灌渠渗漏诱发的黄土滑坡泥流触发机理分析

20世纪70年代以来,中国黄土地区兴建了大量的灌溉系统,以促进农业生产。与此同时,由灌渠渗漏诱发的黄土滑坡也越来越多,并造成巨大的人员伤亡和经济损失。发生于2006年10月6日的陕西华县高楼村滑坡泥流就是由灌渠渗漏引发的。为了弄清楚此类滑坡泥流的触发机理,首先根据非饱和渗流理论,建立了滑坡发生前原始边坡模型模拟灌渠渗漏水分下渗的过程。为了了解边坡变形破坏的应力状态,取滑坡后缘原状黄土试样在饱和状态下进行不同应力路径的三轴试验,分别为模拟水位上升过程中潜在滑面上的应力路径试验和常规加载应力路径试验。结果表明:随着间歇性的渗漏水下渗,边坡内形成上层滞水并不断上升,使边坡内饱和区的孔隙水压力增加,非饱和区基质吸力减小;持续上升的水位引起了边坡土体的初始变形和破坏,土体结构破坏,产生超孔隙水压力;斜坡顶层黄土结构疏松,饱和含水率大于液限,使得饱和黄土由固态瞬间转化为流态,滑坡转化为泥流。

甘肃黑方台焦家滑坡泥流运动过程的模拟

以黑方台焦家滑坡泥流为例,在野外测量和室内试验的基础上,运用Sassa运动学模型进行该滑坡泥流的运动过程模拟。结果表明,该滑坡在运动初期滑体即脱离滑坡后壁,最大运动速度为22.3 m/s,且速度在17~22.3 m/s持续时间达10 s,具有高速运动的特点。根据滑体运动速度-时间曲线,滑坡运动可分为3个阶段:加速阶段、波动阶段和稳定阶段。该地区高陡的坡型、天然含水状态下土体的高强度、饱和状态下土体强度显著降低以及前缘广阔的斜坡地形为滑坡泥流的高速运动创造了条件。

甘肃积石山强震诱发同震滑坡-泥流灾害链联动耦合致灾效应

近年来黄土区强震和极端天气诱发的典型滑坡-泥流灾害链事件呈多发态势,链式地质灾害较单一灾害隐蔽性更强、波及范围更大、破坏程度更高、损失更严重,因此链式地质灾害防控研究一直是防灾减灾的热点和难点。2023年12月18日23时59分,甘肃省临夏州积石山县发生Ms 6.2级地震,震源深度10 km,已造成151人死亡。此次强震诱发青海省民和县中川乡草滩村—金田村滑坡-泥流链式灾害,共造成20人死亡,灾害链致死率占地震遇难总人数的13.5%。灾后通过遥感影像处理解译、文献资料整理甄别、无人机摄影航测、野外详细勘查访问、现场采样分析测试等手段方法,对滑坡-泥流链式灾害开展了较全面系统研究,恢复和重现滑坡-泥流灾害链的启动-滑动-流动-堆积过程,探讨提出“滑源区地表冻结阻隔滞水效应、滑源区沟谷整平回填滞水效应、滑源区台地灌溉渗流饱水效应、滑源区振动液化筛选启动效应、滑源区漏斗收口增速启动效应、流通区土体差异流动分选效应、流通区沟岸坍塌补给增流效应、流通区沟底冰封饱水加速效应、堆积区上游渗水补给增程效应”等9大联动耦合致灾效应。该研究可为链式地质灾害的形成机理与防控提供科学参考。

积石山地震诱发金田-草滩村滑坡-泥流灾害链过程与成因

2023年12月18日23:59在甘肃省积石山保安族东乡族撒拉族自治县发生6.2级地震,地震在青海省民和回族土族自治县中川乡金田及草滩村引发了一处滑坡-泥流灾害链事件.利用无人机摄影测量、激光雷达扫描和电阻率层析成像等技术,结合详细现场调查及访问对该灾害链事件展开勘查分析,发现地震诱发台塬面下饱水黄土层液化是本次灾害链的主要原因.该饱水黄土层的形成与区域长期的农业灌溉有关,冬季地下水出口被冻结导致的地下水位上涨增加了液化的可能性.黄河上游类似中川乡地质地貌条件的引水灌溉区域有很多,未来地震条件下发生区域液化滑坡-泥流灾害链的风险性极高.

