唐家山高速滑坡堵江机制研究

徐皓

摘 要：唐家山滑坡是一个中陡倾角顺层高速滑坡，地震触发整个下滑时间约在半分钟左右，滑坡渡江后形成的堰塞体表现为横河方向左侧高右侧低，沿顺河方向形成为“弓形状”沟槽贯通上下游，其最低点高程752.2m。分析此滑坡形成过程可概括为“地震诱发岩体破裂解体～下滑（快速坐落）～前缘及中部锅铲式刨蚀河床砂卵石～冲击气浪破坏对岸的植被等～形成堰塞体堵江”。

关键词：唐家山；滑坡；堵江机制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.228

1 滑坡完全堵江的主要模式及其特点

完全堵江的形成因素以崩塌或者高速滑坡居多。由于滑坡的滑床面剪出口的位置在河床的堆积层上方或稍偏下方，导致滑坡体的下滑而无法受到河床堆积层的缓冲或阻挡。滑坡体经剪出口后便以一定的速度冲向河床，过程中由于河床摩擦阻力的影响以及冲到对岸后受斜坡阻挡后停止，堆积体于斜坡上的仍然具有一定的势能，如果发生滑坡堵江体溃坝，则可能斜坡上的堆积体下滑造成二次堵江。

在很多完全堵江情况中，一些滑坡剪出口由于其远高于河床，导致崩塌体或者滑坡体能够高速滑动并在受阻后停止形成堵江，或者在长距离水平位移过程中不断散落物质形成堵江。在特殊情况下，由于剪出口角度或者滑坡速度的特殊性，滑坡有可能直接冲向对岸越过河床而不受河床摩擦影响，在到达对岸后在斜坡上形成较大冲高，或者滑坡体以较高速度冲向河床后向上游或者下游流动，由此便可能形成纵向宽度较宽，且厚的天然石坝。

除了以上完全堵江的情况，还有另外两种特殊情况，一种情况发生一次滑坡，滑坡体在河道中形成两道或以上天然石坝，并且至少有一道天然石坝形成完全堵江；还有一种情况是河道两岸同时形成滑坡或崩塌体下滑堵江，分别在前后结合后形成天然石坝堵江。

综合以上滑坡体堵江的模式，分析判断唐家山高速滑坡堵江体与河床的关系为以下模式，特征为滑坡以整体或碎屑流的形式和一定的速度冲入河床、沿河谷向上，下游流动了一段距离，形成宽厚的堆石坝。平面示意图如图1，剖面示意图如图2。

2 滑坡堵江的地形条件

滑坡下滑后，便以剪出速度冲向河床与对岸斜坡，由于河床的摩擦阻力使得滑坡体的动能骤减乃至最后趋于零后静止。所以，如果要形成完全堵江，需要滑坡在冲出剪出口后具有一定的初始速度，保证其有足够的动能形成完全堵江。

滑坡体滑动时具有的势能为：E=mgH

考虑滑动面的摩擦系数为f，滑坡体沿滑动面下滑一定距离后，垂直下降的高程为h，则滑坡体的最大速度Vmax：

通过以上公式，可以看出滑坡体剪出的最大速度与剪出口的位置有关系，如果下降高程h与坡脚α很大，则最大下滑速度Vmax就很大，致使滑坡体高速下滑后为完全堵江提供了先决条件。

综上可知，形成滑坡体完全渡江的条件，如果从能量角度出发，则需要一定的地形、地貌条件，例如地形的坡度、河谷切割深度等因素。地形坡度陡峭与否，河谷切割深度深浅，决定着斜坡上岩土体的势能与下滑体积，对斜坡岩土体的稳定性，堵江模式的类别都有影响，河谷切割深，自然岩土体由于较大的位能在剪出后具有较大的滑动速度，形成高速滑坡，在不考虑剪出角度的的情况下，可能越过河床或冲向河床摩擦作用后爬向对岸斜坡，形成完全堵江。

Haim（1932）证实了滑坡体滑动路线的水平距离L与冲到对岸后的爬高H2，能够通过摩擦角φ用如图3所示的图解法确定。

假设发生滑坡的河谷为图3所示ABC地形，根据Haim理论证实粗略估计滑坡体形成完全堵江的天然坝体最大高度为H2，由图可知，H2的高度受三方面因素影响，即摩擦角φ、河谷地形、滑坡体到河床高程H1。则摩擦角φ越小，H1越高，河谷越窄，形成的堵江坝体就可能越高。

所以，在深切河谷的中高山地区比低山、丘陵区更容易分布滑坡和崩塌，因为大江河流在中高山区的深切作用能够给两岸斜坡上的岩土体提供足够的位能和临空面，很多滑坡形成的堵江正是因此才多分布于深切河谷的两岸及坡上，这样的地形条件成为了滑坡渡江形成的不可或缺的推动因素。地形条件中另一影响因素是河流的发育方向与岸坡岩层的倾向关系，一般情况下顺坡岩土层较水平岩层和逆坡岩层更容易发育滑坡或崩塌，因为顺坡的岩土层坡脚受河流冲刷侵蚀影响底部容易失去支撑，侵蚀基准面进而形成滑坡、崩塌剪出面。