镇雄赵家沟滑坡特征及基于坡体结构的失稳机理研究*

2016-09-26 02:06曾庆利王炜风陈宏宇薛鑫宇袁广祥
工程地质学报 2016年4期
关键词:后缘碎屑坡体

曾庆利 王炜风 陈宏宇 薛鑫宇 袁广祥

(①中国科学院计算地球动力学重点实验室 北京 100049)

(②中国科学院大学地球科学学院 北京 100049)

(③贵州乌江水电开发有限责任公司 贵阳 550002)

(④华北水利水电大学资源与环境学院 郑州 450045)



镇雄赵家沟滑坡特征及基于坡体结构的失稳机理研究*

曾庆利①②王炜风①②陈宏宇③薛鑫宇①②袁广祥④

(①中国科学院计算地球动力学重点实验室北京100049)

(②中国科学院大学地球科学学院北京100049)

(③贵州乌江水电开发有限责任公司贵阳550002)

(④华北水利水电大学资源与环境学院郑州450045)

2013年1月11日云南省镇雄县发生特大山体滑坡灾害,造成赵家沟村民小组46人遇难和严重经济损失。基于数次滑坡现场调查和勘查所获得的基础数据,本文对滑坡特征及变形失稳机理进行了较系统的研究。(1)滑坡发育在崩坡积体中,坡体自后缘向前缘具有黏粒含量、密实度增加而孔隙度、透水性减小的特点;(2)滑坡后缘为飞仙关组强风化粉砂岩与崩坡积体的接触界面,滑动带为崩坡积体内含砾粉质黏土坡积层;(3)滑坡发生前,坡体后缘已发育张拉裂缝,前缘已发生小型鼓胀破坏,属典型蠕滑-拉裂变形破坏模式;(4)滑坡具有分块先后滑动特点,左、右及后缘边界坡体在主滑体后发生滑动,滑移过程中也存在分区现象;(5)滑带土为低液限含砾黏性土,呈液化流塑状态,抗剪强度低;(6)启程高速是斜坡应变能长期积累、瞬间释放的结果,滑程高速与滑坡体冲击液化有关,部分滑体存在临空飞行现象。建议加强滑源区两侧裂缝的变形监测和乌蒙山区类似坡体的灾害预警。

崩坡积体蠕滑-拉裂高速远程滑坡滑动带失稳机理云南镇雄

0 引 言

2013年1月11日晨8时许,云南省镇雄县高坡村发生特大山体滑坡,造成距离滑源区790m远的赵家沟村民小组14户46人遇难,滑坡成因及失稳机理受到社会各界广泛关注(新华网,2013)。有研究者对滑坡发育的地质环境条件及滑坡特征,持续雨雪冻融形成的水流渗透引发赵家沟滑坡中的作用以及该滑坡远程运移的根本原因、主控因素等进行了有益的初步分析和研究(刘传正,2013;殷跃平等,2013;姚鑫等,2014;殷志强等,2015),但是鉴于镇雄及邻区与赵家沟滑坡具有类似地质环境条件的崩坡积体斜坡非常发育,有必要对该滑坡体的物质组成、滑坡特征及滑坡岩土体的物理力学性质等进行详细调查、测试和分析,研究其变形破坏机理,为区域类似斜坡灾害的预测预警提供依据。

作者等于灾后第6天到达赵家沟滑坡现场,进行了相关调查、访问、测量和取样,又于2014年夏开展了更为详细的滑坡勘察,特别是通过滑动带探槽开挖、滑后坡体裂缝测量,以及对坡体、滑带土及滑坡堆积体样品的物理力学试验,获取了大量翔实地关于滑坡地形、物质组成、几何形态与边界、水文地质以及滑坡岩土体物理力学性质等基础数据;全面分析了赵家沟滑坡的孕育环境、滑坡特征及变形失稳机理,取得了有意义的新认识。

