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黃土地震滑坡形成機(jī)理研究的若干進(jìn)展

2021-08-09 06:44:28顏靈勇李孝波歐陽剛壘
關(guān)鍵詞:海原斜坡黃土

顏靈勇,李孝波,歐陽剛壘

(1.防災(zāi)科技學(xué)院,河北 三河065201;2.河北省地震災(zāi)害防御與風(fēng)險評價重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北 三河065201)

0 引言

黃土是一種在干旱或半干旱地區(qū)形成的第四紀(jì)沉積物,多孔且垂直節(jié)理發(fā)育[1-2]。中國擁有覆蓋面積廣、厚度大、大面積連續(xù)和性質(zhì)特殊的黃土地區(qū),分布總面積達(dá)63.5萬km2。通常將西起烏鞘嶺、東至太行山、北起長城、南至秦嶺的這一黃土分布最為典型的地區(qū)稱為黃土高原[3]。黃土高原地處南北地震帶和青藏高原東北緣地震帶上,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,新構(gòu)造活動頻繁,是我國強(qiáng)震多發(fā)、特大地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要地區(qū)之一[2,4]。早在公元前780年,黃土高原就有“涇、渭、洛三川皆震,山竭,歧山崩”的文獻(xiàn)記載[5]。此后,1303年洪洞8.0級地震中“大德七年,地大震,郇堡山移,所過居民廬舍,皆摧壓傾圮”[6];1556年華縣8■4級地震“地在皆裂,裂之大者,水火并出,怪不可狀;崖陵岸谷,地埻川涸,山移崖崩,地裂水出”[7];1654年天水南8.0級地震“山崩水壅,水聚為海、壓漂居民村落,或兩山拽成一處,壅河成潭,壓埋村落近十里。”[8];1695年臨汾7■4級地震“有聲如雷,地裂涌水,城垣、官衙、民房盡行倒塌,壓死人民數(shù)萬;又云系火龍作祟,地陷山崩;如此災(zāi)異,古今罕見”[8];1718年甘肅通渭7■2級地震“公署、廟宇等俱圮,官居民舍盡覆,城鄉(xiāng)壓死人四萬有奇;城北筆架山一峰崩覆,壅塞渭河;城東北隅平地裂陷,黃沙黑水涌出,南鄉(xiāng)尤甚”[5];1920年海原8.5級地震“夜戊刻,月微明,若火山爆發(fā),地動山搖、崩塌,傾倒城垣、廬舍”的歷史記載[9],都體現(xiàn)了黃土高原地震滑坡災(zāi)害發(fā)育的特點(diǎn)。因此,開展黃土地震滑坡形成機(jī)理研究,對減輕黃土滑坡災(zāi)害風(fēng)險、降低黃土滑坡災(zāi)害損失意義重大。

1920年海原地震發(fā)生后,國際饑餓救濟(jì)協(xié)會的Close和McCormick等最早進(jìn)入災(zāi)區(qū)開展地震滑坡災(zāi)害考察,并對滑坡的形態(tài)、運(yùn)動特征等做了詳細(xì)的描述,為后續(xù)開展黃土地震滑坡形成機(jī)理研究提供了寶貴資料[10]。國家地震局蘭州地 震 研 究 所[9]、張 振 中 等[11]、Wu等[2]、張 澤林[13]、Zhuang等[14]以 及 王 蘭 民[15]的 研 究 結(jié) 果表明,黃土地震滑坡的形成機(jī)理主要有液化型、剪切型以及震陷型等3種。液化型滑坡是指在斜坡體地面以下一定深度處,飽和松散黃土在強(qiáng)地震動的反復(fù)作用下,內(nèi)部孔隙水壓力迅速上升,有效應(yīng)力降低、抗剪強(qiáng)度減小乃至喪失,導(dǎo)致抗滑力小于下滑力,繼而沿貫通的滑動面發(fā)生大范圍流動或滑移的破壞現(xiàn)象[16]。剪切型滑坡是指斜坡體在地震力的作用下,斜坡土體抗剪強(qiáng)度降低,坡體后緣及中下部發(fā)生剪切張拉破壞,形成了貫穿的弧形剪切帶,繼而整體向下發(fā)生滑動[13]。震陷型滑坡是指斜坡體中飽和松散黃土在強(qiáng)地震動反復(fù)作用下,內(nèi)部網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)孔隙受損,變成平面接觸鑲嵌狀孔隙,形成了特殊的滑動帶,繼而導(dǎo)致黃土沿貫穿的滑動帶發(fā)生沉降、塌陷的破壞現(xiàn)象[11]。本文在歸納黃土地震滑坡影響因素和發(fā)育特征的基礎(chǔ)上,總結(jié)了3種形成機(jī)理的研究進(jìn)展,探討了黃土與非黃土地震滑坡形成機(jī)理間的異同,為進(jìn)一步開展黃土地震滑坡成災(zāi)機(jī)理研究奠定了基礎(chǔ)。

