学规避易滑地层等防灾减灾提出合理化建议,为地方政府防灾减灾及城乡建设规划提供参考依据。     

青藏高原不同载体中微生物类脂物GDGTs的研究进展及展望

甘油二烷基链甘油四醚是一类结构稳定、来源广泛、对气候环境响应敏感的微生物标志物,也是古气候与古环境重建的重要工具。相对于其他地区,青藏高原极端微生物对环境因子的响应机理复杂,不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征不同,这给青藏高原古气候和古环境定量重建研究带来了不确定性,限制了甘油二烷基链甘油四醚在青藏高原研究中的充分应用。首先,总结了青藏高原不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征、来源及影响因素;其次,概述了甘油二烷基链甘油四醚指标在青藏高原古气候环境重建中的应用,重点阐述了甘油二烷基链甘油四醚在青藏高原应用中的不确定性来源及其成因解释;最后,结合青藏高原多圈层相互作用对甘油二烷基链甘油四醚的影响机理,对青藏高原各载体中甘油二烷基链甘油四醚的研究进行了讨论和展望。     

高速远程滑坡滑震研究述评

高速运动的滑坡体与下伏不平顺运动路径间的强烈动力相互作用将产生地震波,即滑震。滑震作为一种独特的研究视角,可为高速远程滑坡运动特征的研究提供前所未有的细节化体现和无与伦比的定量化数据支撑。通过对国内外已有研究成果的归纳梳理,对高速远程滑坡滑震研究的发展过程和研究现状进行了概略性述评：首先,对滑震相关研究近百年来的历史进程和发展趋势进行了归纳;其次,通过对比不同运动行为产生滑震信号的过程,阐述了滑震波的典型信号特征;进一步地,基于不同频段的滑震信号特征,从高速远程滑坡基本特征识别、高速远程滑坡运动学过程和运动特征推演等方面,对现有研究成果进行了述评,探讨了滑震手段推进高速远程滑坡动力学研究的重要贡献和巨大潜力;在此基础上,从滑震数据库的建立和完善、滑震波动机理理论模型的优化与发展、滑震波与滑坡接触力的耦合分析以及多学科交叉融合4个方面对下一步的研究工作进行了讨论和展望。     

断层破碎带剪切作用下力链结构及演化光弹试验研究

断层破碎带颗粒介质体系中力链形成机制及其演化规律,是研究含破碎带断层蠕滑、黏滑以及地震等地质灾害发生的重要基础。借助颗粒体双轴加载双向流动光弹试验装置,对断层破碎带剪切作用下的宏观力学特性、破碎带中光弹力链网络结构及演化、力链空间分布及强度等特征进行研究。结果表明:(1)断层破碎带中,岩体颗粒之间通过力链传递力的相互作用;破碎带与断层诱导裂隙带之间存在易滑段与不易滑段,揭示了剪切作用下破碎带空间变形非均匀特征;破碎带中岩体颗粒物质的重新排列,引起易滑段与不易滑段的动态演化。(2)破碎带中较大粒径角砾岩颗粒承载了断层上下盘之间的主要挤压及摩擦力,起到了骨架支撑的作用;随着剪力的增长,强力链方向发生偏转,向竖直方向靠拢。(3)处于高应力状态的断层远离破碎带边缘位置岩体颗粒更容易发生破坏、碎裂、重新排列,从而引起强力链空间方位的变化;随着竖向荷载的增大,强力链空间方位由明显各向非均匀性向各向均匀性转变。(4)竖向荷载变化对断层破碎带中力链比例和颗粒接触力分布频率影响较小,对力链空间分布及强度影响较大。     

高位远程崩滑碎屑流-泥石流灾害链的演变过程与影响范围预测——以“4·5”四川洪雅县铁匠湾地质灾害链为例

20世纪以来,地质灾害以灾害链形式出现的频率明显加大,目前对灾害链的演变过程以及影响范围的研究并不多。本文以2021年4月5日四川洪雅县铁匠湾高位远程崩滑碎屑流-泥石流灾害链为例,阐述了灾害链的演变过程。启动源为高位崩塌,崩落的大量岩块对下方斜坡岩土体造成冲击和加载形成滑坡,受降雨影响,崩滑碎屑流物质向双溪河发展演变为泥石流;采用RAMMS软件对泥石流的运动过程进行数值模拟分析,划定了其在不同降雨频率下的影响范围。结果表明：在20 a一遇降雨频率下,影响范围涵盖了双溪村上游部分分散农户;在50 a一遇降雨频率下,影响范围覆盖双溪村人口密集区;在100 a一遇降雨频率下,影响范围将继续向下游发展,延伸至老赵河聚居区。灾害链发生期间,附近最大降雨量接近10 a一遇,将10 a一遇模拟结果与现场实际形成的影响范围进行对比,发现两者基本一致,说明模拟结果可信。     

