峨眉山玄武巖大型高位遠程滑坡形成機制研究

　　《峨眉山玄武巖大型高位遠程滑坡形成機制研究》以峨眉山玄武巖大型高位遠程滑坡為研究對象，運用遙感解譯、現(xiàn)場大比例尺調查、室內(nèi)試驗以及數(shù)值模擬等研究手段，對滑坡分布特征、發(fā)育特征、地質類型、啟動條件、運動演化過程等方面展開深入研究，在此基礎上結合西南地區(qū)獨特的地質環(huán)境條件、峨眉山玄武巖體的工程地質特性以及滑坡運動學的研究成果，對峨眉山玄武巖大型高位遠程滑坡的形成機制進行了系統(tǒng)分析，取得了以下主要認識與進展：（1）峨眉山玄武巖大型高位遠程滑坡在西南地區(qū)高烈度高山峽谷區(qū)為發(fā)育。滑坡在空間上主要沿大型河流的干流及其支流呈條帶狀密集成群分布，在研究區(qū)內(nèi)主要形成4個分布區(qū)：金沙江上游及各級支流分布區(qū)（滑坡數(shù)量占比為35%）、金沙江中下游及各級支流分布區(qū)（滑坡占比為51%）、大渡河中游及各級支流分布區(qū)（滑坡占比為9%）、大渡河下游及各級支流分布區(qū)（滑坡占比為5%）。多孕育于順層中傾、中緩傾斜坡結構的坡體中。（2）西南地區(qū)峨眉山玄武巖由多個溢流旋回組成，如溪洛渡地區(qū)發(fā)育14個溢流層，具有巨厚層構造、巖體強度高、軟硬相間的特點。強烈的構造改造致使峨眉山玄武巖多期褶皺疊加，切層節(jié)理及層間剪切錯動發(fā)育;新構造期強烈內(nèi)、外動力耦合，在玄武巖分布區(qū)形成地形反差極大的峽谷地貌，谷坡巖體強烈卸荷，河谷區(qū)凝灰?guī)r水巖相互作用強烈，順傾斜坡層間結合力大幅度降低。（3）峨眉山玄武巖大型高位遠程滑坡主要分為3種地質類型：隔擋式背斜翼部順層滑坡、單斜中緩傾高位順層滑坡和斷層上盤順層滑坡。隔擋式背斜翼部順層滑坡發(fā)育于隔擋式褶皺的背斜側翼。由于峨眉山玄武巖屬于脆硬性巖，褶皺作用在埋深數(shù)千米深度的脆韌性環(huán)境中完成，在背斜與向斜過渡帶因產(chǎn)狀突變形成折斷帶，平面及剖面X長大節(jié)理發(fā)育，將玄武巖切割成板狀結構體。該帶巖體破碎，溪流、溝谷沿該帶發(fā)育，玄武巖順層谷坡坡腳臨空，巖體因坡腳蠕變發(fā)生順層滑移，削弱層間結合力，強震事件最終造成巖體拉裂失穩(wěn)。單斜中緩傾高位順層斜坡因層面傾角小于坡角，致使高位斜坡凝灰?guī)r出露位置（潛在剪出口）與坡腳之間的高差達數(shù)百米，上部坡體在重力作用下沿凝灰?guī)r向臨空面順層滑移，后緣拉裂，并受到卸荷風化、流水侵蝕等其他不利因素的耦合作用，最終在強震觸發(fā)下發(fā)生大規(guī)模順層高位滑坡。斷層上盤順層斜坡坡腳有斷層通過，坡腳臨空后斷層帶受壓塑性擠出，牽動斜坡巖體順層滑移，大幅度削弱層間結合力，當與兩側長大結構面耦合形成側裂面時，形成巨型順傾板狀結構體：在強震等外力作用下斷層附近的巖體能夠發(fā)生拉破壞，以壓致-滑移-拉裂模式而形成大型高位滑坡。（4）峨眉山玄武巖大型高位遠程滑坡的形成機理：硬巖夾軟巖的巖性組合，強烈的構造改造致巖體斷層、節(jié)理及層間錯動發(fā)育；活躍的新構造運動使變形、破裂的峨眉山玄武巖形成峽谷地貌，河谷應力場背景下巖體強烈卸荷及水-巖的反復作用，斜坡巖體順層滑移、順側裂面剪切，層間聯(lián)結力及斜坡巖體整體性遭到徹底破壞，分割的順傾板狀結構體在地震慣性力作用下突然失穩(wěn)形成大型高位滑坡。因此，滑坡孕育經(jīng)歷了長期的“變形累積”和“觸發(fā)失穩(wěn)”兩個階段。變形破壞模式主要有折斷-滑移-拉裂，滑移-拉裂，壓致-滑移-拉裂三種類型，典型代表分別為馬湖滑坡、矮子溝滑坡及腳盆壩滑坡。玄武巖滑坡能夠發(fā)生遠程滑動，需要滿足4個要素：滑坡體處于高位，具有較高的勢能：滑源區(qū)存在原生結構面及構造結構面分割的結構體，巖體的碎裂化程度較高；解體后的顆粒近乎等軸狀（球度好），缺乏細顆粒物質；滑坡體啟程劇動后，顆粒間摩擦耗能偏弱，能夠長時間保持高速運動。（5）通過室內(nèi)滑槽模型試驗對高位滑坡碎屑流運動學特性進行研究：破碎程度較高的玄武巖碎屑顆粒具備較好的顆粒球度（研究區(qū)內(nèi)顆粒球度值在0.6以上的碎屑顆粒占比約為60%），球度良好的顆粒在運動過程中易發(fā)生彈跳和滾動現(xiàn)象，這種運動方式下顆粒與滑面的有效摩擦系數(shù)更低，并且在運動過程中具有動量傳遞作用，使玄武巖碎屑顆粒表現(xiàn)出更強的運動性，進而能夠滑動更遠的距離，滑坡的治災范圍也會更大。（6）運用三維離散元數(shù)值模擬軟件3DEC對滑坡運動堵江全過程進行分析，可劃分為四個連續(xù)的運動階段：啟程活動階段、近程活動階段、高速遠程碎屑流階段、堆積堵江階段。研究結果表明，隨著滑源區(qū)坡體高程的增加，斜坡水平及豎直向加速度均存在顯著的放大效應，結構面附近地震加速度產(chǎn)生倍增效應（放大6~7倍），地震加速度的顯著放大是地震誘發(fā)高位滑坡的主要原因。

　　申通，男，河南城建學院土木與交通工程學院講師，主要從事城市地下空間工程檢測及災害防治研究、巖體結構與穩(wěn)定性研究。近年主持、參與國家自然科學基金面上項目2項；發(fā)表學術論文8篇，其中SCI檢索3篇、EI檢索1篇、中文核心4篇。袁玥，女，河南城建學院城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)講師，主要從事城市更新、鄉(xiāng)村規(guī)劃方向的研究，參與河南省鄉(xiāng)村建設評價工作、平頂山市地區(qū)鄉(xiāng)村規(guī)劃工作、鄭萬高鐵平頂山西站修建性詳細規(guī)劃、平頂山市老舊小區(qū)改造工作等多項工程項目，主持多項河南省、市級科研課題。韓楊，男，河南城建學院土木與交通工程學院講師，主要從事隧道及地下工程施工技術、環(huán)境控制、圍巖穩(wěn)定性等方面的研究工作。