断裂带构造损伤岩体对泥石流物源形成影响研究 ——以安宁河断裂带为例

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受青藏高原隆升与地壳运动的影响,安宁河断裂带构造活动十分剧烈,地质灾害频繁发生。泥石流作为安宁河断裂带最主要的地质灾害,其最重要的影响因素就是其物源条件。本文以断裂带构造损伤岩体对泥石流物源形成的控制效应为主题,通过对安宁河断裂带地质剖面(冕宁剖面、泸沽剖面)以及岩体结构特征的现场实测调查,运用精测控制网中的岩体节理裂隙统计、岩体节理密度计算方法,查明断裂带地壳岩体节理裂隙发育特征,由此可以反映安宁河断裂带岩体破碎特征,据此精确厘定安宁河断裂的构造损伤岩带。在此基础上,通过对构造损伤岩带损伤岩体的强度特征及水理特征的分析,探究不同岩带内损伤岩体的物理力学特征。进而结合安宁河断裂带泥石流物源区的发育分布现状,探究构造损伤岩体对物源形成的影响。论文取得的主要成果如下:(1)基于安宁河断裂带的地壳岩体构造损伤破裂结构的实测调查与分析,将安宁河断裂带构造损伤岩带划分为破碎带(断层破碎带)、碎裂岩带、破裂岩带以及相对完整的初始背景岩带。在本次研究中所调查的两个剖面中,安宁河主断裂南段的泸沽剖面,自断裂带向两侧依次划分为“断层破碎带-破裂岩带-背景完整岩带”。安宁河断裂带北段的冕宁剖面,由于主断裂发育成东西两支,因此整个剖面由西至东划分为“背景完整岩带-碎裂岩带-断层破碎带-破裂岩带-断层破碎带-碎裂岩带-背景完整岩带”;(2)构造损伤对岩体的强度特征及水理特征影响极大,岩体的单轴抗压强度及耐崩解性,因损伤程度的不同而差别较大;(3)构造损伤岩带结合野外地质灾害调查得知,沿断裂带大型泥石流的物源区,主要发育在破碎岩带(断层破碎带)及碎裂岩带。在统计的18条泥石流沟中,其中有13条泥石流的物源区位于断层破碎带或碎裂岩带,4条位于破裂岩带,仅有1条泥石流沟位于背景完整岩带;(4)结合安宁河断裂带内泥石流物源区的发育分布情况及构造损伤岩体的分带情况得知安宁河断裂带内泥石流的物源形成主要受内动力地质作用控制。其次还受到地层岩性、风化卸荷及水的作用等外动力地质作用的影响。(5)作为物源形成的主要控制因素,内动力构造损伤导致岩体强烈破碎、岩体结构的完整性急剧下降。且在外动力条件作用下,为研究区内的泥石流提供了充分的物源。而地壳的不均匀隆升和河流急剧侵蚀下切,极大地改变了原已破碎岩体的临空条件,大幅度地增加了岩体的重力势能,加剧了岩体卸荷变形,显著降低了地表岩体的自稳性状态。另一方面,当泥石流的物源区损伤碎裂岩体处于高位卸荷状态时,松散破碎的强卸荷、强风化岩体在雨季强降雨的地表水流冲刷及地下水径流场的共同作用下,爆发泥石流的概率势必大幅度增高。
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