1 滑坡基本特征

1.1滑坡几何形态及规模

赵家沟滑坡后壁与滑坡碎屑堆积体最远端之间的水平距离约790m,相对高差约300m,平均坡降0.38(20.8°)(图1~图3)。根据滑坡发育与碎屑堆积特征,整个滑坡剖面可划分为上部滑源区、中部碎屑运移区和下部碎屑堆积区等3部分。(1)上部滑源区(图2之A区):即滑坡减损区,平面上呈上窄下宽的狭长“梯形”,滑坡后缘宽约80m,前缘剪出口处宽约120m,滑体长约175m,滑坡后壁高约28m,考虑滑后厚约5m的残余堆积层以及滑前原地形约30°平均坡角,则滑源区滑坡体积约为26×104m3,主滑方向为NE32°。(2)中部碎屑运移区(B区):上下两头窄(分别约120m和150m)而中间宽(高程1670~1680m台地区宽度可达205m),碎屑基本上以运移为主,均匀展布堆积为辅,局部存在高堆积土丘。(3)下部碎屑堆积区(C区):主要为覆盖在庙宇以下坡体及赵家沟村的滑覆成灾区。上述运移和堆积区总面积约12.3×104m2,虽然局部土丘厚达4~5m,可按均厚2.2m计算,得碎屑堆积体体积约27×104m3;考虑到滑源区残留滑体,运移及堆积区的碎屑体积比滑体体积稍大,这可能与滑坡体破碎解体后体积膨胀及运移过程中少量裹挟和刮铲下方岩土体有关。

图1 赵家沟滑坡远景图解析Fig.1 Remote photo of Zhaojiagou landslide and its explanation

图2 滑坡区工程地质平面图Fig.2 The engineering geological map of Zhaojiagou landslide region

图3 滑坡区中线工程地质剖面图Fig.3 The engineering geologic profile along Zhaojiagou landslide middle line

1.2滑源区分块滑动

根据对滑源区边界及残存滑坡堆积物的仔细观察,包括堆积物的接触覆盖特征、运动方向及堆积物土体颜色、植被等差异,识别出该滑坡由主滑体和3个次级滑体等4部分组成(图2)。其中,次级滑体I位于主滑体右侧边界,体积约8500m3;次级滑体Ⅱ位于主滑体左侧边界,体积约1000m3;次级滑体Ⅲ位于主滑体后壁上部,体积约2500m3。主滑体先滑动后,在左、右及后缘边界形成高临空面及瞬间卸荷,导致次级滑坡体先后发生滑动。

1.3滑坡要素

1.3.1滑坡后壁

保存完整,宽约80m,高27.7m,总体走向110°,倾向NE,倾角50°~55°不等。滑坡后壁在雨水冲刷后,其岩土体结构清晰显现:右侧由强风化飞仙关组砂岩基岩构成,中部由强风化砂岩大块石构成,向左侧则过渡到块碎石土(图4)。在滑坡后壁上发现大量滑动擦痕,擦痕产状(倾伏向∠倾伏角):30°~40°∠52°~66°(图4)。擦痕倾伏向与宏观主滑方向基本一致。这表明,滑坡后缘总体是沿着风化基岩与崩坡积体之间的接触界面发育的。

图4 滑坡后壁构成及其上发育的滑动擦痕Fig.4 Back wall of the landslide and the sliding scarps on it

1.3.2滑坡侧壁

滑坡右侧壁因发生后续次级滑坡I而被改造,左侧壁基本保存完整,产状106°∠44°。在滑坡左侧壁中部观测到11处明显滑动擦痕,其产状(侧伏向∠侧伏角)为:100°~125°∠10°~25°,侧伏角平均值为20°(图5)。滑坡侧壁上的擦痕侧伏角在一定程度上能反映滑坡滑动面倾角的大小,故底部滑动面的产状可能为:25°∠20°;同时在滑坡左侧壁中下部表现为一道长30余米、高3~5m的陡坎,说明该滑坡属推移式滑动,而不是旋转式滑坡。

图5 主滑坡左侧壁物质构成及其上发育的滑动擦痕Fig.5 The left lateral wall of the landslide and the sliding scratches

