当前位置:首页 期刊杂志

唐古栋滑坡成因机制研究*

时间:2024-07-28

易志坚黄润秋吴海燕何顺勋杨 建周龙寿

(①水电水利规划设计总院 北京 100120)

(②成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室 成都 610059)

(③中兵勘察设计研究院 北京 100053)

(④海南地质综合勘察设计院 海口 570226)

(⑤中国地震局地壳应力研究所 北京 100085)

唐古栋滑坡成因机制研究*

易志坚①黄润秋②吴海燕③何顺勋④杨 建①周龙寿⑤

(①水电水利规划设计总院 北京 100120)

(②成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室 成都 610059)

(③中兵勘察设计研究院 北京 100053)

(④海南地质综合勘察设计院 海口 570226)

(⑤中国地震局地壳应力研究所 北京 100085)

唐古栋滑坡位于楞古水电站拟选的上、中坝址和下坝址之间,且滑坡规模巨大,对水电站坝址的选择和水工建筑物的布置有决定性的影响,对滑坡成因机制的研究对于分析该河段类似斜坡的变形演化具有非常重要的意义。在对滑坡地质环境条件和滑坡体特征分析的基础上,采用物理模拟中的底摩擦试验方法和离散元数值计算对唐古栋滑坡的成因机制进行分析。研究结果表明,滑坡为沿强风化层内陡倾坡外和缓倾坡外结构面组合阶梯状滑面剪断层面滑动的滑移-拉裂式的巨型岩质滑坡。滑坡失稳过程为前缘坡体首先发生变形失稳破坏,然后中后部边坡不断蠕滑变形,最终前缘抗剪段失效导致中后部整个边坡的失稳破坏。

唐古栋滑坡 物理模拟 数值模拟 成因机制

0 引 言

岩质边坡的变形破坏模式一般受岩体结构特征控制,张倬元等(1993)指出层面、断层和软弱结构面往往构成控制性滑动面。谷德振(1979)提出边坡变形破坏模式往往与该地区同类结构特征的滑坡类似。黄润秋(2007)总结了20世纪以来国内大型滑坡的地质-力学模式,认为岩体结构对边坡稳定起控制性作用,边坡变形具有时间效应和阶段性。黄润秋等(2008)提出巨型滑坡通常具有复杂的形成机制,其发生是一个复杂的地质-力学过程,这个过程的发生是以滑动面的贯穿过程为主线的,滑动面的形成及贯穿往往具有累进性破坏的特征。高树根等(1992)指出岩质滑坡中的“锁固段”对高速滑坡起决定性作用。

唐古栋滑坡位于雅砻江两河口至卡拉中游规划河段力邱河口-蒙古山段的右岸,该滑坡于1967年6月8日发生大规模整体滑移失稳破坏,过程中滑坡体高速滑动致滑体挤压、翻滚强烈,滑坡体解体充分,且滑坡体在5min之内堵断雅砻江并冲向对岸岸坡,堵段雅砻江可达10天之久,最终在雅砻江上形成沿江长1500m、顶面沿江长860m、高225~270m、顶宽500~800m、底宽200~300m,横断面呈倒梯形,方量约6.41m×107m3的巨型滑坡坝。黄润秋等(2008)调查发现1967年6月17日,堰塞坝回水区长达53km,蓄水达6.8m×108m3的大坝溃决,坝下游10km处水位上涨可达48m,下泄的洪水卷走了两岸下部村庄、房屋和基础设施,造成了难以估量的损失。溃坝后,雅砻江左岸2595~2640m高程仍残留堰塞坝多个滑坡堆积平台及滑坡坝清晰的梯形纵断面轮廓。易志坚(2010)调查发现目前唐古栋滑坡残存的滑坡堆积物主要分布于滑坡的中前部,以松散的块碎石土为主,估算方量可达4×107m3。目前规划的楞古水电站距离唐古栋滑坡较近,其对电站水工建筑物的布置和厂内交通设施的建设起控制性作用。因此,滑坡成因机制的研究对于评价该滑坡体的稳定性和分析河段类似斜坡的变形演化具有非常重要的意义。

1 滑坡区的地质环境条件

唐古栋滑坡运动距离较远以及滑动过程极为复杂,滑坡之前的地形地貌已“面目全非”。总体上,滑坡发生前的地形呈现陡-缓-陡的特征,中后部坡度一般为30°~45°,中前部坡度一般为25°~35°。近河谷地带,岸坡陡峻,坡度一般为60°~70°,且近谷底多为基岩石槽,局部形成近直立绝壁。