1 影響因素

已有研究成果表明,地震滑坡的形成主要取決于地震強(qiáng)度,斷裂構(gòu)造、地形地貌、地層巖性、土層結(jié)構(gòu)以及水文地質(zhì)條件等則具有促進(jìn)作用[17-19]。

1.1 地震強(qiáng)度

地震強(qiáng)度通常用來表述地震能量的大小或震害的輕重程度,用地震震級或地震烈度來衡量[16,20-21]。地震震級是對地震大小的量度;地震烈度則是指某一地區(qū)的地面和各種人工建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度,與地震地面運(yùn)動在時、空、強(qiáng)方面的分布和延展密切相關(guān)[16,21]。地震烈度根據(jù)地震后果評定,反映了地震作用的大小,具有震害大小和地震動強(qiáng)弱的雙重性[22]。黃土地震滑坡的發(fā)育程度不但受震級的影響,還受地震烈度的影響。陳永明等[23]對天水南、通渭、海原地震誘發(fā)147處黃土滑坡進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查,認(rèn)為黃土地震滑坡的展布與震級、烈度具有密切的聯(lián)系,地震震級大、烈度高,造成滑坡的分布越密集、規(guī)模越大;陳曉利等[24]認(rèn)為在海原地震滑坡的地形和地質(zhì)均無差別的情況下,地震強(qiáng)度越顯著,高烈度區(qū)內(nèi)滑坡發(fā)生的可能性要遠(yuǎn)高于低烈度區(qū),其數(shù)量、規(guī)模與地震強(qiáng)度成正比。可以看出,地震震級和地震烈度是黃土地震滑坡形成的重要影響因素。

1.2 斷裂構(gòu)造

斷裂構(gòu)造是巖層受構(gòu)造運(yùn)動作用后,當(dāng)所受構(gòu)造運(yùn)動超過巖石自身強(qiáng)度,使其連續(xù)性和完整性遭受破壞而發(fā)生破裂的地質(zhì)構(gòu)造[25]。以突發(fā)而快速的方式運(yùn)動并引發(fā)地震的斷裂稱為發(fā)震斷裂,否則為非發(fā)震斷裂[20]。楊曉平等[26]的研究結(jié)果表明,禮縣-羅家堡斷裂為1654年天水南8.0級地震的發(fā)震斷裂,該斷裂為一條北東東向的左旋走滑活動斷裂,在斷裂帶兩側(cè)誘發(fā)了大量黃土滑坡;閆小兵等[27]從山西省歷史地震資料中發(fā)現(xiàn),洪洞(1303年)、原平(1683年)以及臨汾(1695年)等7級及以上歷史強(qiáng)震均在發(fā)震斷裂附近誘發(fā)了大量黃土滑坡,導(dǎo)致村莊、城鎮(zhèn)被掩埋。因此,斷裂構(gòu)造性質(zhì)對地震滑坡的分布具有重要影響。