1.3.3滑动带

现场开挖了两个探槽(TC1和TC2,位置见图2)以揭露主滑体滑动带。其中,TC2位于滑坡减损区凹坑内,距离滑坡后壁约35m。探槽深2.3m(图6),由上至下可分为5层:①0~0.4m,灰褐色腐殖土层,植物根系发育且粗大;②0.4~1.65m,黄褐色块碎石黏性土,植物根系逐渐变少变细;③1.65~1.85m,为土黄色块碎石土,空隙大且松散,为地下水渗出带,附近土体液化流动;④1.85~2.25m,为暗紫红色含碎石黏性土(图6a),黏性强,沾锹,并观察到滑动擦痕(图6b),判定为滑动带;⑤2.25~2.4m,含浅黄色泥砾的碎石土(未见底),致密,未见扰动。TC2静置18h积水深达30~33cm。TC1则位于滑坡剪出口附近,靠近左侧壁,深1.2m。0.7~0.9m为渗水层,0.9~1.2m处发现灰黄色含砾黏性土(未见底),含水率63.2%,判定为滑动带。TC1静置24h深8~10cm。

图6 TC2探槽结构及滑带土中的擦痕Fig.6 TC2 trench and the disclosed sliding scratch between 2 blocks

结合滑坡NW侧壁滑动擦痕产状分析,认为滑动带基本以15°~20°倾角沿崩坡积体内部的含碎石黏土层发生滑动,滑动带为流塑性含砾黏性土。

1.3.4滑体周缘裂缝

滑坡造成滑源区两侧自然斜坡中形成了大量拉裂缝(图1、图2)。全站仪追踪测量表明:①滑源区右侧天然斜坡内(图1中Ⅱ区)发育3条大型拉裂缝,最大的一条(f1,图7a)沿着滑坡后壁向SE方向一直延伸至一小型天然冲沟,全长达211m,该裂缝最大垂直断距2.8m,张开40~60cm,其产状与2013年滑坡后壁产状一致,基本沿着基岩与崩坡积体之间的界面曲折展布。②滑源区右侧天然斜坡内(图1中I区),发育4条拉张裂缝,长度5~35m不等,有3条跨越斜坡道(图7d)。③滑源区左侧杉树林中发育两条大型剪切裂缝(图1,f8和f9),其中一条裂缝走向30°,90多米长,垂直断距20~30cm,张开15~25cm,与左侧壁小角度相交(图7c)。这些裂缝说明主滑体滑动时对两侧缘坡体存在巨大挤压和牵引作用。

图7 滑坡周缘坡体内发育的部分裂缝(照片位置见图1)Fig.7 Some fissures in the right slope of the landslide(see the positions in Fig.1)

1.4滑后运动与堆积

在主滑体以较高的初速度滑出剪出口后,解体为碎屑流,并发生两次转向。首次转向位于主滑体剪出口前方约50~100m处(图2中B1区),运动方向由NE32°转变至NE81°;这次转向与剪出口前缘地形有关,其左侧为平缓山包,受滑坡体推挤而形成前述深槽陡坎,而其右侧为原始较陡沟谷,未受到阻拦。首次转向后滑坡体顺坡下滑,其中小部分滑体凌空飞行,坡间台地中央部位裸露的长达10m的两条原始田埂及面积约85m2的原始平坦坡地充分证明了凌空飞行的存在(图8,图2中B2区)。前述凌空飞行的部分滑体撞击地面后停积,形成高达5~6m、面积约750m2的土堆(图2中B3区)。

图8 滑后坡间台地上保存的原始耕地(镜向W)Fig.8 The original farmland in the platform preserved after the landslide

第2次转向带位于B3区后,运动方向由NE81°转变至NE53°,也受到地形控制,右侧历经约200m长缓坡过渡带;而左侧没有过渡带,直接下泄;碎屑流在运移至台地前缘时保持高速,部分碎屑也存在凌空飞行(台地下方小庙仅轻微损坏,其下方梯田上农作物仅局部被埋,见图2中B4区)。凌空高速飞行的滑体及顺坡沟滑动的碎屑流快速覆盖和冲埋了小庙下方的居民区,造成46人死亡。同时,B区中央部分碎屑运移速度快,碎屑堆积厚度薄;两侧运移速度相对慢,形成碎屑雍高带。

