内外动力地质作用耦合的崩塌形成机理研究:以藏东昌都地区上三叠统石灰石矿山采场崩塌为例

石灰石矿山采场崩塌是藏东昌都地区常见的地质灾害类型,是矿山企业安全生产和铁路工程建设面临的主要地质安全问题之一。文章采用基础地质、构造地质和灾害地质相结合的方法,通过详实的地质灾害调查,查明崩塌发育规律,分析岩体结构面特征,探讨崩塌灾害的形成机理,并建立其破坏模式。结果表明:藏东昌都地区上三叠统石灰石矿山采场崩塌沿区内褶冲带呈线状展布;岩体内发育纵张节理(S_(1))、横张节理(S_(2))、“X”型共轭剪节理(S_(3)、S_(4))及层间剪节理(S_(5))共5组与区域褶皱和对冲系断裂配套的陡倾构造结构面,将岩体切割为破碎的块体;研究区崩塌地质灾害是内、外动力地质作用耦合的产物。晚三叠世(T_(3))早期,昌都地区陆内裂谷盆地环境沉积形成的上三叠统波里拉组(T_(3) b)灰岩是崩塌发育的沉积建造基础;新生代(Cz)印度-欧亚大陆碰撞引发的强烈褶皱造山运动奠定了区内构造格架,是崩塌发育的必要条件;第四纪(Q)以来的强烈新构造运动和晚更新世(Q3)以来的湿-热气候频繁交替、充沛降雨、现代人类活动等做为内和外动力的耦合作用是崩塌灾害的主要诱发因素。研究区内崩塌灾害存在倾倒式、坠落式和滑移式3种破坏模式。研究成果对岩溶区崩塌灾害防治与相关铁路建设具有一定指导意义。

专栏评述:青藏高原重大滑坡动力灾变与风险防控关键技术研究

为了更深入揭示内外动力耦合作用下青藏高原重大滑坡及其灾害链的孕育和动力学机制,建立因应的地质力学模式和全过程动力学模型,更详实地总结国家重点研发计划项目“青藏高原重大滑坡动力灾变与风险防控关键技术研究(2018YFC1505000)”前期研究成果,本期编辑出版《青藏高原重大滑坡动力灾变与风险防控关键技术研究》第2期专栏(第1期见本刊2020年第5期)。本期共发表论文9篇,与第1期重点关注区域性调查研究成果不同,本期主要集中于案例研究,其中,高速远程滑坡研究论文4篇,活动性滑坡InSAR解译论文2篇,堰塞坝与滑坡稳定性分析论文3篇。

CZ铁路隧道重难点地质问题及减灾防治对策

研究目的:CZ铁路因其穿越青藏高原中东部的横断山区,内外动力地质作用强烈,不良地质发育,隧道建设规模和技术难度极大;本文基于沿线地形地貌、地层岩性、地质构造、不良地质、气候及环保等因素分析CZ隧道工程特征,研究内外动力地质作用下沿线隧道重难点工程地质问题对隧道建设的影响,并探讨其减灾防治对策,以期为CZ铁路隧道工程建设服务。研究结论:(1)CZ铁路隧道建设具有规模大、占比高、长度长、埋深大、地质条件差、工程环保要求高等特征;(2)内动力地质作用下工程地质问题如高烈度地震、深大活动构造、高地应力、高温热害、涌水突泥、有害气体等主要影响隧道洞内工程建设,应树立前期减灾选线与后期强化减灾防治措施并举的理念;(3)外动力地质作用下的工程地质问题如高位远程崩滑、泥石流、岩屑坡等主要影响隧道进出口段工程,应树立前期防灾减灾选线与后期强化支防护工程和监测并举的理念;(4)弃渣场选址应考虑沿线城镇分布、投资经济性、安全等因素,遵循防灾减灾与生态环保并举的理念,注重弃渣场的稳定性和适宜性评价,强化渣体的支挡防护工程;(5)本研究成果对类似工程地质条件下的滇藏线和西南山区其他铁路公路线隧道工程选线和建设具有借鉴意义。