1.3 地形地貌

地形地貌是指地勢高低起伏的變化,即地表的形態(tài)。地形地貌不同,滑坡滑動方向、規(guī)模及滑移距離等也不盡相同[4]。彭政奎和裴向軍[28]通過現(xiàn)場調(diào)查分析,認(rèn)為1920年海原地震Ⅸ度區(qū)內(nèi)滑坡的形成與斜坡原始坡度、相對高差以及背面坡所處位置的關(guān)系密切;Li等[29]的研究成果也表明,坡度、坡高等是海原地震誘發(fā)黃土滑坡的重要條件;田穎穎等[30]通過對漳縣、岷縣地震誘發(fā)黃土滑坡分布特征的研究,同樣認(rèn)為地形(坡度、坡向、高程、坡角)特征對滑坡分布影響明顯。由此可見,地形地貌對地震滑坡分布規(guī)律和發(fā)育特征的影響顯著。

1.4 地層巖性

地層巖性是滑坡形成的物質(zhì)基礎(chǔ),在滑坡形成機(jī)理研究中需首先查清[27,31]。王家鼎等[32]通過對1920年海原地震誘發(fā)黃土滑坡破壞區(qū)地層巖性的鉆探測試,發(fā)現(xiàn)該類地層為晚更新世馬蘭黃土Q3(上部是黃土層,中部為含沙層段,下部是黃土層,且上部與中部之間含有一層古土壤層)和中更新世離石黃土Q2(上部為古土壤層,下部是黃土),不同時代黃土的密實(shí)度和膠結(jié)程度存在較大差異,因而黃土地震滑坡的發(fā)育程度也不同;徐舜華等[33]對2013年漳縣、岷縣地震誘發(fā)黃土滑坡開展了研究,發(fā)現(xiàn)滑坡發(fā)育的地層自上而下主要為黃土、泥巖,地震作用下一般極易沿黃土層內(nèi)或黃土-泥巖面發(fā)生滑動;張曉超等[34]對1920年海原地震誘發(fā)石碑塬滑坡的巖土體特征進(jìn)行了總結(jié),認(rèn)為晚更新世馬蘭黃土厚度大、結(jié)構(gòu)疏松、分布面積廣,且直接出露于地表,是滑坡發(fā)育的主要地層。從這些典型實(shí)例可以發(fā)現(xiàn),黃土地震滑坡大多發(fā)育于黃土層內(nèi)。

1.5 土層結(jié)構(gòu)

土層結(jié)構(gòu)通常是指地面下第四紀(jì)覆蓋土層的不同排列組合以及下伏基巖的表面形態(tài)等[21,35]。Zhang和Wang[36]的 研 究 結(jié) 果 表 明,1920年海原地震誘發(fā)黨家岔滑坡地區(qū)的黃土本身結(jié)構(gòu)形式較松散、大孔隙、黏聚力低等特性,形成的土層結(jié)構(gòu)較為薄弱,在地震力作用下易剪切破壞,導(dǎo)致土體出現(xiàn)塌陷破壞;Xu等[37]通過現(xiàn)場調(diào)查和歷史資料解譯,分析了海原、洪洞、華縣及通渭等4個地區(qū)地震滑坡土層分布情況及土層結(jié)構(gòu)破壞程度,認(rèn)為該類滑坡的規(guī)模和形態(tài)特征受土層結(jié)構(gòu)的影響較大??偟膩碚f,土層結(jié)構(gòu)對黃土地震滑坡的形成具有較大影響,土層的結(jié)構(gòu)型式、疏松程度等是滑坡形成的關(guān)鍵因素。

1.6 水文地質(zhì)條件

現(xiàn)有資料表明,由地下水位不同而引起的黃土地震滑坡在很多地震中都能見到,且在不同的黃土地形區(qū)域,土層中的含水量和飽和度不同,水文 地 質(zhì) 結(jié) 構(gòu) 也 不 同[33,38-39]。鄒 謹(jǐn) 敞 和 邵 順妹[40]的研究成果表明,1920年海原8.5級地震誘發(fā)黃土滑坡的影響因素眾多,水文地質(zhì)條件是不可或缺的重要影響因素,越靠近河流等水系地區(qū)地震滑坡越密集,且具有沿河流成群成帶分布的特征。趙晉泉等[41]的研究表明,1303年洪洞8.0級地震誘發(fā)郇堡滑坡的形成是由于地下水和地表水影響,導(dǎo)致斜坡土體下部地層液化,上部黃土塬發(fā)生解體、拉裂、破碎。水文地質(zhì)條件是地震滑坡產(chǎn)生的重要條件,地下水及地表水等是形成滑坡的關(guān)鍵因素,尤其是地下水與砂土液化、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害存在著密切的聯(lián)系。另外,地下水位越高,黃土在地震作用下的抗剪切和液化的能力越低,越易出現(xiàn)黃土液化、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

