大渡河姑咱-得妥河段大型滑坡形成机制及危险性评价研究

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川西地区历来就是我国地质灾害的高发区,该地区地质活动频繁、断裂极为发育、地形起伏大,尤其是在高山峡谷地段,大型地震滑坡分布较多,这类滑坡往往会对沿途的水电站、公路、铁路等重要工程设施造成毁灭性的破坏,且严重危害人民群众的生命财产安全。本文选取大渡河姑咱-得妥河段作为研究区,在工程地质调查基础上研究了大型滑坡的发育特征,使用UDEC、FLAC数值模拟软件对典型滑坡的形成机制、灾害链进行了深入分析。通过搜集研究区与滑坡影响因子有关的基础数据,基于GIS、SPSS软件对研究区进行了滑坡危险性评价,以上研究对研究区滑坡的防治与预防以及工程建设具有重要的现实意义。结合全文得到了以下几点认识:(1)研究河段地质构造复杂,分布有多条活动断裂,以鲜水河断裂活动性最为显著,新构造运动以来河流下切作用强烈,形成了典型的中-高山峡谷地貌。岩性主要以元古代侵入岩为主,岩体节理裂隙发育、较为破碎、风化程度高。(2)研究区共发育88处大型滑坡,均为岩质滑坡,堆积体方量均大于100×10~4m~3。其中特大型(1000~10000×10~4m~3)占比最大,为总量的53.41%,形态主要以箕形为主。滑源区岩性主要为花岗岩,分布在大渡河及支沟两侧。滑坡地貌上的分布表现为:高程集中在1500m~2000m,坡度主要集中在30°~40°,坡向上阳坡较阴坡滑坡数量更多,在断裂及河流缓冲区2km范围内滑坡的分布密度较大。(3)基于经验公式及现场调查对滑坡的运动学特征进行定性、定量分析,研究区内大多数滑坡符合高速远程滑坡的特征。结合滑坡方量与高程差、水平距离之间的函数关系,计算出滑坡的水平运动距离处于500~1000m的有57个,超过1000m的有19个,运动速度多处于30~60m/s,尤其是40~50m/s的滑坡多达33处,最大运动速度约96m/s。用非线性方法对散点图进行拟合得出与运动速度相关的上下限函数。(4)根据坡体结构的不同,将大型滑坡的形成机制归类为四种模式:拉裂-剪断抛射、拉裂-顺倾滑移、拉裂-顺层滑移、(弯曲)拉裂-剪断滑移。其中拉裂-剪断抛射型最多,达到45处。滑坡的主控因素以坡体结构、地形、构造、地震为主,结合地质条件分析得出地震是诱发滑坡失稳的直接因素。(5)甘草村滑坡为研究河段巨型花岗岩质古滑坡。滑坡失稳前为三面临空突出地形,河谷应力场作用下坡体强烈卸荷,在西侧鲜水河断裂强震作用下,甘草村突出山嘴受到地形放大效应与背坡效应的叠加,强烈地震动响应导致高位高速远程滑坡并堰塞木角沟。结合UDEC数值模拟的方法对甘草村巨型古滑坡运动过程分析,滑坡失稳过程经历了地震触发滑坡启动—滑坡体高速运动—高速碎屑流运动—滑坡停积堵沟4个阶段。滑坡发生后经历了堵江-溃坝灾害链,通过FLAC3D模拟堆积体稳定性,发现河流两侧堆积体前缘均出现局部塑性区。(6)选取高程、坡度、坡向、地形起伏度、地层岩性、断裂、地震加速度(触发因子)、河流八个评价指标因子,分别使用信息量法、逻辑回归法以及两个计算方法的叠加计算模型在Arcgis平台中利用空间分析功能进行滑坡危险性评价。采用重分类方法将研究区滑坡危险性分为极低、低、中、高、极高五个等级。经检验,逻辑回归和信息量的叠加模型预测结果最为准确,ROC曲线得出的AUC值高达0.876,其中高和极高危险区主要分布在大渡河及支沟两侧地形突出部位,与实际情况相吻合。
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