上述滑后运动和堆积特征说明滑坡碎屑流在地形配合下高速滑移,部分滑体或碎屑因高速而凌空飞行。同时,据村民王启贵(45岁,赵家沟人,滑坡堆积体距离他家仅5~6m)回忆,从听到巨响到碎屑掩埋房屋,不超过2min,估算的滑移速度可达6.8m·s-1。

表1 滑坡土体的物理力学试验结果

Table 1 The test result of the physical and mechanical parameters of the landslide soils

取样位置天然含水率W/%天然密度/g·cm-3液限WL/%塑限WP/%塑性指数/IP液性指数/IL内聚力/kPa内摩擦角/(°)探槽1旁左边界原状土41.291.8245.233.212.00.6721.4312.1探槽2旁左边界原状土34.711.9049.136.113.00.6013.8221.8TC2滑带上40.761.8340.429.111.31.0310.131.7TC2滑带41.831.8542.129.912.10.9911.143.1TC2滑带下49.111.6750.239.410.80.9022.538.8GP液化块45.871.7345.731.913.80.828.381.8

2 滑源区物质组成、结构特征及物理力学性质

2.1滑源区物质成因

滑坡后壁及左侧壁保存完整,是观测滑坡体所在斜坡物质组成和结构的理想天然剖面。滑源区上方为下三叠统飞仙关组紫红色、灰绿色粉砂岩所形成的平缓层状岩质陡立斜坡,基岩产状:210°∠8°,局部为近直立陡崖,相对高差近140m,平均坡度达51°。粉砂岩体中极发育两组产状近直立的卸荷裂隙(走向分别为265°~275°和135°~145°),崩塌落石发育,可见新近崩塌体。同时,粉砂岩块石短期内极易快速风化裂解成小碎块,长期全风化为黏性土。

因基岩陡坡非崩塌期间的流水、重力等坡积作用,崩积体内存在多层、呈透镜状的坡积层夹层。从滑坡剪出口至赵家沟沿程的滑坡堆积体上或土包内部,多处散落着这类土黄色含砾黏土团块或夹层,外观上似“花生仁元宵”(图9)。其含水率(45.87%)大于其液限(45.7%),塑性指数为13.8(表1),属近液化状态的含砾高黏性土。

因此,滑源区为崩积物、坡积物等组成的崩坡积体,其垂向上顶厚脚薄,主断壁处崩坡积物最厚,约35m。

图9 滑坡堆积体上遗存的含砾黏土液化团块(类似花生仁元宵)(位置:平台左侧; 样号:GP液化块)Fig.9 The liquefied clay columns in the flow of the landslide(Position:left side of the platform. Sample name:GP liquefied column)

2.2滑源区坡体结构特征

滑坡后缘附近(图5,图10a,10b),坡体以崩积物为主,岩性为碎块石土,结构松散,孔隙大,透水性强。碎石、块石岩性以飞仙关组紫红色、灰绿色中风化-强风化粉砂岩、细砂岩为主,多呈板片形,棱角-次棱角状。块碎石常见粒径为2~20cm,最大可达200cm。越靠近主断壁,块碎石含量越高,粒径越大。

图10 滑坡左侧边界坡体内砾石与黏粒含量渐进变化Fig.10 The change of blocks and clay in the landslide left boundary from top to bottoma.距离后缘约10m;b.约30m,取TC2左原状样;c.约70m;d.约100m,取TC1左原状样

图11 滑坡土体颗分曲线图Fig.11 Program of the sorting of landslide soils

滑坡前缘附近(图10c,10d),坡体主要为崩积物与坡积物的混合堆积物组成,属含碎石粉质黏土。坡积层黏土含量较高,所含碎石粒径相对较小,与滑带土颗分曲线接近(图11)。碎石成分以飞仙关组强风化的粉砂岩、细砂岩为主,棱角-次棱角状,常见粒径为0.5~5cm,碎石含量通常<40%。

因此,主滑体后壁及左侧壁剖面宏观结构(图10)和对应样品的颗分曲线(图11)均表明,坡体物质组成和结构上具有自上而下黏粒含量、密实度增加而砾石含量、孔隙度、透水性减小的趋势。

