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?；略诳臻g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。