茂县苦地瓜子滑坡成因机制与古地震效应研究

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茂县苦地瓜子滑坡位于龙门山构造带和岷山断块影响的高烈度地区,地形上为深切河谷,岩层为被顺层和垂直于坡面的两组节理切割的较成破碎块体的中强风化千枚岩。野外调查发现其有堵江现象,同时坡体上有地震遗留的地质现象,主要为砂土液化、平行于滑动方向的裂缝、直立错坎、充填楔、半坡的湖积物等,判断苦地瓜子滑坡为一古地震滑坡。在现场调查的基础上,结合室内资料收集,数值模拟等方法,对滑坡区的工程地质条件,堆积、分区、变形特征等进行研究,分析其特殊地质现象的成因和滑坡的变形破坏机制,通过数值模拟还原其破坏过程,同时研究其在发生大的变形前其坡体各部分对地震荷载的动力响应情况,主要得出了以下结论:(1)按照滑坡的形成、堆积过程和可将该滑坡分为滑源区(Ⅰ)和堆积区(Ⅱ)、而根据堆积物特征和目前变形破坏特征可将堆积区分为崩坡积物堆积区(Ⅱ1)、湖积物覆盖区(Ⅱ2)和持续变形破坏区(Ⅱ3)。(2)滑坡上残留特殊地质现象,主要包括前缘坡体上的砂土液化迹象、直立错坎、滑坡中部平行于滑动方向的裂缝以及滑坡中上部的充填楔、滑坡半山腰出现的湖积物。普通重力滑坡难以解释此类现象的成因,其为地震滑坡遗留的特殊现象。(3)滑坡成因及运动过程为:区域抬升和河谷下切致使河谷高陡边坡形成,在此过程中岩体发生卸荷回弹,产生裂缝,地震时在地震波作用下在斜坡表面形成拉应力,在震动拉裂作用下上部坡体碎裂并开始变形运动,前缘锁固段在震动拉应力及上部坡体重力下压下被剪断,苦地瓜子滑坡被触发,滑坡高速运动,瞬间涌入的大量滑坡体受黑水河对面山体阻挡堆积于黑水河中,堵江形成堰塞湖,堰塞湖中湖积物沉积,再次受地震影响,在湖积物中发生砂土液化现象,此后在在河流下切作用和人工改造下,形成了今天的地貌。(4)通过UDEC软件模拟滑坡过程,分析滑坡大变形前的动力响应情况:(a)从坡面前缘剪出口往上,监测点加速度、速度和位移均有不同程度的放大效应。(b)前缘因被“锁固”,其位移和速度最小。(c)坡面各监测点在加速度、速度和位移方面,均是水平方向的峰值更大,横波作用更明显。(d)坡体上部监测点的位移远大于下部监测点的位移,说明坡体是从上部开始变形破坏的,但由于前缘剪出口附近位移变化较小,因此先出现滑坡中上部坡体上拱的“扩容”现象。(e)坡体从中上部开始变形破坏的顺序排除了滑坡滑移-拉裂的成因机制,是滑坡震动-拉裂成因机制的有力证据。综上所述,茂县苦地瓜子滑坡变形破坏机制为:中上部震动-拉裂→前缘锁固段剪断→滑坡启动。
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