2.3滑坡岩土体物理力学性质

通过滑源区坡体、滑后滑程堆积土及TC2探槽样品采集及测试,获得了滑坡相关岩土体的物理力学参数(表1)。数据说明,所有样品的塑性指数均10

3 滑坡前斜坡变形特征

赵家沟滑坡发生前滑源区是否已经存在拉裂缝是事关斜坡变形失稳过程及滑坡前兆预警的重要问题之一。(1)有放牧人称,在2009年前后曾于滑坡后缘附近发现几十米长的裂缝;(2)根据Google Earth 2009年3月14日卫星影像(图12),在目前主滑体后缘位置解译出一条长约52m、走向约100°的线状裂缝,其标志是斜坡上连续的梯田被该裂缝错断;(3)位于上述裂缝与下部放牧山道之间的坡体内,已经出现鼓胀变形,发生过小型滑塌;(4)在距离滑坡右侧壁约160m南东的小冲沟西侧,发育一条老裂缝(图1中Ⅱ区f1-1),其长度约35m,宽度4.8m,垂直错距1.45m,走向92°,下错岩土体具反翘特征(图7b),该裂缝在滑后与f1连通,形成长达210m的巨大后缘拉裂缝。

图12 斜后缘拉裂缝及坡面滑塌解译(图像来自Google Earth,日期:2009年3月14日)Fig.12 The old fissure and slope failure interpreted from Google Earth image of March 14,2009

综合上述访问、解译及现场调查结果,说明在滑坡发生前,该崩坡积体斜坡已经历了较长时间的蠕动变形过程,在后缘形成拉张裂缝,在前缘形成局部鼓胀滑塌。因此,赵家沟滑坡的变形破坏为典型的蠕滑-拉裂模式。

4 滑坡形成机理分析

4.1沿崩坡积体内坡积层的蠕滑-拉裂变形

根据第3节对“滑源区”坡体物质组成及结构的分析和测试,赵家沟滑坡“滑源区”位于崩坡积体上,崩坡积体内的坡积层夹层为含碎石粉质黏土,属软弱层。这种坡积粉质黏土夹层是崩坡积斜坡常见的潜在滑动控制面(贺可强,1998;丁秀美,2005;殷志强等,2012)。试验结果表明,滑动带处于流塑状态且抗剪强度低,内聚力为11.4kPa,内摩擦角只有3.1°。但是,原状滑带土是含碎石的具有一定结构强度原状土,其原始抗剪强度要比测试结果大一些。在以自重应力为主的坡体应力长期作用下,滑源区崩坡积斜坡将沿着该软弱面向临空方向发生缓慢而持续的蠕滑。

在斜坡持续蠕滑作用下,造成坡体后缘拉应力集中、前缘坡脚剪应力集中(张倬元等,2009)。由于坡体后缘的块碎石土与风化基岩之间为高角度不整合界面,在拉应力作用下逐步形成拉张裂隙。虽然坡体后缘的块碎石土具有高空隙度、结构松散、透水性强的特点,但是其表层多为以细粒为主的坡积黏性土,地表降水直接入渗率不高。因此,在拉张裂缝形成后,类似于在坡体后缘建了一条“截流沟”,改变了地表降水的入渗路径和入渗能力,更容易直接快速地入渗至坡体内部,从而加速蠕滑并加剧后缘裂缝的拉开和向深部延伸。

因此,赵家沟滑坡是沿着约20°缓倾角坡积层软弱面蠕滑、滑坡后缘沿着陡倾角基覆界面拉裂为特点的、蠕滑-拉裂变形破坏模式的崩坡积体滑坡(张倬元等,2009)。

4.2基于差异渗透的流态化启动

如前所述,滑源区坡体的崩坡积体成因及结构类型决定了由后缘至前缘,黏粒含量、密实度增加而孔隙度、透水性减小的趋势。著名的新滩滑坡中在坡体结构上也具有类似特征(薛果夫等,1986;阳吉宝,1994)。同时,在滑源区坡体中下部发育了多层、呈透镜状的高黏性坡积土层。当大气降水(降雨及冰雪融水)因后缘坡体的高透水性及后缘拉裂缝的存在而快速进入坡体,并在自重作用下自上而下渗流时,由于自后缘向前缘岩土体的渗透性逐渐降低,以及坡积层透镜体的穿插发育,势必在坡体前缘产生渗透压力,土体趋于饱和,地下水富集于坡体前缘。试验表明,坡体前缘土体的天然含水量(41.29%)接近其液限(45.2%),坡积层透镜体呈“元宵”状,天然含水量(45.87%)稍大于其液限(45.7%)。