2 發(fā)育特征

地震滑坡發(fā)育特征的研究對斜坡動力穩(wěn)定性的評價與預(yù)測具有重要意義[42]。黃土高原歷次強(qiáng)震誘發(fā)黃土滑坡的發(fā)育特征見表1,可以看出:

表1 黃土高原地震誘發(fā)黃土滑坡發(fā)育特征Tab.1 Development char acteristics of loess landslides induced by earthquakes in the Loess Plateau

(1)規(guī)模大、數(shù)量多、滑面緩以及滑距遠(yuǎn)是黃土地震滑坡的主要特征。Zhuang等[14]、王蘭民等[17]、張振中[43]、王 家 鼎 和 張 倬 元[44]及 張 茂省和李同錄[45]等從滑坡發(fā)育特征、地層結(jié)構(gòu)及形成機(jī)理等方面對洪洞、天水南及海原等7級及以上地震誘發(fā)的滑坡進(jìn)行了研究,驗(yàn)證了此結(jié)論的合理性。張茂省和李同錄[45]還得出黃土滑坡具有滑面不光滑、滑坡臺階不明顯、坡體地形波狀起伏的特點(diǎn)。

(2)黃土地震滑坡在斷裂帶、溝谷及水系兩側(cè)常呈線狀、片狀及帶狀密集展布[14,23,42,46]。Xu等[46]對1927年古浪地震滑坡分布規(guī)律的研究表明,地震烈度Ⅷ~XI度區(qū)內(nèi)的滑坡在黃土梁、峁兩側(cè)呈線狀分布;徐岳仁等[42]研究了1718年通渭7.5級地震誘發(fā)5019處黃土滑坡的分布規(guī)律,也發(fā)現(xiàn)滑坡密集分布于渭河以北的黃土丘陵地帶,向甘谷段以南的部分區(qū)域滑坡展布逐漸減少。

(3)黃土覆蓋層厚度對滑坡發(fā)育影響較大。如Li等[30]、鄒謹(jǐn)敞和邵順妹[40]及Xu等[47]的研究。Xu等[48]通過遙感影像和野外調(diào)查分別對1920年海原8.5級地震誘發(fā)黃土滑坡的分布特征進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)滑坡密集分布于西吉縣西部和海原縣東南部等黃土覆蓋層厚度較大的區(qū)域。