2023年积石山M_(S)6.2地震诱发中川乡滑坡-泥流滑动过程与成因机理研究

北京时间2023年12月18日23时59分,甘肃省临夏回族自治州积石山县发生M_(S)6.2地震。该地震在青海省民和回族土族自治县中川乡引发了一次严重的滑坡-泥流灾害事件。通过详细的地质调查、低空摄影测量、现场工程地质测绘,以及含水率实验等综合手段,对该滑坡的基本特征、动态发展过程及成灾原因进行调查分析。研究结果显示,此次滑坡事件经历了分级和分块启动,呈现出渐退式的滑移特征。滑坡产生的原因如下:村民长期灌溉活动导致地下形成了饱水黄土层,在地震作用下这些饱水黄土层的孔隙水压力急剧增加,导致黄土液化,随后液化的饱水黄土层携带着上覆的非饱和土层迅速向沟道滑移;此外,滑坡体与地下冒水及干渠补给水混合,进一步促进了滑坡-泥流灾害的形成。研究区域附近多分布类似的灌溉区,因此未来地震发生时,对这类滑坡事件的预防与治理将成为重要的研究方向。

黑方台黄土泥流滑坡及发生机制研究

黑方台因农业灌溉触发了大量泥流滑坡。为了充分反映黑方台黄土泥流滑坡发育特征,首先基于IKONOS影像对黑方台泥流滑坡进行了遥感解译,随后又开展了详细野外调查工作。结果表明,黄土泥流滑坡呈流态化运移特征,滑距可达300 m以上,是黑方台危害最为严重的一类滑坡。钻探和塬边露头测量显示,研究区黄土底部黏土高程西高东低。地下水数值模拟结果显示,研究区地下水总体上由台塬西部流向地势较低的东部台缘,使得该处地下水抬升幅度要高于西部,从而造成泥流滑坡集中分布于东部台缘。为充分反映该条件下黄土泥流滑坡的破坏机制,开展了室内饱和原状黄土应力路径试验,分析研究了黄土泥流滑坡液化机制。

泥流型黄土滑坡的特征与成因

黄土地区一些小型沟谷的沟脑和沟岸常发生黄土滑坡,并沿沟远程滑动数百米至千余米,有时大量滑体滑出沟口形成大面积的扇状堆积体,造成严重的灾害损失.虽然此类滑坡的平面形态与粘性泥流类似,但其发生除由暴雨直接引发外,也可能由滞后降水、地震、冻融、灌溉等引发.泥流型黄土滑坡沿沟道的运动具有明显的相对固定的滑动面和滑动带,与一般的粘性泥流差异较大,更具滑坡的特征,属于一种特殊的黄土滑坡.暴雨引发的泥流型黄土滑坡的前缘部分滑体可转化为泥流,形成滑坡-泥流灾害链.通过对近年来发生的典型泥流型黄土滑坡实例分析,论述了该类滑坡的特征、成因和灾害属性,为此类滑坡的研究与防治提供一定的参考.

2023年甘肃积石山Ms6.2级地震震害异常的启示

2023年12月18日,甘肃省临夏回族自治州积石山县发生Ms6.2(Mw5.9)级地震,震源深度10 km。此次地震造成大量的人员伤亡、房屋倒塌和地质灾害。为了对该次地震的震害有初步认识,基于已有文献资料、高精度遥感数据和野外调查数据,本文尝试对该次地震的灾害特征展开分析。结果表明:该次地震为逆冲型事件,发震断裂为拉脊山北缘断裂东段;震源浅叠加松散覆盖层产生了明显的地震波放大效应,使得极震区的地面运动峰值加速度(PGA)异常高,强震动使得房屋大量倒塌;而位于断裂上盘的积石山崩塌及滑坡地质灾害相对不发育,仅在黄土覆盖的官亭盆地产生了数百处小型滑坡和中川乡一处较大规模的地震液化滑坡泥流。

