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川西大渡河泸定段大型古滑坡发育特征与稳定性评价

郭长宝, 倪嘉伟, 杨志华, 吴瑞安, 孙炜锋, 张怡颖

郭长宝, 倪嘉伟, 杨志华, 吴瑞安, 孙炜锋, 张怡颖. 2021: 川西大渡河泸定段大型古滑坡发育特征与稳定性评价. 地质通报, 40(12): 1981-1991.
引用本文: 郭长宝, 倪嘉伟, 杨志华, 吴瑞安, 孙炜锋, 张怡颖. 2021: 川西大渡河泸定段大型古滑坡发育特征与稳定性评价. 地质通报, 40(12): 1981-1991.
GUO Changbao, NI Jiawei, YANG Zhihua, WU Ruian, SUN Weifeng, ZHANG Yiying. 2021: The ancient landslides development characteristics and stability evaluation along the Luding Section, Dadu River, western Sichuan Province. Geological Bulletin of China, 40(12): 1981-1991.
Citation: GUO Changbao, NI Jiawei, YANG Zhihua, WU Ruian, SUN Weifeng, ZHANG Yiying. 2021: The ancient landslides development characteristics and stability evaluation along the Luding Section, Dadu River, western Sichuan Province. Geological Bulletin of China, 40(12): 1981-1991.

川西大渡河泸定段大型古滑坡发育特征与稳定性评价

基金项目: 

国家自然科学基金项目《岷江上游深切河谷大型深层蠕滑型滑坡间歇性复活与动力学演化机制研究》 41877279

《青藏高原东缘古滑坡复活机理与早期识别研究》 41731287

中国地质调查局项目《川西—藏东地区交通廊道活动构造与地质调查》 DD20190319

自然资源部杰出青年科技人才项目《大型深层蠕滑型滑坡变形与失稳关键问题研究》 12110600000018003911

详细信息
    作者简介:

    郭长宝(1980-), 男, 博士, 研究员, 从事工程地质与地质灾害调查研究。E-mail: guochangbao@163.com

  • 中图分类号: P642.22

The ancient landslides development characteristics and stability evaluation along the Luding Section, Dadu River, western Sichuan Province

  • 摘要:

    川西大渡河泸定段地形地貌和地质构造复杂,地质灾害特别是古滑坡极发育。通过遥感解译、InSAR形变分析、野外调查等手段,在泸定县城上游约25 km(至姑咱镇)到下游约43 km(至得妥镇)段发现229处崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,古滑坡规模大、部分具有复活迹象。地质时代测年数据表明,该区古滑坡主要发育于120 ka左右、25~10 ka和全新世3个周期段,与大渡河断裂带活动性密切相关。以泸定县大坪上古滑坡为例,通过ANSYS软件,开展天然状态(自重)和暴雨状态下滑坡的稳定性分析。结果表明,该滑坡在天然状态(自重)和暴雨状态下稳定系数分别为1.2和1.15,暴雨情况下的稳定系数比自重情况下低,并且在暴雨作用下滑坡中下部变形趋势明显加大,有沿边坡临空面滑移的趋势,滑面主要位于陡坡中等风化层中,而天然状态下仅在坡体中部松散堆积层及中等风化层上部形成潜在滑动面。古滑坡的发育特征与稳定性严重影响铁路、公路、水电站等重大工程规划建设,应加强古滑坡的识别、成因机理分析与稳定性评价。

    Abstract:

    The topography and geological structure are very complex along the Luding section of Dadu River, western Sichuan Province. The geological hazards, especially ancient landslides are extremely developed in this area. By means of remote sensing interpretation, InSAR deformation analysis and field investigation, 229 collapses, landslides and mudslides were discovered in the section from about 25 km upstream(to Guzan Town) to about 43 km downstream(to Detuo Town) of the Luding County. In addition, the ancient landslides in this area are large in scale, and some of them have signs of revival. The geological dating data show that the ancient landslides in this area were mainly developed in three periods around 120 ka, 25~10 ka and Holocene, and closely related to the activity of the Dadu River fault. The Dapingshang ancient landslide in Luding County was taken as a study case to analyze the stability of the landslide in natural state (self weight) and heavy rainfall state through ANSYS software. The results show that the stability coefficient of the landslide in natural state (self weight) and heavy rainfall state is 1.2 and 1.15 respectively. The stability coefficient under heavy rainfall conditions is lower than that under self-weight conditions; the deformation of the middle and lower part of the landslide tends to increase obviously under the action of heavy rainfall, and there is a tendency to slip along the empty surface of the slope. The slip surface is mainly developed in the medium weathered layer of the steep slope, but in the natural state, the potential slip surface is only formed in the loose accumulation layer in the middle of the slope and the upper part of the medium weathered layer. The developmental characteristics and stability of ancient landslides seriously affect the planning and construction of railway, highway, and hydroelectric power station projects. Therefore, it should be suggested to strengthen the identification, mechanism analysis and stability evaluation of ancient landslides.