總體來說,厘清滑坡發(fā)育特征對開展黃土地震滑坡形成機(jī)理的研究至關(guān)重要。

3 形成機(jī)理

3.1 液化型

根據(jù)大量資料顯示,國內(nèi)外歷史強(qiáng)震多次誘發(fā)黃土液化滑移現(xiàn)象,且大多數(shù)液化滑移會造成大量人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失[31,49-50]。Karl Terzaghi等[49]依據(jù)土力學(xué)方面的力學(xué)指標(biāo),通過試驗(yàn)研究和理論分析,以孔隙水壓力的變化探究了黃土滑坡的液化機(jī)理。Hwang等[50]通過地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)1811年美國New Madrid 8.0級地震及1920年海原8.5級地震均出現(xiàn)了黃土液化現(xiàn)象,并從滑坡特征、力學(xué)性質(zhì)及形成原因等方面對滑坡機(jī)理進(jìn)行了探究,得出黃土地層液化滑移機(jī)理。1695年臨汾7■4級地震在東堡村附近誘發(fā)了大量黃土滑坡,眾多學(xué)者研究了該類滑坡的形成機(jī)理,發(fā)現(xiàn)了液化滑移現(xiàn)象,后經(jīng)證實(shí)得出了液化滑移理論[51]。王家鼎等[32]探討了1920年海原地震誘發(fā)石碑塬滑坡的影響因素及力學(xué)機(jī)制,認(rèn)為低角度黃土斜坡滑移的復(fù)合機(jī)理能合理地解釋液化滑移現(xiàn)場所出現(xiàn)的各種跡象。袁麗俠[52]從地層結(jié)構(gòu)、滑坡特征及運(yùn)動形式等方面對海原地震誘發(fā)黃土滑坡的形成機(jī)理進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)了液化滑移現(xiàn)象,并用液化理論較好地解釋了此現(xiàn)象。張曉超等[34]從力學(xué)角度和形成原因等方面對海原地震誘發(fā)黃土滑坡機(jī)理進(jìn)行研究,揭示出海原地區(qū)大范圍發(fā)生黃土地層液化滑移的現(xiàn)象。王謙等[31]通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)1920年海原地震中石碑塬地區(qū)發(fā)生了黃土液化,并依據(jù)室內(nèi)動三軸試驗(yàn)和黃土本身的特殊性質(zhì)研究了黃土液化的形成機(jī)理,提出用Seed-Idriss簡化判別法比較地震作用下的平均剪應(yīng)力(τc=0.65(a max/g)γds)和 土 體 抗 液 化 剪 應(yīng) 力(τ=(Crσd)/(2σ′0)·σ′v)以此來驗(yàn)證土體是否發(fā)生液化,土體在地震作用下的平均剪應(yīng)力大于抗液化剪應(yīng)力,土體則產(chǎn)生液化,反之不產(chǎn)生液化,認(rèn)為在Ⅷ度的地震作用下飽和黃土發(fā)生液化,致使上部土層發(fā)生拉裂破壞,且沿著斜坡滑動面發(fā)生滑移。楊博等[53]分別從發(fā)育特征與形成機(jī)理、地震動力響應(yīng)與滑坡初始狀態(tài),對1920年海原地震誘發(fā)黨家岔滑坡與石碑塬滑坡進(jìn)行研究,提出黃土滑坡流滑及液化滑移機(jī)理。馬星宇等[54]利用地層分布情況、水文地質(zhì)條件及形態(tài)特征等探究了石碑塬滑坡的形成機(jī)理,發(fā)現(xiàn)黃土沿滑動面發(fā)生了液化滑移現(xiàn)象,并認(rèn)為這是特殊的地層結(jié)構(gòu)、地震力及地下水等共同作用的結(jié)果。

總體來說,液化型機(jī)理是在地震力作用下誘使飽和黃土體發(fā)生液化,致使抗滑力小于下滑力,導(dǎo)致斜坡體上部沿滑動面發(fā)生整體向下滑動,進(jìn)而形成滑坡。特別是在液化土層中,這種現(xiàn)象更加明顯。然而,現(xiàn)有研究主要集中于黃土形成條件、微細(xì)觀結(jié)構(gòu)及動力學(xué)特性等多個方面,震源機(jī)制特征對液化滑移機(jī)理的影響還需深入探討。

3.2 剪切型

國內(nèi)外學(xué)者以地震滑坡的形成條件、力學(xué)性質(zhì)及發(fā)育特征為基礎(chǔ),對剪切型黃土地震滑坡形成機(jī)理進(jìn)行了較多的研究[12-13]。鄧龍勝和范文[55]從黃土結(jié)構(gòu)特征和動力特性等方面對1920年海原地震滑坡形成機(jī)理進(jìn)行研究,提出了振動軟化-剪切破壞的機(jī)理,并通過試驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)振動軟化-剪切破壞機(jī)理,能夠解釋滑坡的流線型、液化滑移及黃土流形態(tài)等特征。Wu等[12]通過現(xiàn)場調(diào)查、室內(nèi)試驗(yàn)探究了2013年甘肅漳縣、岷縣地震誘發(fā)永光村滑坡的發(fā)育特征及形成機(jī)理,認(rèn)為在水平地震力作用下斜坡土體發(fā)生剪切破壞,降低了土體抗剪強(qiáng)度,致使抗滑力小于下滑力,導(dǎo)致斜坡土體出現(xiàn)拉裂坍塌。張澤林[13]的研究結(jié)果表明,依據(jù)細(xì)微觀角度、黃土動力特性及破壞特征等方面對天水麥積區(qū)地震誘發(fā)黃土滑坡進(jìn)行分析,探索了滑坡形成機(jī)理和運(yùn)動過程,認(rèn)為地震作用下反復(fù)的振動、應(yīng)力集中等造成了斜坡土體抗剪強(qiáng)度降低,坡體后緣、中下部發(fā)生剪切拉張破壞,并形成了貫穿的弧形剪切帶,具體表現(xiàn)為不同步振動效應(yīng)、累進(jìn)破壞效應(yīng)及波動振蕩啟動效應(yīng),隨后發(fā)生剪切滑動。張樹軒等[39]結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬剖析了天水紅旗山黃土地震滑坡的變形破壞機(jī)制,認(rèn)為在地震力作用下使近坡面土體產(chǎn)生剪切張拉破壞,坡體結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的變形,致使斜坡體的摩阻力小于下滑力,且地震波的放大疊加效應(yīng)導(dǎo)致斜坡土體上部發(fā)生失穩(wěn)下滑。