2023年积石山Ms6.2级地震同震地质灾害初步分析

2023年12月18日,甘肃省临夏回族自治州积石山县发生Ms6.2级地震,触发了大量同震地质灾害,亟需查明同震地质灾害的基本特征、发育分布规律和成因机制,为震后恢复重建与地质灾害防治提供支撑。本文基于多源高分辨率遥感解译和已有研究成果对比分析,初步揭示了此次地震地质灾害的基本特征和发育分布规律,并探讨了草滩村液化滑坡—泥流的成因机制。结果表明:此次地震Ⅶ度及以上烈度区内共发育1 535处同震地质灾害,主要为中小规模黄土滑坡和浅表层岩质崩塌,集中分布于黄土梁和黄土塬内冲沟两侧、单薄黄土梁两侧以及大型历史滑坡后壁等局部地形较陡峭的部位。地震因素控制了同震地质灾害的区域分布规律,而地形因素控制了同震地质灾害的局部分布规律。同震地质灾害在0.1~0.3 g震峰值加速度区域、发震断层下盘区域、南东坡向、30~60 m坡高范围、斜坡中部以上20~40 m范围分布数量最多。受广泛关注的草滩村“砂涌”灾害本质是饱水黄土在地震作用下发生的液化滑坡。2016年完成的填沟造地工程改变了滑源区地表和地下水流通条件,地下水通道被堵塞,导致地下水位抬升和下部土体饱和可能是该处发生液化滑坡的重要原因。

新疆叶城“7·6”滑坡泥石流灾害调查与形成机理研究

2016年7月6日晨0时40分左右,新疆喀什地区叶城县柯克亚乡六村发生特大滑坡泥石流灾害,造成重大人员伤亡和财产损失。本研究采用地面调查、访问和遥感解译方法,从滑坡、泥石流形成的地形地貌、地层岩性和水文气象条件着手,分析了滑坡特征与成因,泥石流形成条件、灾害链过程与致灾机理,并对未来本区滑坡泥石流的发展趋势进行了预测。现场调查表明:(1)位于西昆仑山北坡中高山区的六村与七村毗邻区域,在6日凌晨发生的大暴雨,触发了38处群发性浅层黄土滑坡,属蠕滑-拉裂机制,且部分大滑坡表现为远程滑坡-泥流特征;(2)这些滑坡体堆积在"V"形沟谷中形成堰塞坝,其中六村上游发育15处滑坡和2个滑坡堰塞坝,在持续降水和小型沟谷泥石流的作用下,滑坡坝发生串联式溃决而形成堵溃型泥石流,冲毁六村居民区和道路;(3)同时,该毗邻区域两侧存在超过227处的黄土滑坡变形体,未来在区域气候由暖干转向暖湿条件下,强降雨的极端气候事件会增多,若遭遇强降雨,研究区仍然会爆发滑坡-堰塞坝-溃决泥石流模式的灾害,其规模可能比"7·6"事件还大。建议深化本区浅层黄土滑坡变形机理、临界雨量及泥流运动机理等方面的深入研究,同时加强滑坡泥石流的监测和预测研究。

陕西泾阳“3·8”蒋刘黄土滑坡成因及运动特征分析

2016年3月8日上午泾阳南塬蒋刘村附近发生一起黄土滑坡-泥流。调查发现:滑坡区地下水位已经到达了坡脚,多处出现冒水点,地表垂直溶蚀裂缝发育,同时后缘深部多处可见贯通的裂隙,为水流入渗提供了优势通道。测试了滑源区土体体积含水量,发现滑坡区古土壤的隔水效应很强,导致古土壤层形成滞水层,黄土层开始积水,形成高含水量带,从而形成易滑层,导致"3·8"蒋刘黄土滑坡失稳。利用LS_RAPID软件对滑坡的运动过程进行了分析,结果显示:整体运动过程分为4个阶段:0~4.0 s为滑坡的启动阶段,坡体迅速坍塌,最大速度达到了10.3 m·s^(-1);4.0~4.9 s为坡体与地面的接触碰撞阶段,滑体开始减速,在4.9 s的时候减到了7.3 m·s^(-1);4.9~6.7 s为二次加速阶段,滑坡体在平坦的阶地上形成了泥流,加速前行,最大速度达到了18.4 m·s^(-1);6.7~29.5 s为减速停止阶段,滑坡动能逐渐散尽,运动停止。滑坡最终滑动距离达到275 m,滑动时间29.5 s,滑动距离与堆积范围和野外调查基本一致。