川西鲜水河断裂带地质灾害发育特征与典型滑坡形成机理

在对川滇地块鲜水河断裂活动习性、地质灾害发育特征、典型地质灾害实例和稳定性等分析的基础上，探讨了鲜水河断裂带地质灾害的发育特征与大型滑坡形成机理。认为鲜水河断裂对该区内地质灾害有明显的控制作用：①断裂带内岩体结构破碎程度高，导致滑坡沿断裂带呈带状分布，约32.5%的地质灾害发育于距断裂带0.5km范围内，19.77%的地质灾害发育于距断裂带0.5~1.0km内，15.22%的地质灾害发育于距断裂带1.0~1.5km内，滑坡的滑动方向多垂直于断裂走向；②八美“土石林”是在断裂活动作用下形成的碎裂岩体，该类岩体力学强度低，稳定性差，滑坡灾害发育密度大；③断裂带内地震滑坡发育，在强震作用下形成的部分滑坡滑动彻底，现今稳定性较好；在地震作用下部分滑坡处于裂而未滑状态，在适当的外力作用下可发生失稳滑动；④断裂带穿越的斜坡或古地震滑坡，在断裂持续活动作用下，稳定性差并多次发生活动；⑤强降雨在一定程度上加速了断裂带坡体变形和地质灾害的发生频率。

某水电站左坝肩上方堆积体成因机制分析及稳定性评价

针对国内西南水电工程建设中经常遇到的堆积体边坡问题,结合现场调查在地表看到的地质现象,以及钻孔岩芯资料,在分析区域地质环境、降雨等条件的基础上,对堆积体边坡的稳定性进行了宏观定性评价。在地质分析的基础上,指出该堆积体具有多期次复合成因的特征,是怒江峡谷岸坡演化的典型模式之一,并进一步提出了该堆积体成因机制的内外动力耦合作用模式。由于该堆积体边坡特殊的空间结构特征和其处于重要工程部位的特点,采用有限差分强度折减法对边坡在天然状态、暴雨、地震等工况下的稳定性进行了分析评价,为工程建设的顺利进行和暴雨等工况下可能的局部加固处理提供合理的依据,并为流域内类似成因和结构的堆积体边坡稳定性评价提供参考。

云南虎跳峡“滑石板”岩质滑坡的基本特征与成因

1996年10月28日云南虎跳峡左岸发生"滑石板"顺层岩质滑坡。滑坡体呈不规则菱形,长800多m、宽250m、厚30多m,体积不小于500万m^3,高速下滑300多m入金沙江,并堵江成坝。通过详细野外调查和室内资料对比分析,发现该段斜坡系由内外两层结构组成,内层为原生节理的层状结构,外层为节理裂隙化松散结构。揭示了虎跳峡滑石地段斜坡发生滑坡的复杂成因机制,认为该滑坡是在玉龙—哈巴雪山断块强烈隆升背景下,地震、降雨和深切峡谷的强卸荷改造等地球内、外部动力耦合作用的结果。最后对该段斜坡的稳定性进行了初步评价,认为将来还可能再次发生类似岩质顺层滑坡,其周期长短则受内外动力的联合控制。

玉龙—哈巴雪山断块差异隆升的基本特征及其地质灾害效应

青藏高原新生代以来的持续性、阶段性隆升是地球演化过程中重要的地质和环境事件。尤其是晚新生代以来的加速隆升,使青藏高原主体及其周缘地区成为中国大陆地貌的最高一级阶梯。笔者主要从新构造运动条件下青藏高原东南缘玉龙—哈巴雪山断块这样一个典型的第四纪以来断块快速差异隆升的地区出发,通过详细研究该断块的组成以及几何学运动学特征来探讨其隆升机制,并在此基础上进一步研究该快速隆起的地质灾害效应(如地震、崩塌、滑坡和泥石流等)及其对本区地质灾害发育和发展的控制作用,进而得到地球内动力地质作用与重大地质灾害(外动力地质作用)之间存在必然的耦合关系的结论。

地震次生山地灾害及其防治对策——以“汶川大地震”次生山地灾害为例

对地震次生山地灾害进行了界定。它是指在山区由地震直接引发的或者由于地震作用的影响而引发的灾害性地貌过程。"汶川大地震"引发了大量的次生山地灾害,主要灾害类型以崩塌和滑坡为主,具有灾害类型齐全、破坏严重,带状分布、成片发育,堰塞湖险情严重,潜在地质灾害发育等特点。地震次生山地灾害具有一定的时效效应,可划分为同震次生山地灾害、短期次生山地灾害和长期次生山地灾害。分析认为,"汶川大地震"重大次生山地灾害发生的成因是地球内外动力地质耦合作用的结果。针对不同时期的次生山地灾害,提出了防治对策。