  • 致谢: 中国地质科学院地质力学研究所刘筱怡博士研究生参与了InSAR计算分析,刘贵和李朝柱副研究员、任三绍博士研究生、刘定涛硕士研究生等开展了部分野外地质调查和数据处理与分析;中国地质调查局成都地质调查中心周洪福、巴仁基教授级高工等参加了部分野外地质调查工作,在此一并表示感谢。
  • 图  1   大渡河区域活动断裂和地层分布图

    a—大渡河断裂带及邻区活动构造图(据参考文献[14]修改);b—大渡河流域泸定段构造与地层岩性图;F1—龙门山断裂;F2—大渡河断裂带;F3—鲜水河断裂带;Q—第四系;J2s—中侏罗统沙溪庙组;T3x—上三叠统须家河组;T2l—中三叠统雷口坡组;D1p—下泥盆统平驿铺组;D2y—中泥盆统养马靶组;S2s—中志留统纱帽组;S2l—下志留统龙马溪组;Zaλ—下震旦统流纹岩段;γd2—花岗岩;γo2—石英闪长岩;γk2—钾长花岗岩;δ2—闪长岩;δo2—斜长花岗岩;ρ—花岗岩脉;N2—基性岩;∑2—超基性岩;1—新近系-第四系;2—前震旦系基底;3—中新世侵入岩;4—前第四纪断裂;5—晚更新世断裂;6—走滑断层;7—逆冲断层;8—正断层;9—汶川地震地表破裂

    Figure  1.   Distribution of active faults and strata in Dadu River region

    图  2   大渡河泸定段地形地貌特征

    (a图岩体代号注释同图 1)
    a—大渡河泸定段三维地形地貌;b—大渡河泸定段两岸河谷和边坡地形地貌

    Figure  2.   Topography of the Luding section along the Dadu River

    图  3   区域地质灾害分布图

    Figure  3.   Distribution of regional geological disasters

    图  4   InSAR地表形变分布图

    Figure  4.   Distribution of InSAR surface deformation

    图版Ⅰ  

    a.泸定县姑咱镇章古古滑坡;b.加郡古滑坡;c.大渡河左岸麦崩乡崩塌;d.大渡河右岸甘草村古滑坡;e.大渡河水电站库区滑坡;f.杵坭乡群发性泥石流

    图版Ⅰ.  

    图  5   四湾古滑坡发育特征(据参考文献[16]修改)

    a—四湾古滑坡平面图;b—四湾古滑坡工程地质剖面图

    Figure  5.   Development of the Siwan ancient landslide

    图  6   大坪上古滑坡地貌(镜向255°)

    Figure  6.   Landform of the Daping ancient landslide

    图  7   大坪上古滑坡河谷段两岸边坡岩体节理密度图

    a—新桥村边坡上部节理密度图;b—新桥村边坡下部节理密度图;c—大坪上边坡上部节理密度图;d—大坪上边坡下部节理密度图

    Figure  7.   Joint density of bedrocks on both banks of the Dadu River section of the Dapingshang ancient landslide

    图  8   大坪上滑坡地质剖面(a)和计算模型(b)

    Figure  8.   Geological profile(a)and calculation model(b)of Dapingshang Landslide

    图  9   大坪上古滑坡临滑剪应变增量云图

    a—天然工况下临滑剪应变增量云图;b—暴雨工况下临滑剪应变增量云图

    Figure  9.   Cloud map of incremental shear strain in the Dapingshang ancient landslide

    图  10   大坪上古滑坡临滑塑性区分布图

    a—天然工况下临滑塑性区分布图;b—暴雨工况下临滑塑性区分布图;none—无破坏;shear—剪切破坏单元;tension—拉张破坏单元;n—当前循环出现;p—以前循环出现

    Figure  10.   Distribution of the impending plastic zone of the Dapingshang ancient landslide

    表  1   大渡河流域典型古滑坡形成时间与大渡河断裂分布关系

    Table  1   Relationship between the formation time of typical landslides and the Dadu River faults in the Dadu River basin

    滑坡名称 活动断裂 断裂上/下盘 到断裂距离/km 年龄/ka 资料来源
    鸟支索古滑坡 泸定断裂 下盘 0.5 22 [7]
    杵泥古滑坡 泸定断裂 穿过 0 22 [7]
    咱里古滑坡 泸定断裂 上盘 2.1 17 [7]
    章古古滑坡 昌昌断裂 下盘 7 10 [7]
    26 [17]
    四湾古滑坡 泸定断裂 穿过 0 17.2±2 [16]
    甘谷地古滑坡 泸定断裂 下盘 0.5 22 [7]
    杵泥古滑坡 泸定断裂 穿过 0 22 [7]
    加郡古滑坡 得妥断裂 上盘 0.5 19.36±4 [31]
    得妥古滑坡 得妥断裂 穿过 0 120 [7]
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    表  2   数值模拟主要岩土体力学参数

    Table  2   Modeled mechanical parameters of rocks and soil

    岩组编号 岩性 容重/(kN·m-3) 体积模量K/MPa 剪切模量G/MPa 粘聚力c/kPa 内摩擦角φ 泊松比μ
    1 残坡积物 2100 800 1450 48 36 0.35
    2 强风化闪长岩 1870 1100 650 50 40 0.3
    3 断裂带 2100 1500 950 100 45 0.32
    7 中风化闪长岩 2600 4100 2100 350 45 0.20
    8 微-未风化闪长岩 2750 5000 2600 500 45 0.18
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图(11)  /  表(2)
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-17
  • 修回日期:  2021-10-25
  • 网络出版日期:  2023-08-15
  • 刊出日期:  2021-12-14

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