随着降水入渗、坡体含水量增加及坡体蠕变,潜在滑动面上孔隙水压力上升,当剪应力接近和超过土的抗剪强度时,土体出现剪缩破坏。由于孔隙比减小而形成超孔隙水压力,总体平均有效应力也减小,出现液化,从局部破坏迅速扩展并形成统一的滑动面(Sassa,1998;戴福初等,2000;Rahardjo et al.,2005)。滑后滑带土的天然含水量(42.68%)也大于其液限(42.1%)。因此,当滑坡启动时,坡体前缘及滑动带土体基本处于流塑状态,即滑坡体以近流态化启动。

4.3滑体势动能转化的近程加速与碎屑流触变液化高速远程运移

赵家沟“滑源区”坡体临滑前,在其后缘出现了蠕变拉裂、前缘出现了剪胀滑塌,“锁固段”则位于滑动带中段。启动时滑面土体的“峰强残降效应”使得滑床上部岩土体以“弹性冲动”的加速方式运动,形成启程高速。

研究表明,滑坡体行程速度与滑坡体的势能成正比(胡广韬,1995)。由于赵家沟滑坡体位于整个斜坡的上部,具备一定的动能,特别是滑体冲出剪出口后是顺着下山坡运移的,能够获得加速,直接导致部分滑坡体“凌空飞行”;而第二次势动能转化后也获得加速,部分滑体“凌空飞行”避免了小庙和部分梯田被埋。

赵家沟滑坡发生前,当地的阴雨(雪)天气已经持续了一个多月,蒸发量很小,致使从滑源区至赵家沟沿线的坡地表层的含碎石黏性土含水量大增,基本上都超过了其塑限很多。滑坡体的剧烈冲击和滑行扰动,使得滑坡经过地面的土体处于触变液化状态,加之坡地表层为润湿草皮,均减少了碎屑流体运移的摩阻力,使碎屑流高速远程运移成为可能。

5 区域滑坡灾害预警

赵家沟滑坡发育在巨厚崩坡积成因的斜坡中,事故发生前已经有比较明显的变形破坏迹象(后缘拉裂缝和局部坡面溃滑),如能观察到这些滑坡先兆并实施监测,提前预警是可能的。调查过程中,在赵家沟滑坡两侧(特别是右侧,图1中I区和Ⅱ区)天然崩坡积坡体中发现多条正在扩展中的长大裂缝,可能再次发生类似高位滑坡。建议立即对这些裂缝实施监测及稳定性分析,及时作出滑坡灾害预报和预警,避免类似灾害原地复发。

镇雄赵家沟滑坡所处的云贵高原乌蒙山区,历史上曾经发育大量的以崩坡积为主的堆积体滑坡灾害,它们具有相似的“上硬下软”的地层结构和堆积体物源及组构,相似的“上陡下缓”的“靴”状地形地貌,相似的高原季风性气候和“冬半年久雨寡照,夏半年雨量充沛”的滑坡诱发因素。此外,乌蒙山区还发育大量类似的堆积体斜坡,如云南镇雄高坡寨至大坪子村沿线长达7km的山麓地带,塘房镇X253县道沿线,泼机镇山麓等,贵州纳雍鬃岭,关岭大寨等地,存在类似滑坡的异地新生。建议以镇雄赵家沟滑坡为基础,开展系统的区域性滑坡灾害孕育规律的工程地质类比预测研究,判别斜坡变形破坏阶段及前兆现象,分级分类进行滑坡灾害风险管理。

