巧家县古滑坡形成机理及稳定性分析

来源 :中国地震局地质研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:w02114119
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滑坡作为自然地质灾害中的主要组成部分,在世界范围内分布广泛且具有很强的破坏力,经常会造成一些重大的生命财产损失。在一些高山峡谷地区,陡峭边坡通常因失稳下滑而形成滑坡,一些大型滑坡还会堵塞河流而形成严重的滑坡-堰塞坝(堵江)的灾害链模式。本文基于云南巧家县古滑坡,对其基本特征及其形成机理进行分析,通过滑坡后缘碳酸盐胶结层的ESR测年数据确定巧家古滑坡的形成时代,并结合OSL测年数据对古滑坡的活动期次进行了划分;通过湖相沉积物粒度分析实验对古滑坡堰塞湖沉积物的粒度特征和沉积环境进行分析和总结;利用PFC2D数值模型建立巧家古滑坡体前缘在正常蓄水位825m条件下的数值模型,对边坡的稳定性状况进行了分析;同时对古滑坡边界局部边坡堆积体在强降雨和强地震动工况下的稳定性和变形破坏状况进行了数值模拟,通过以上研究分析得出结论如下:(1)通过遥感解译、野外实地调查对巧家古滑坡形成的基本特征进行了详细描述,发现巧家古滑坡边界明显,表现为明显的圈椅状滑坡地形,具有滑坡典型的双沟同源现象,金沙江河道在古滑坡体前缘处有明显的向左弯曲。滑坡体上水系、沟道杂乱分布,岩石破碎程度高,完整性低,并发育有多级阶地陡坎。(2)借助粒度分析实验,对巧家古滑坡对面的出露坡面和湖相沉积物进行研究,进而分析了研究区内湖相沉积物的粒度特征和沉积环境,分析结果表明该湖相沉积物可能是由于巧家古滑坡失稳下滑堵塞金沙江形成堰塞湖后沉积而成。(3)从地质构造特征、地质环境特征、地震活动条件方面对巧家古滑坡的形成机理进行分析和总结。结果表明,从巧家县城穿过、剧烈活动的小江断裂可能是形成体积巨大的巧家古滑坡的主要原因。同时巧家县地质灾害发育严重,主要受到地形地貌、构造活动、地层、降雨、人类工程建设活动等因素的影响,具有点多面广、成灾时段短、灾害链式发育、群发性等特点。(4)在巧家古滑坡后缘滑动面上有大片碳酸盐胶结层,在滑动面上采集重结晶的碳酸盐样品后并对样品进行ESR测年,测年结果表明,巧家古滑坡总共发生了两次滑动事件,碳酸盐胶结物可能是在不同的滑坡活动时期形成的,两次滑坡事件发生的时间距今分别为94±7 ka年,61±5 ka年。同时,结合ESR测年数据与堰塞湖形成的湖相沉积物的OSL测年数据,确定了古滑坡的形成时代和活动期次,结果表明,滑坡最新的一期活动时间为1~2万年,中间一期为6~7万年,最老一期为9~10万年。(5)运用颗粒流离散元软件PFC2D中的单轴压缩试验和巴西劈裂实验对模型中砂岩的细观参数进行标定,来获取颗粒的细观力学参数。根据巧家古滑坡的地质剖面模型建立相对应的离散元数值模型,对在正常蓄水时825m水位工况下古滑坡体边坡前缘的变形和破坏失稳问题进行数值模拟,发现边坡前缘在825m水位工况下有轻微失稳滑落现象,同时利用PFC2D对古滑坡边界的一处堆积体边坡进行了模拟分析,揭示了其在强降雨及强地震动工况下变形破坏特征,模拟结果表明该处古滑坡边界堆积体在强降雨、强地震动等诱发因素的影响下可能会发生失稳破坏,这就意味着,我们应当采取适当削坡等工程措施对古滑坡边界堆积体进行治理,并继续加强对古滑坡边界的实时监测,设置监测预警系统,及时消除潜在危岩体下滑所带来的危险。
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