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在全球气候变暖及人类活动频繁增加的背景下,青藏工程走廊内的多年冻土处于强烈的退化过程,一系列热融灾害不断产生,尤其是斜坡失稳类灾害的发生趋于频繁,给区域环境及工程造成了直接或潜在的危害。热融滑塌和冻土滑坡是斜坡失稳类灾害最典型的代表,其发育一方面会导致发育区域和周边冻土环境退化,包括地下冰融化、地温升高、生态环境破坏等;另一方面,如果这些斜坡失稳灾害分布在铁路、公路等建筑工程附近,因滑坡体的直接破坏及随着滑塌壁的坍塌后退,将会对工程建设的稳定性造成极大的影响。冻土灾害研究是国际冻土届的研究热点,但目前关于青藏工程走廊内冻土斜坡失稳的分布规律、发育现状等方面的研究工作还比较缺乏,对于冻土斜坡失稳的发育过程和形成机理的认识还不够深入。本论文以发育在青藏工程走廊内的冻土斜坡失稳灾害为研究对象,首先对其主要类型、分布特征及形态特征进行了系统分析,并通过现场监测对一典型冻土斜坡失稳的发展过程和水热特征进行了分析;其次通过现场直剪试验获取了冰-土界面抗剪强度参数,利用建立的稳定性评价方法对K3035W斜坡天然状况下以及降雨和地震影响下的稳定性进行了评价;最后基于改进的DRASTIC模型对典型冻土斜坡失稳的易发性进行了区划评价。这些研究工作对于工程规划、灾害防治等方面具有重要的指导意义。本论文得到的主要结论有: (1)青藏工程走廊内的斜坡失稳现象广泛分布,以红梁河、北麓河附近的低山丘陵地带为主要分布区。从形成机理上,这些斜坡失稳主要分为热融滑塌型、滑坡型及浅层蠕变型。热融滑塌型主要包括热融滑塌和热融泥流,滑坡型斜坡失稳主要包括浅层冻土滑坡,浅层蠕滑型主要包括鱼鳞状草皮和泥流阶地。 (2)统计资料显示,青藏工程走廊内热融滑塌和冻土滑坡的分布与地下冰含量、年平均地温、坡度、坡向等因素具有一定的相关性。此外,从形态特征上来看,冻土滑坡的长度和宽度均大于热融滑塌,并且这两种斜坡失稳的整体形态都以圆弧状为主,长轴走向都以西北向为主。 (3)从卫星资料及现场考察可以看出,K3035W冻土滑坡前后至少发生过两次滑移,最后一次发生在2010年9月底。滑坡的最大长度230m,最大宽度90m,滑坡体的厚度约1.8m,体积约22,500m3。该滑坡后期演化形成的热融滑塌正在以平均每年4.5m的速度向后扩张,并且2011年至2012年的滑塌量明显大于2013年和2014年。滑坡的发生改变了其发育区域的地气热交换条件,滑坡发生后的初期,滑坡面和新滑塌区域的地温明显低于天然地面下地温。此外,滑坡发生以后形成的热融滑塌在滑塌壁融化过程还会对其周边的冻土造成强烈的热侵蚀作用,使得滑塌壁附近的浅层地温明显高于天然地面下地温。 (4) K3035W斜坡区域进行的两组现场直剪试验得到的冰,土界面平均有效内摩擦角为11.0。有效粘聚力为0.53kPa。基于该抗剪强度参数,计算得到K3035W斜坡在天然状况下的安全系数为1.24,斜坡处于稳定状态。但是,当水位高度大于1.42m或地震加速度大于0.03g(g=9.8m/s2)时,斜坡将处于失稳状态。 (5)降雨入渗条件下K3035W斜坡渗流场及稳定性的模拟结果显示,随着降雨强度和降雨持续时间的增加,坡体内的孔隙水压力逐渐升高,斜坡的安全系数逐渐减小。利用QUAKE/W对K3035W斜坡进行地震动力响应分析,结果显示地震过程中坡体内各节点的位移、速度和加速度明显升高。此外,稳定系数时程曲线显示在昆仑山8.1级地震强度的作用下,K3035W斜坡的最小安全系数为0.288,计算得到的平均最小安全系数为0.622,即地震作用下该斜坡处于失稳状态。因此,地震作用可能是导致该斜坡早期发生失稳的诱因之一。 (6)影响冻土斜坡失稳的因素主要包括:坡度、冻土类型、年平均地温、地表土质类型和坡向。基于改进的DRASTIC模型和五个主要因子图层,得到了青藏工程走廊五道梁至风火山段热融滑塌和冻土滑坡易发性区划评价结果。区域共划分为4个冻土斜坡失稳易发区:非易发区、低易发区、中易发区和高易发区。其中非易发区占区域总面积的10.76%,低易发区占44.51%,中易发区和高易发区分别占21.79%和22.94%。