某水电站左坝肩岩溶的成因机制与渗流控制分析

针对水电工程建设中广泛存在的岩溶问题,结合地质勘查资料,在分析区域地质环境、库区岩性、地质构造等条件的基础上,对裂隙性岩溶的分布规律与成因机制进行了分析。资料分析表明,该坝肩的岩溶是风化卸荷与构造作用等内外动力综合作用的结果,是北方岩溶形成的典型模式之一。鉴于裂隙性岩溶的空间位置的重要性,结合现场压水试验资料,对坝肩岩体的渗透参数取值进行了探讨,并对岩溶渗漏问题和加固防渗措施进行分析研究,为岩溶渗漏加固方案的选取提供了合理的依据。

川藏交通廊道典型高位滑坡地质力学模式

川藏交通廊道穿越青藏高原东缘高山峡谷区,大型—巨型高位滑坡多发频发,是铁路、高速公路等交通设施规划建设必须考虑的重要因素。在区域成灾地质背景分析和现场调查的基础上,以地貌特征、斜坡岩体结构、促发条件等为基本要素,总结归纳了川藏交通廊道典型高位滑坡的6类地质力学模式,包括:堆积体滑移型、顺层滑移拉裂型、卸荷剪断型、岩溶贯通拉裂型、崩滑溃散型和构造控制型等。结合典型高位滑坡案例,重点剖析了各类滑坡启动的简化力学机制,并给出了相应的成因解析。综合考虑不同类型高位滑坡的控制因素和易发性分区结果,初步圈定了川藏铁路雅安—林芝段高位滑坡易发靶区,对高位滑坡隐患早期识别、重大工程选址选线和防灾减灾具有重要的指导作用。

序

青藏高原是中国乃至世界上海拔最高、地质时代最年轻和新构造运动最强烈的高原,被称为“世界屋脊”,区内地形陡峻、地势起伏度大,区域性大断裂极发育且活动性强,地震频发。在断裂活动与强震、重力时效变形、降雪与强降雨、人类工程活动等内外动力耦合作用下,青藏高原地区崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害频发、多发,危害严重,如2000年4月发生的西藏易贡高位远程滑坡-堰塞易贡藏布-溃坝事件.

雅砻江某水电站旦波堆积体成因机制分析

西南地区水电工程中堆积体边坡的稳定性问题成为制约工程建设的重要因素,分析堆积体边坡的成因机制,可为工程建设、堆积体边坡的处理措施提供重要依据。通过对旦波堆积体边坡成因机制宏观定性分析及定量分析评价,得出堆积体边坡整体稳定性较好的结论。基于内外动力耦合作用的思想,提出了堆积体边坡的成因机制:由于受断裂构造破碎(内动力)、风化作用(外动力)等,上部岩体发生崩塌、倾倒破坏,破坏后的产物向坡体下部运动、堆积,由于长期持续的堆积,堆积体下部发生固结压密变形。

浅地层地震剖面技术在湖泊沉积环境中的应用进展

浅地层地震剖面探测技术是一种基于声学原理连续走航式探测水下浅部地层结构与构造、沉积物特征及矿物分布的地球物理探测方法,具有连续性好、分辨率高和直观性强的特点。在湖泊沉积尤其是水下沉积研究中,弥补了沉积物钻孔分析"一柱之见"的局限性,能够更加直观准确地揭示湖泊沉积层垂向和横向地层结构、构造及其空间分布。回顾浅地层地震剖面探测技术的发展历程,基于湖泊地震相解释的原理,其在湖泊水位、湖泊古地质活动、湖盆形态演变等研究中已有一定的应用,初显了浅地层地震剖面探测技术在晚更新世以来湖泊沉积研究中的独特优势。近期,与RS和GIS技术结合,实现了湖泊沉积2D和3D可视化。湖泊水浅、植物多、浮泥厚等因素影响反射波与图像质量,浅地层地震剖面探测技术在硬件设备、数据采集时的参数设置及数据后处理软件功能完善等方面,仍有待提高。