什么是高位远程滑坡?它有哪些类型?

滑坡地质灾害一直是世界范围内地质灾害领域研究的难点和焦点问题,国际上描述这一地质灾害的词语有“Landslide”、“Sturzstrom”、“Mass movement”、“Mass wasting和“Avalanche”等,不同的词汇所描述的侧重点不同:“Landslide”和“Mass movement”主要是指土体(或岩体)在重力作用下沿斜坡向下的运动;“Mass wasting”含义与“Massmovement”类似,多指崩塌现象;“Avalanche”和“Sturzstrom”主要是指滑体破碎严重,呈现流态状。

根据国际工程地质专业委员会建议,广义的滑坡包括崩塌、滑坡、碎屑流、雪崩和泥石流等地质灾害现象,其具体定义概化为滑体受到降雨、地震和人类工程活动等因素扰动下失稳滑动,运动较远距离。国际地科联组织定义的“Rapidlandslide”:滑坡的垂直落差(H)与水平运动距离(L)的比值小于0.6、平均运动速度大于5m/s,成灾范围较广的滑坡地质灾害即为远程滑坡地质灾害。在此基础上,通过对国内外典型高位远程滑坡运动特征统计分析(表2.1),其“高位”主要是指滑坡剪出口与前缘的高差h较大,一般在100m 以上。高位远程滑坡由于其势能大,势能转化成动能,平均运动速度也能达到20m/s,HL一般小于0.6揭示远程性(图2.7)。由于近年来,高位远程滑坡地质灾害频发,如“2019发生的贵州水城滑坡”、“2020发生的湖北恩施清石滑坡”等,对人民生产生活造成巨大危害,加快高位远程滑坡灾害研究显得尤为重要。

滑坡灾害分类研究启于1954年 D.J.Varnes提出的滑坡简易分类,只是对滑坡现象的一种简单概述,没有提出具体分类标准,Hutchinson和 Cruden 等人也做了类似分类研究,直至20世纪初Hungr基于滑坡初始破坏和运动模式将滑坡地质灾害划分为Fall”、“Topple”、“Slide”.“Spread”、“Flow”、“Slope deformation”合计6大类,32个小类,该分类方法简单通用,被广泛接受,促进了滑坡地质灾害研究,为本文开展高位滑坡分类提供理论支撑。根据野外地质现场调查,高位远程滑坡地质灾害一般由多个灾种耦合而成,具有多灾种链式特征,不仅仅划分为单一具体滑坡、崩塌或者泥石流等,目前已有的分类标准主要是针对常见地质灾害的分类,但是针对高位滑坡地质灾害分类研究还是较少,基于已有的滑坡分类的基础上,对高位远程滑坡的分类进行总结:从失稳模式、运动约束条件和滑体含水情况来对高位滑坡进行分类研究。

高位远程滑坡失稳破坏是一种较为复杂的地质灾害演化过程,由于滑体内部地质结构复杂和滑体组成成分的差异性,造就了高位滑坡启动模式种类的丰富性,同时不同滑坡启动运动模式下也对应不同形态的滑面(图2.8),比较典型的破坏模式如下:

平面滑动型高位远程滑坡主要是指其滑源区的整体呈现块状,滑面呈现平面型的滑坡。该类滑源区边界主要受到破碎节理面(带)、拉张裂缝等切割控制形成。滑面可能是构造结构面、软弱层间带等,其走向与坡向近似平行。同时平面型滑坡自稳性差,极易失稳整体滑动,速度极快、冲击力大,露天矿区和公路高陡边坡的滑动模式多为此类型。

阶梯型高位远程滑坡主要是指岩体受到不连续节理面和岩桥控制的边坡启动破坏模式,其滑动面自上而下呈现陡-缓相间的阶梯层级状,破坏类型与平面滑动类似,多发育在厚层顺层岩质或者坚硬块状岩体之中I,典型案例有1991年的瑞士的Randa滑坡碎屑流。

楔形体高位远程滑坡主要是指滑源区受到两组及两组以上节理结构面(破碎带〉切割形成,岩体在自重作用下向下蠕动,进而引发节理结构面等裂开,上述结构面形成滑面,滑体沿着两节理构造面的相交线年菲律宾发生的Guinsaugon 滑坡碎屑流。

旋转破坏型高位滑坡主要是指滑面为弧形破裂面,滑体沿着凹向滑面运动,运动方向近似成围绕着平行于剖面的轴转动,此类滑坡多发育在黄土高原地区。

高位远程滑坡由于致灾范围广﹐根据其堆积体形态进行分类,该方法比较简单易行。根据其几何形状可以划分为扇型( fan shaped、舌状型( tongue shaped)和单叶型( singlelobes)12051,郑光、Coromin as等人则也根据堆积体形态,将滑坡分为山前受阻型、山前平地型和沟谷型等,有利于根据地形来研判滑坡致灾范围。本文综合已有分类方法,根据滑体运动过程中侧向约束条件限制(类似于边界条件)来对高位滑坡进行分类(图2.9):

根据高位运动及堆积过程中所受到约束情况,流通受限”型:高位滑坡发生后,滑体在脱离山体基岩后进行运动,受地形地势影响,呈现管道型碎屑流,如2017年新磨滑坡;同时运动方向发生多次偏转,滑体在偏转过程产生撞击现象,进一步加剧了滑体破碎程度,提高了滑体运动速度,如四川三溪村滑坡等。

滑体运动受到对岸山体阻挡则向两侧滑动直至停止;若受到河流及对岸山地阻挡后停留堆积,进而形成滑坡坝,如西藏白格滑坡、大光包滑坡等。

此类高位滑坡地质灾害主要发育在高山峡谷地带,且峡谷较为宽阔,欧洲阿尔卑斯山地区,亚洲帕米尔高原、青藏高原北部等地区此类灾害频发,典型滑坡有青藏高原的乱石包滑坡。无约束型高位滑坡堆积区主要呈现堆积扇形,且运动脊(横向脊、纵向脊)和丘状体等地貌特征较为发育。无约束型高位滑坡运动较远,一般达到1km 以上,这主要是与运动路径上冰雪覆盖、且岩体风化破碎严重,这些都降低了滑动摩擦力,为高位远程滑坡的形成提供了良好的地质条件。

针对水在高位远程滑坡机制中起到重要作用,高位滑坡在启动和运动过程中极易产生液化效应,则根据滑体是否含水这一因素,将高位滑坡分为干型高位滑坡、湿型高位滑坡;此外,国际地科联组织根据速度对滑坡进行分类,但是根据高位滑坡运动特点,高位滑坡体积方量在1×10°m3以上,且平均运动速度一般都大于20m/s.根据体积和速度来对高位滑坡再进行细分不具有较大的区分度,则不在本文中详细赘述。

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