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原文传递大光包滑坡工程地质研究

论文题名：	大光包滑坡工程地质研究
关键词：	滑坡特征;物理模拟;形成机制
摘要：	全球范围内有人类居住和工程活动的山岭地区，几乎都有滑坡灾害发生。滑坡灾害以其造成的人员伤亡众多、经济损失巨大，具有突发性、多发性、群发性和渐变影响持久的特点，在自然灾害中占有突出的地位。随人类活动的空间范围扩展和工程建设规模的不断增大，加之受全球极端气候条件等因素的影响，滑坡灾害越来越频繁，已成为仅次于地震的第二大地质灾害类型。地震滑坡虽然发生频度低，然而一旦发生，无论在规模、面积，还是造成的灾害损失方面，远比其它因素诱发的滑坡猛烈，其危害性更为巨大。地震滑坡与地震同样具有突发性，并难于预测，地震滑坡的研究也多为灾后研究，研究成果的可靠性受滑前滑坡原型研究程度影响很大。因此，开展地震滑坡研究具有重要的理论与现实意义。虽然滑坡灾害作为一门自然科学被广泛研究，且日益成熟，但仍然存在一些不足，特别是对规模巨大、成因机理独特、运动过程复杂、且广受关注的单体地震滑坡的系统工程地质研究，往往涉及很少，但作为滑坡学科的典型案例研究，往往是不可或缺的。　　本文以“5.12”汶川地震触发的规模最大的滑坡—大光包滑坡为研究对象，通过滑前地形、地质资料收集整理，滑后现场系统工程地质测绘、勘探与物探、测试与试验等手段，查明大光包滑坡的工程地质环境条件、滑坡地貌、滑体结构、滑面位置和滑带性状等，基于滑坡体运动特征的现场调查与资料汇总分析，结合滑坡运动过程的物理模拟试验，分析并验证大光包滑坡的变形破坏过程;在上述研究成果的基础上，对滑坡的形成机制进行分析和探讨，建立了大光包滑坡系统的工程地质档案。研究成果即是可信的滑坡事件历史记载，可作为地震滑坡的典型案例，又在滑坡研究的方法途径和系统性研究方面取得了一定进展，主要包括: 　　(1)编绘了系大光包列滑坡工程地质图件，建立了一套较为完整的大光包滑坡要素定量数据。通过对大光包滑坡开展1∶2000滑坡工程地质平面、剖面调绘，结合物探、坑槽探、平硐及浅孔钻探等工作，编绘了滑坡工程地质系列图件，查明了大光包滑坡的平面和空间形态、滑坡地貌、滑体结构、滑面位置、滑带性状和堆积体特征等，获得了较为完整的滑坡要素定量数据，揭示了滑坡发育背景条件、堆积地貌特征、滑坡植被分布、岩性分布以及堆积体结构特征等及其成因，提出大光包滑坡是受强震和特定地形条件、岩体结构条件（层间剪切错动带和两组陡裂结构面）控制的巨型“楔形体”失稳，滑坡从启动破坏到停积用时仅2min。　　(2)根据滑坡体的运动、堆积过程，结合滑坡的组成要素和地貌特征，建立了滑坡通用的工程地质分区指标体系。滑坡工程地质分区对提升滑坡认识，统计滑坡运动特征参数具有重要意义。基于对大光包滑坡地形、地貌、堆积结构的工程地质测绘，和滑坡破坏过程的运动分析，将其化分为滑坡断壁区、主滑堆积区和次滑堆积区3个大区，并进一步划分为10个小区。　　(3)建立了一套滑坡运动迹象与滑坡运动参数之间的对应关系，为滑坡运动学研究开辟了新的方法和途径。本文通过对大光包滑坡滑动面擦痕、标志性地物滑前-滑后空间位置变化、滑坡堆积体植被倾倒特征、滑坡体表部块石优势倾向和滑坡裂缝等运动现象的系统调查和分析研究，确立了滑坡的运动方向、滑动距离、运动速度、运动特征值等滑坡运动特征基本参数。　　(4)地貌学与运动动力学相结合，提出了滑坡新的地貌要素及其概念。根据大光包滑坡典型的地貌特征（包括堆积体结构特征），分析其形成的动力学机制，提出了滑坡垄岗、“滑坡核”、滑坡挤压丘、滑坡沟槽和拆离滑动面等滑坡要素新概念，它们是滑坡运动、堆积过程的地貌表现。　　(5)综合大光包滑坡发生过程的访谈实录、滑坡运动特征的地质现象调查和滑坡运动过程物理模拟试验成果，指出大光包滑坡运动过程中存在前缘锁固段岩体剪断迸射并伴随巨大声响、滑坡边缘冲击气浪、滑坡扬尘和“急刹车效应”运动堆积等独特的滑坡地质现象，且滑坡变形破坏过程具有显著的阶段性;根据上述典型地质现象的成因分析结果，对大光包滑坡的变形破坏过程进行了阶段划分，即坡体震动拉裂-滑体边界形成阶段→锁固段剪断-滑体快速启动阶段→主滑体高速滑动阶段→“急刹车”制动和超覆运动堆积阶段→拆离滑动、流动阶段→滑坡断壁次级崩滑阶段等6个主要阶段;其中，前5个阶段为主滑体的变形破坏过程，第6阶段为次级滑体的破坏运动阶段。　　(6)基于大光包滑坡的地质环境条件、典型运动迹象的调查和分析、滑带土的物理力学试验成果，以及前人关于滑坡动力学研究成果的归纳总结，揭示了大光包滑坡快速启动、高速滑动和“急刹车”制动的独特动力学机制。大光包滑坡主滑体的骤然启动机制，可概括为地震动荷载作用、间隙水压力和“锁固段效应”等三个方面;滑带土峰残强降效应、“空隙水气压力效应”、“岩石自我润滑”作用和“滚动摩擦效应”等是滑坡高速滑动的主要原因;其“急刹车”制动机制可概括为碰撞解体作用和侧向拆离滑动作用等两个方面;大光包滑坡快速启动、高速滑动和“急刹车”制动机制，均包含了多种作用或“效应”，它们共同作用造就大光包滑坡独特的动力学现象。
作者：	张伟锋
专业：	地质工程
导师：	黄润秋
授予学位：	博士
授予学位单位：	成都理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文