王超然
摘要:滑坡系指斜坡上的巖土體,受降雨、地下水活動、河流沖刷、地震及人工活動等因素影響,在重力作用下沿著一定的軟弱面或軟弱帶,以整體或分散的形式順破向下滑動的地質(zhì)現(xiàn)象。唐家山位于是高山峽谷地區(qū),內(nèi)溝壑縱橫,地層復(fù)雜。在汶川地震期間發(fā)生滑坡,給人民帶來了大量損失,因此展開對滑坡的研究顯得尤為重要。本文從唐家山地區(qū)地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地震影響等方面淺談唐家山滑坡的成因,為今后滑坡災(zāi)害的預(yù)防和治理提供資料。
關(guān)鍵詞:滑坡 地形地貌 地層構(gòu)造 地震影響
2008年5月12日,四川汶川發(fā)生8.0級特大地震,在地震不久后,距北川縣城上游3.2 km的唐家山地區(qū)發(fā)生了特大型滑坡,滑坡沖入河谷,堵塞通口河河道,形成唐家山堰塞湖,導(dǎo)致當(dāng)?shù)鼐用?4人死亡。在整個地震核心區(qū)內(nèi)形成104處滑坡堵江形成的堰塞湖,其中堵塞規(guī)模最大,潛在危害最高,也最容易再次誘發(fā)堰塞湖內(nèi)次生災(zāi)害的當(dāng)屬唐家山堰塞湖?;卵呷w長803m,寬611m,厚約70m,水位差超過70m,嚴(yán)重威脅綿陽及下游130萬人的生命安全。唐家山滑坡發(fā)生后,唐家山堰塞湖搶險指揮部決定采用開挖泄流明渠的方式進行應(yīng)急排險,6月11日下午4點,唐家山堰塞湖險情全部順利排除。
滑坡災(zāi)害引起的堰塞湖給人民生命財產(chǎn)造成了巨大損失,分析泥滑坡發(fā)生原因,弄清滑坡發(fā)生機理,有利于科學(xué)開展組織救援工作,也為以后預(yù)防和治理滑坡提供幫助,現(xiàn)分析本次唐家山滑坡原因如下:
一、滑坡工程地質(zhì)特征
唐家山滑坡體長約800m,寬約600m,厚80-120m,方量約2.037×107m3,滑坡體幾何形態(tài)為:中部呈峰狀隆起,兩側(cè)相對低;前緣較低,后緣高?;聝A向340°,滑坡傾角為38.80°?;w停止移動后前緣發(fā)生翹起,翹起的傾角達到 59°,上覆坡積土,高差約450m,長度為 700m。唐家山滑坡滑床坡度低坡面平坦,滑動帶附近鏡面、擦痕明顯,滑床后部陡峭,前緣抗滑段反向翹起,存在一定坡度,滑床平均坡度 38.80°。由于滑坡屬高速遠程滑坡,滑坡后壁出露明顯,后壁平直。滑坡側(cè)邊界受東西兩條沖溝影響,兩側(cè)收到不同程度侵蝕,西邊水溝名叫大水溝,東邊水溝名為小水溝。前方滑坡舌高程約為669m,位于通口河河床位置,埋深約120m。
二、地形地貌的獨特性
唐家山滑坡西南側(cè)的通口河是培江一級支流受河流,長期侵蝕切割的影響,山高谷深,高差較大。其所在流域上游分布原始森林,中下游耕地較多,河源上部多為變質(zhì)巖層;中下游以碳酸鹽層以及碎屑巖為主的沉積巖層;流域兩岸基巖出露,多是千枚巖夾砂巖。年平均氣溫15.6°C,年平均降水量1355.4mm,年平均蒸發(fā)量992.9mm??梢姶说亟涤炅亢驼舭l(fā)量都相對較大,為滑坡的形成提供了條件。
在唐家山滑坡發(fā)生前,唐家山滑坡為一潛在滑坡,其東西兩側(cè)各有一水溝,在多年的山間流水沖刷下,山體形成三面臨空的地貌,為滑坡發(fā)生提供了地形地貌條件。唐家山滑坡坡腳約40度,坡體頂部與坡腳通口河高差達830m,800多米的高差意味著當(dāng)滑坡發(fā)生時,會釋放巨大能量,造成自身比較大的動能,引起的破壞力也不可小覷。同時,滑坡坡腳處為培江的支流之一的通口河,其在流動過程中長期沖刷坡腳,使坡腳變陡,減小了抗滑力,導(dǎo)致邊坡潛在穩(wěn)定性較差,為滑坡的形成提供了地形條件。
三、岸坡地層的特殊性
唐家山邊坡坡體巖性為寒武系清平組硅質(zhì)巖夾泥巖,巖土體是滑坡發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ),滑坡可以發(fā)生在很多類型巖土體中,但其中結(jié)構(gòu)松散,抗剪強度和抗風(fēng)化能力弱的巖土體發(fā)生滑坡的可能性更大。唐家山滑坡構(gòu)成坡體的地層有泥巖等軟弱夾層,其本身抗風(fēng)化、抗水化和抗腐蝕的能力就差,加之坡體位于倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜的核部,滑坡為順層滑坡,傾角在40-50度,很容易形成滑面,引起滑坡。因此,上述地形組合及順向岸坡結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生滑坡的內(nèi)在條件。
四、地震影響
唐家山滑坡距震中汶川映秀鎮(zhèn)的距離約為2.3公里,在地質(zhì)構(gòu)造中,其屬于北川一映秀斷裂逆斷層的上盤。在“5.12”汶川大地震中,北川地區(qū)地震烈度達十一度,我們知道,地震發(fā)生時,能量以剪切波和壓縮波的形式在地層中傳播,受其影響,坡體會受到強烈的水平地震力的作用,巨大的地震力給坡體一個偏向水平的加速度,造成唐家山滑坡高速下滑,成為高速遠程滑坡??梢哉f汶川“5.12"大地震是唐家山邊坡失穩(wěn)的觸發(fā)因素和必要條件。
上已提及,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時有橫波也有縱波,當(dāng)其共同作用在坡體時,坡體有時會產(chǎn)生指向臨空面的加速度,坡面巖土體會受到沿坡面方向的拉力,因其坡面破碎。同時,坡體也會受到背向臨空面,指向坡體內(nèi)部的地震力,產(chǎn)生指向破體內(nèi)部的加速度,坡面土體會受壓收縮。在上述過程反復(fù)作用下,坡面及坡面一下一定范圍內(nèi)土體結(jié)構(gòu)會被破壞,當(dāng)這個范圍深至滑坡的潛在滑動面時,滑體整體下滑,最終表現(xiàn)為滑坡發(fā)生滑動。
五、結(jié)語
本次唐家山滑坡災(zāi)害是各方面條件共同作用的結(jié)果,主要原因如下:
1.唐家山處于高山峽谷地帶,其本身地形復(fù)雜,相對高差大造成潛在勢能大,河流水溝長期沖刷山體和坡腳,易發(fā)生滑坡災(zāi)害。
2.該地地層巖性多為硅質(zhì)巖夾泥巖等不穩(wěn)定巖層,坡向為順向坡,加之坡體巖體完整性總體較差,為滑坡發(fā)生提供了條件。
3.汶川“5.12”大地震觸發(fā),滑坡受強水平地震力作用,產(chǎn)生較大加速度,同時潛在滑動面貫通,積聚的勢能迅速釋放,造成較大破壞性。
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(作者單位:長安大學(xué)地測學(xué)院)endprint