川藏铁路加查—朗县段地质灾害发育特征研究

川藏铁路加查至朗县段位于青藏高原东南部雅鲁藏布江中游,地形地貌复杂、构造活动强烈,是我国地质灾害高易发区,崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害发育密度大、危害严重。在资料收集和遥感解译的基础上,对川藏铁路加查—朗县段的地质灾害进行野外调查,在铁路线两侧各5 km约780 km2范围内发现了崩塌、滑坡和泥石流共139处,沿雅鲁藏布江断裂带新发现拉岗村高速远程滑坡和日阿莫大型滑坡,并研究了该区地质灾害的发育特征和形成机理。调查结果表明：在雅鲁藏布江断裂对区域地貌和岩体结构控制作用下,崩塌、滑坡等地质灾害沿断裂带呈带状密集分布是该区地质灾害发育分布的主要特征之一,约有53%的崩塌滑坡滑动方向垂直于断裂走向,30%的崩塌滑坡与断裂带走向近于平行;在地壳强烈隆升和河流侵蚀作用下,雅鲁藏布江宽谷段和峡谷段的地质灾害发育特征具有明显差异;断裂活动特别是断裂剧烈活动诱发地震导致该区具有高速远程滑坡发生的背景,如拉岗村高速远程滑坡;在断裂活动、降雨、人类工程活动等内外动力耦合作用下该区地质灾害形成机理更加复杂,部分滑坡稳定性差且多次发生活动,给该区重大工程规划建设和防灾减灾造成重要影响。     

我国煤矿的主要地质灾害及防治对策

文章综合分析了煤矿区地震、滑坡、地面沉陷与塌陷、煤与瓦斯突出及突水等主要地质灾害。通过对各类灾害特征、成生机理及危害的研究，认为(1)煤矿地质灾害严重地危害着矿山正常生产和人民生活；(2)煤矿矿震生成主要是脆硬-软地层结构、褶皱构造、构造活化区及地下水突变、采煤卸载等内外环境因子综合作用的结果；(3)煤矿滑坡、地面沉陷及塌陷、煤与瓦斯突出和突水等地质灾害是矿区工程活动破坏了地质构造和生态环境、山体原始平衡所致。在此基础上，提出了煤矿地质灾害链和防御措施。     

西藏易贡高位远程滑坡研究进展与展望

高位远程滑坡指剪出口高、滑动距离长、体积大和速度快的滑坡,具有强动能、强烈碎屑化-流体化、铲刮效应等特征,滑坡及其诱发的灾害链对人类生命财产安全、路桥基础设施、水利水电工程等危害巨大。在遥感解译和野外调查的基础上,总结了2000年西藏易贡高位远程滑坡的研究进展,分析了滑坡启滑机制、体积、运动速度、堰塞湖体积、溃坝机制等,进一步揭示了内外动力耦合作用是西藏易贡高位远程滑坡的主要影响因素,以及该滑坡具有溯源侵蚀复发型的周期性启滑机制。基于GIS与高精度DEM进一步核算了易贡高位远程滑坡的体积,认为滑源区崩滑体体积约9225×10⁴ m³,滑坡堆积体体积约为2.81×10⁸～3.06×10⁸ m³,其中堆积体体积与国内外研究的认识基本一致。易贡滑坡崩滑源区还发育2个潜在失稳区,潜在崩滑体方量约1.86×10⁸ m³,一旦失稳可能再次形成滑坡-堵江-溃坝灾害链,危害巨大,故提出了进一步加强易贡高位远程滑坡潜在崩滑体稳定性研究、灾害链流域性影响...     

地质灾害链

用系统的普遍联系和发展的观点看待各种地质灾害之间的相互关系是地质灾害链研究的出发点。当前,地质灾害链的研究还处于起步阶段,地质灾害链的理论及其评价方法和技术还不完善。在收集相关资料的基础上,阐述了地质灾害链的定义、分类和分级,初步总结中国地质灾害链的分布规律,综合分析地质灾害链的研究现状,阐明了其发展方向,并提出地质灾害链防治的一些措施和建议。按诱发因素,地质灾害链可以分为:内动力地质灾害链、外动力地质灾害链、人类工程活动地质灾害链以及复合型地质灾害链。依据地质灾害链的规模不同,地质灾害链依次可以分为四级:一级地质灾害链,全球级别的地质灾害链;二级地质灾害链,区域地质灾害链;三级地质灾害链,流域地质灾害链;四级地质灾害链,单条冲沟地质灾害链。在中国的东部尤其是东南沿海地区台风灾害链活动频繁、影响范围广、造成的损失巨大。在青藏高原地区尤其是南北向地震带,内、外动力地质灾害链活动频繁,影响深远。地震灾害链、崩塌和滑坡转化为泥石流问题、滑坡坝溃决问题、冰湖溃决灾害链、台风灾害链等问题将是未来地质灾害链的研究重点;地质灾害链评价、预测及其风险评估将是地质灾害链研究的关键科学问题。地质灾害链的防治是地质灾害链研究的最终目标。