甘肃岷县永光村滑坡特征及其成因研究

泥流型黄土滑坡发生的条件除一般滑坡具有的条件之外,还应包括特殊的状态因素、触发因素及相应的驱动剪应力条件。通过对甘肃岷县永光村滑坡的现场勘察和实地调查,分析其成因,结果表明:永光村滑坡平面形态虽与泥流类似,但其具有滑坡形成区以及滑坡发生所需要的特殊的地形地貌、岩土体性质以及水文地质条件。永光村滑坡发育于沟道上游的黄土塬地带,临空面较大,滑坡剪出口位置高,具有较高的势能,滑坡体的主要岩土体是马兰黄土,黄土具有大孔隙结构,垂直节理发育,有利于地表水的下渗。下部为新近系泥岩,渗透系数低,为一相对隔水层。长期灌溉导致地下水位较高,黄土层存在软弱夹层,地下水位上升,导致其软化饱和,强度迅速降低,形成潜在滑动面。永光村滑坡亦具有圆弧形的滑坡后壁,滑坡后缘顶部分布有多条拉张裂缝,在前期发生降雨的外部条件下,在岷县"7·22"地震诱发下,发生了低角度、快速和远程的泥流型黄土滑坡,滑体在冲出沟口后形成了扇形堆积区。永光村滑坡是一种特殊的地震引发的泥流型黄土滑坡。目前,泥流型黄土滑坡的研究还处在探索阶段,是作为黄土滑坡分类的一种补充,建议进一步加强对此类灾害发生机理及其稳定性计算方法的深入研究。

陇东陕甘边界降雨水毁灾情调查与启示

黄土地区降雨导致的水毁灾害常有发生,造成严重的工程灾害和人员伤亡。对已有水毁灾害的调查和成因分析,可为防治区灾害提供经验。2021年8月中旬至10月初,在陇东陕甘边界黄土地区持续了50多天降雨,引发了大量水毁灾害,导致G211国道中断两周。文中介绍了这次降雨在G211沿线及其附近的村镇引起水毁灾害的现场调查情况,发生在村镇的水毁灾害有黄土窑洞塌陷、土质房屋和夯土围墙倒塌;发生在道路上的水毁灾害有路基外缘沉陷开裂,路基内侧边坡崩塌、斜坡浅层滑移及滑坡泥流等地质灾害。这些灾害规模小、影响范围不大;但数量多、致灾性较为普遍。文章还调查了植被对黄土斜坡稳定性的有利和不利影响。针对水毁灾害,分析其原因并提出了村镇和道路建设中针对此类水毁灾害的预防措施。

祁连山滑坡灾害初步研究

祁连山地处青藏高原北部边缘的甘肃、青海两省交界处,是我国西北地区的重要生态屏障和水源涵养地。祁连山山高谷深、地质构造发育,新构造运动强烈,地震频繁且强度大,再加上高寒低温的恶劣气候条件,滑坡、崩塌等地质灾害较为发育,长期破坏森林、草地,也威胁道路、矿山等安全,对祁连山生态屏障和水源涵养地产生危害和不利影响,近年来有进一步发展趋势。本文根据遥感解译和调查的280余处滑坡,对祁连山甘肃境内滑坡灾害类型、发育分布特征、影响因素和成因进行了初步研究。祁连山滑坡类型主要为岩质滑坡和堆积层滑坡。岩质滑坡规模较大,发育多处巨型滑坡;堆积层滑坡规模较小,其稳定性较差,长期缓慢蠕动。特殊的地质环境孕育了一些形态特殊的碎屑流型滑坡、冻融泥流型滑坡和堰塞湖等典型地貌景观。祁连山滑坡发育分布主要受地形和地质构造控制,总体呈NW—SE向展布,空间分布不均匀且差异较大。滑坡发育主要与石炭系、白垩系、新近系等软岩和第四系堆积层有关。地震、地下水和季节性冻结滞水促滑效应是祁连山滑坡发育的重要动力因素。