6 结 论

通过对2013年镇雄赵家沟特大山体滑坡灾害的数次滑坡现场调查和勘查所获得的基础数据,本文对滑坡特征及变形失稳机理进行了较系统地分析与研究。

(1)滑坡发育在崩坡积体中,滑坡后缘沿着强风化粉砂岩与崩坡积体的陡倾接触界面发育,飞仙关组风化层与崩坡积体之间的缓倾角接触界面构成滑动带;同时,滑源区坡体结构特征明显,具有自后缘向前缘黏粒含量、密实度增加而孔隙度、透水性减小的趋势。这种坡体结构特征造成降水入渗中的差异渗透性。

(2)滑坡发生前,在坡体后缘已发育长约50~60m的横向张拉裂缝,在坡体前缘已发生小型鼓胀破坏,属典型蠕滑-拉裂变形破坏模式;滑源区相邻斜坡存在大型贯通性次生裂缝,原地可能在近期内再次复发类似规模的高速远程滑坡。后缘拉裂缝的发育改变降雨入渗的路径和速度,加速滑坡的发生。

(3)滑带土天然含水率(41.83%)接近其液限(42.1%),塑性指数IP>10,为低液限含砾黏性土,接近液化流塑状态,抗剪强度低;启程高速是斜坡应变能长期积累、瞬间释放的结果,滑程高速与滑坡体两次高位冲击液化有关,部分滑体存在临空飞行现象。

建议对赵家沟滑坡邻近坡体开展变形监测,对乌蒙山区类似斜坡灾害开展预警研究,防范类似灾害原地和异地复发。

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CHARACTERISTICS OF ZHAOJIAGOU COLLUVIUMS LANDSLIDE AND ITS FAILURE MECHANISM ON SLOPE STRUCTURE,ZHENXIONG COUNTY

ZENG Qingli①②WANG Weifeng①②CHEN Hongyu③XUE Xinyu①②YUAN Guangxiang④

(①Key Laboratory of Computing Earth Dynamics of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049)

(②College of Earth Sciences,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049)

(③Guizhou Wujiang Hydroelectric Development Company,Guiyang550002)

(④School of Resources and Environment,North China University of Water Resources and Electric Power,Zhengzhou450045)

On January 11, 2013,a super catastrophic landslide took place in Zhaojiagou village of Zhenxiong County,Yunnan Province,and made 46 people died and serious economic losses.Based on multiple in-situ investigations and geologic survey,the landslide features and its failure mechanism are studied in the paper.The landslide took place in a natural accumulation slope mainly composed of colluviums and diluvium,and the slope structure has the characteristics of increasing in clay content and denseness but decreasing in porosity and permeability from slope crown to its foot.The main scarp developed along the steep interface of the accumulations and the strongly weathered sandstone bedrock,while the sliding belt developed along the soft layer of diluvium.Before the landslide there already existed a remarkable tension crack in current main scarp and a compression failure in the slope front,which typically is the failure mechanism of Creep-Crack.The main landslide body moved first and the 3 small landslides followed in its left and right flanks as well as the back slopes,and the landslide debris moved in belts.The natural water content of the sliding belt is very close to its liquid limit,and its plastic index is more than 10,which means that the soil is in the liquefied-plastic state and with low shear strength.The high speed at the moment of departure is the result of the long-term accumulation of strain energy but instantly releasing,the high speed during movement is related with the liquefaction of the landslide debris and the bed soil,and there exists proofs of debris flying.It is suggested to strengthen the deformation monitoring of adjacent slopes and the geohazard forecasting of similar accumulation slopes in Wumengshan region.

Colluviums and diluvium slope,Creep-crack mode,High-speed and long run-out landslide,Sliding belt,Failure mechanism,Zhenxiong county of Yunnan province

10.13544/j.cnki.jeg.2016.04.004

2015-05-05;

2015-10-15.

国家自然科学基金主任基金项目(编号:41440022)和面上项目(编号:40972199)资助.

曾庆利(1973-),男,博士,副教授,主要从事工程地质及地质灾害演化与防治方面的教学、研究工作.Email: zengql@ucas.ac.cn

P642.22

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