以上研究結(jié)果表明,黃土地震滑坡是由于斜坡土體內(nèi)部發(fā)生剪切、拉裂破壞而形成的,它主要是在地震力作用下剪切破壞土層結(jié)構(gòu),使得斜坡土體抗剪強(qiáng)度降低,抗滑力小于下滑力,導(dǎo)致斜坡體沿貫通的滑動帶向下滑動。雖然都是剪切破壞,但根據(jù)滑坡的形成條件、動力特性、形成機(jī)理、發(fā)育特征等不同角度分析,得出的結(jié)果存在差異。

3.3 震陷型

歷史震害資料表明,由震陷破壞繼而形成滑坡的實(shí)例不在少數(shù)[9]。因此,國內(nèi)外學(xué)者常用黃土震陷災(zāi)害理論解釋該類滑坡的形成機(jī)理[9,11]。例如,齊吉琳等[56]對1995年甘肅永登5.8級地震誘發(fā)黃土滑坡的形成機(jī)理開展了研究,得出地震力作用下斜坡體上部發(fā)生震陷拉裂破壞,導(dǎo)致了土體結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度大幅下降,繼而斜坡體出現(xiàn)滑塌現(xiàn)象。陳永明等[57]剖析了1995年永登地震七山鄉(xiāng)震陷區(qū)內(nèi)的黃土與未震陷黃土微結(jié)構(gòu)及黃土震陷機(jī)制,認(rèn)為在地震力作用下黃土體發(fā)生變形,黃土的架空孔隙結(jié)構(gòu)在剪應(yīng)力作用下發(fā)生破壞,導(dǎo)致斜坡土體出現(xiàn)塌陷,繼而形成了滑坡。張振中等[11]研究了1995年甘肅永登5.8級地震誘發(fā)黃土滑坡的形成條件、震害形態(tài)特征等,利用數(shù)值模擬及震陷量預(yù)測計算方法檢驗(yàn)了黃土震陷災(zāi)害理論并合理的解釋了地震出現(xiàn)黃土滑坡震陷的現(xiàn)象。張曉超等[58]結(jié)合現(xiàn)場勘查與室內(nèi)試驗(yàn)對1920年海原8.5級地震誘發(fā)黨家岔滑坡的形成機(jī)理進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)在地震力作用下滑坡體上部發(fā)生局部震陷拉裂破壞,加速了坡體底部飽和黃土超靜孔隙水壓力的形成,從而為黃土滑坡的形成提供了前提條件。彭政奎和楊東強(qiáng)[59]從海原地震滑坡形成機(jī)制和運(yùn)動特征等方面進(jìn)行現(xiàn)場勘探及理論分析,發(fā)現(xiàn)黃土結(jié)構(gòu)疏松,地下水位異常使得下部黃土達(dá)到飽和狀態(tài),在地震力作用下,斜坡體的微觀結(jié)構(gòu)遭到破壞,導(dǎo)致斜坡體下部黃土發(fā)生震陷,并帶動上部土體出現(xiàn)張拉裂縫和拉陷槽,繼而出現(xiàn)滑坡。

