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本文在论述我国滑坡灾害特征和总结国内外大型顺层滑坡研究相关进展的基础上,选取自然界最为常见的大型顺层滑坡机理这一科学问题作为本文的研究重点,不仅可以为同类滑坡的调查研究提供借鉴,同时也可以为该类滑坡灾害的预测预警和防灾减灾提供科学决策依据,具有重要的理论和实践意义。
基于国内外30余处大型顺层滑坡机理的分析,探讨了该类滑坡的形成条件,即包括有效的临空面、易于滑坡的物质组成和特殊的斜坡地质构造等基本因素,以及水与地震的作用和人类工程活动的影响等外部诱发因素。在此基础上,按滑坡潜在滑动面的形成、演化过程和滑坡的变形破坏特征,将大型顺层滑坡的变形破坏机制划分为7种类型,分别是:①滑移-拉裂、②塑流-拉裂、③滑移-推动、④滑移-弯曲(溃屈型)、⑤后缘主导推动-滑移、⑥前缘主导滑移-牵引、⑦后缘推移-前缘牵引综合作用,并结合实例分析了各类成因模式滑坡的变形破坏和堆积体的特征;同时探讨了以遥感方法为主,结合野外调查、勘探和数值模拟等大型顺层滑坡机理调查研究的技术方法。
在已知大型顺层滑坡理论分析的基础上,以三峡库区千将坪滑坡为实例,基于滑坡前后的高分辨率遥感影像数据,利用数字滑坡和三维可视化技术,采用人机交互解译获取了滑坡前后特征信息。并探讨了千将坪滑坡的形成、演化及其破坏运动特征。通过滑坡前后千将坪斜坡的遥感影像图解译与分析,认为千将坪“7.13”滑坡之前为大型顺层古滑坡,而“7.13”滑坡是千将坪古滑坡的大规模“复活”。新-古滑坡具有相同的岩层层理形成的后壁,而且为同一滑动面(带);滑坡体积约为1500万m3。根据提取出的滑坡特征点和野外GPS测量与计算,得出滑坡滑动的平均距离为178m,主滑方向在146°±。并结合滑坡的地震记录,分析了滑坡变形破坏运动过程,整个快速滑动过程历时约19.3s,平均滑动速度为9.3 m/s,而中前部滑体快速滑动的平均速度为17.0 m/s。
通过综合分析库区蓄水和历史降雨对千将坪滑坡的影响,利用FLAC数值模拟了古滑坡在不同条件下的变形、演化及其稳定状况,认为库区蓄水是促使千将坪古滑坡“复活”的关键因素,而持久降雨是本次滑坡的激发因素;运用离散元分析法UDEC模拟了滑坡破坏运动全过程,整个滑坡活动过程模拟与滑坡过程的理论分析基本吻合。结合滑坡堆积体结构与分布特征,认为千将坪滑坡运动方式为中前部滑体推移式滑动,牵引后部滑体下滑,其变形破坏机制属于复合模式中的前缘主导滑移-牵引模式。