高位崩滑碎屑流成因及分类研究

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本文通过对高位高速远程崩塌滑坡碎屑流103处实际案例的相关资料进行分析、归纳和整理,结合野外实地调查与文献查阅,统计得到高位高速远程崩塌滑坡碎屑流的形成条件及原因;对碎屑流的各种特征以及灾害模式进行了相关的分类;通过origin和spss对收集到的特征参数加以处理分析,推导出碎屑流致灾面积、水平滑移距离的经验公式。主要研究成果如下:(1)高位高速远程崩塌滑坡碎屑流地质灾害的形成主要包括两大类因素:一是地形地貌(坡高、坡角、地貌特征)、地质构造、地层岩性、岩体结构等内在因素,二是风化卸荷、降水(降雨、融雪以及地下水)、地震、人类活动等外在因素共同作用的结果。内在因素是崩滑碎屑流形成的基础,外部因素则是通过改变斜坡岩土体的内在固有特征即内在因素,诱发和加速崩滑碎屑流的发育。(2)分析了地形地貌与崩滑碎屑流的生成关系,揭示了坡高、坡度、地貌特征等微观地貌对崩塌滑坡碎屑流的制约作用。统计发现崩塌滑坡碎屑流主要集中发生在小于1000m坡高的斜坡上,占比87.5%。特别是介于100m~500m的坡高,发生了46处,占比57%。在地形坡度方面,碎屑流多发生在介于30°~60°的坡段,占比70%。尤其是30°~45°的坡段,发生38处,占比44%。工程选址应该避免坡高大、坡度较陡的中高山峡谷地貌和陡崖陡坡地带,或者是预留一定距离作为碎屑流缓冲区域,有效减少碎屑流的冲击破坏。(3)对碎屑流地层岩性条件进行了分析说明,发现软硬相间或者是上硬下软的地层岩性组合是崩塌滑坡碎屑流的主要物质来源,统计还发现块状和层状结构是崩塌滑坡碎屑流的主要结构类型;分析了断裂等地质构造对崩塌滑坡碎屑流发育特征的影响,确定了断裂等地质构造是碎屑流发育的主控因素,进一步揭示地质构造与崩滑碎屑流发育的内在联系。(4)从风化、地震、降水以及人类活动等不同诱发因素所引发的崩滑碎屑流进行统计分析,发现崩塌滑坡碎屑流的主要诱发因素是降水以及地震,降水和地震各自诱发的碎屑流为56和27处,占比分别为61%和29%;对不同类型的水因子进行了分析,着重探讨了地表水、地下水以及降雨对碎屑流的影响作用,其中降雨作为主要诱发因子,占比高达87%。(5)基于崩塌滑坡碎屑流的基本特征和灾害模式,按物质组成分为岩质和土质两类,其中以岩质崩塌碎屑流为主;按规模大小又分为小型、中型、大型、特大型崩塌滑坡碎屑流,大中型崩滑碎屑流所占比例较高;按诱发因素分为风化、地震、降雨以及人类工程活动,其中以地震和降雨诱发型为主;从启动阶段破坏模式对崩滑碎屑流进行了分类;按碎屑流的运动模式又可归纳总结为激发-启动-加速-抛掷-撞击碎屑化-铲刮-停积,激发-启动-加速-抛掷(凌空飞行)-撞击-碎屑化-刮铲-停积,激发-启动-粉碎-抛掷(凌空飞行)-撞击碎屑化-铲刮-停积;按致灾模式可以划分为冲击和掩埋。(6)对地震诱发型和降雨诱发型崩塌滑坡碎屑流的特征参数进行研究,利用origin探究了崩塌滑坡碎屑流相关运动参数之间的关系,水平运动距离L以及致灾面积S与体积V、垂直运动距离H以及坡面斜坡坡度α、等价摩擦系数f的线性关系;采用无量纲法以及spss软件对相关运动参数进行数据标准化处理和相关性分析,推导出计算崩塌滑坡碎屑流的最大水平距离L的经验公式以及致灾面积S的经验公式。
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