綜上所述,依據(jù)震陷型機(jī)理來分析黃土地震滑坡的形成條件,認(rèn)為黃土地震滑坡不是單一一個因素形成的,而是由地震等誘發(fā)因素占據(jù)主導(dǎo),水文地質(zhì)條件,地形地貌等具有促進(jìn)地震滑坡形成的重要作用,松散的土壤、地下水等是關(guān)鍵因素,地下水位越高對滑坡的形成和分布影響越大。

4 討論與結(jié)論

歷次震害調(diào)查表明,除黃土地震滑坡外,強(qiáng)烈地震動作用下的非黃土地震滑坡也較為發(fā)育。然而,兩者在誘發(fā)因素、發(fā)育特征以及形成機(jī)理等方面也存在較為明顯的差異[60-63]。

(1)地層巖性。黃土滑坡主要以黃土為主,具有較高的濕陷性、特殊的支架孔隙結(jié)構(gòu)以及很強(qiáng)水敏性、崩解性等水理特性;非黃土滑坡堆積體表面常以大塊石為主,下部以碎石、角礫及細(xì)顆粒為主。

(2)地形地貌。黃土地區(qū)地形結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,具有千溝萬壑、地形支離破碎的特殊自然景觀,有黃土塬、梁、峁、河谷階地等主要地貌形態(tài);非黃土地區(qū)地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜,地貌類型以高山為主,地形高差大,局部地形對地震動具有顯著的放大效應(yīng),導(dǎo)致滑坡更易發(fā)生。

(3)發(fā)育特征。黃土地震滑坡原始坡度較緩(10°~20°),常沿單薄的黃土梁、峁兩側(cè)呈線狀、帶狀密集分布,黃土覆蓋層厚度也具有空間分布不均勻特點(diǎn);非黃土滑坡原始坡度較陡(20°~50°),且具有反粒序結(jié)構(gòu)特征、滑面不完整、呈明顯的尖點(diǎn)突起或邊緣突出等特征。

(4)形成機(jī)理。黃土滑坡主要為液化型、剪切型及震陷型;非黃土滑坡主要為潰滑型、潰崩型、拋射型。

因此,為最大限度地減輕地震滑坡災(zāi)害風(fēng)險,提升防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力,深入探究地震滑坡形成機(jī)理刻不容緩。特別是隨著“一帶一路”倡議的深入推進(jìn),黃土高原地區(qū)已成為我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展重心戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移的重點(diǎn)區(qū)域,區(qū)內(nèi)已經(jīng)建成或正在建設(shè)的高速鐵路、公路、航空樞紐、輸油氣管道、城市地鐵和軌道交通、超高層建筑等重大基礎(chǔ)設(shè)施對建設(shè)場地地震安全提出了新的挑戰(zhàn)和難題。一方面,隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷推進(jìn),原有土地難以滿足城鎮(zhèn)規(guī)模發(fā)展的需要,導(dǎo)致城市建設(shè)向河谷邊緣和高階地拓展,削山造地已成為新增用地主要方式;另一方面,黃土塬邊、梁、峁、河谷及溝谷邊緣屬于抗震不利地段,削山造地后的推填和切坡場地地震安全問題更為復(fù)雜突出。特別是距上次8級大震發(fā)生已經(jīng)百年,區(qū)內(nèi)強(qiáng)震危險性增高,城鎮(zhèn)和重大基礎(chǔ)工程設(shè)施面臨著越來越高的滑坡災(zāi)害風(fēng)險。因此,針對黃土高原地震地質(zhì)災(zāi)害廣、頻、重的現(xiàn)狀,全面深入開展黃土地震滑坡形成機(jī)理研究,揭示地震誘發(fā)黃土滑坡災(zāi)害的時空動態(tài)演化機(jī)制與長期效應(yīng),建立黃土地震滑坡災(zāi)害風(fēng)險評估模型和防控方法,將是解決我國黃土高原地區(qū)城鎮(zhèn)和重大基礎(chǔ)設(shè)施高地震災(zāi)害風(fēng)險問題的關(guān)鍵性基礎(chǔ)研究課題,對于提升黃土高原地區(qū)地震災(zāi)害綜合防御能力具有重大的應(yīng)用價值。

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