滑坡区出露的基岩为三叠系侏倭组(T3zh)变质粉细砂岩与板岩呈不等厚互层。岩体中有印支-燕山期花岗伟晶岩脉侵入,多顺层侵入,部分切层侵入,多呈透镜状,延伸一般大于20m。另外,滑坡区第四系松散覆盖层主要有冲积堆积物、崩坡积堆积物、滑坡坡脚沟口泥石流堆积物以及少量的塌滑堆积物等。

楞古地区外围及区域地震活动较强烈。共记录到破坏性地震(M≥4.7)100次,1970年以来共记载ML2.0~4.9级地震6220次。

区内地下水类型有基岩裂隙潜水和松散堆积层孔隙潜水两大类。徐文等(2009)对水样进行实验分析,水质类型为CaHCO3,总矿化度160.97~333.65mg·L-1,pH=8.0~8.1,属弱碱性水。承压水水质类型为NaKHCO3型,总矿化度4093.77~4595mg·L-1,pH=6.6,属于弱酸偏中性。

岩体风化较为显著,一般无全风化现象,以裂隙式风化为主。岩体风化的水平分带较明显,总体呈随高程降低、随埋深增加而逐渐减弱的规律性,并受岩性、构造、水文地质条件、地形地貌等因素影响。

岸坡结构对岩体卸荷影响尤为明显(表1)。

2 滑坡体基本特征

2.1 滑体

据老乡介绍和现场调查分析,滑坡发生前多为崩坡积物所覆盖,堆积物可见明显的韵律层序,其厚度一般大于30m,且堆积的碎石、岩屑、泥之间的胶结较差。

滑坡发生后,残存的滑坡堆积物主要为块碎石土杂乱堆积,滑坡堆积体结构疏松,往往存在架空现象。另外,滑坡中部滑坡堆积体中粉土一般占5%~10%,几厘米至30cm级碎石含量相对较多,占70%~80%,30cm以上的碎块石约占10%~25%。后缘陡坎的坡脚部位表面散布多块块石,块径一般为0.8~3m,同时也含有厘米级碎石和5m以上的巨石多块。

表1 研究区岩体风化、卸荷情况表Table 1 Weathering and unloading of rock mass in the study area

2.2 滑带

唐古栋滑坡发生已有40多年,且为一高速远程滑坡,其发生后滑面要么被滑坡堆积物覆盖,要么其裸露后,遭受后期的改造,很难保存滑坡发生时滑带特征。地质勘探成果和测绘资料表明,唐古栋滑坡并不是沿着同一性质的滑带发生失稳,而是沿组合滑带发生的复合形式的失稳破坏。滑坡前缘滑带为缓倾坡外长大结构面;滑坡中前部滑带(面)主要为强风化带内的中缓倾坡外结构面或其组合,局部为基覆界面;后缘部位为中缓倾坡外节理裂隙和陡倾卸荷裂隙拉裂组合滑面。

2.3 滑床

滑床基岩表面形态十分粗糙、起伏不平,张性破坏迹象显著。滑坡后缘陡坎高陡,花岗伟晶岩脉侵入之前经历的强烈构造运动,基岩岩体破碎,挤压带(断层)、节理带密集发育,强卸荷强风化深度可达60m,其线密度往往达到数10条,甚至每米上百条,多充填次生泥,裂隙多平直,迹长一般在数米以内。结构面的走向主要以NWW和NE向为主,优势结构面主要为:238°∠45°,303°∠83°,175°∠75°,125°∠59°,233°∠76°和326°∠76°(图1和图2),在较好的临空条件下可形成多种形状的块体。边坡在河流快速下切及滑坡失稳后,岩体风化卸荷现象明显,陡坎和平硐内部多处可见沿倾坡外结构面拉裂而形成的卸荷裂隙。

图1 滑床结构面走向玫瑰花图Fig.1 Rose diagram of structural planes interior of sliding bed

滑坡前缘岩体质量较中后部岩体质量要好,岩层层面保存完整,以弱风化弱卸荷为主,多以次块状结构为主,岩体中主要发育中倾坡外与缓倾坡外两组长大型结构面,其极易组合形成阶梯状滑面。

3 滑坡成因机制分析

3.1 滑坡成因机制的物理模拟

3.1.1 物理模拟的基本原理

物理模拟研究方法应用于斜坡岩体研究起始于20世纪70年代。底摩擦试验模拟属于物理模拟的一种,它具有能够直接观测和记录研究对象的变形、破坏演变过程(肖旦期等,2004)。为了真实重现滑坡变形、失稳和滑动破坏的全过程,本文利用室内滑坡物理模型来模拟滑坡演化各阶段。滑坡物理模拟以相似原理为基础,建立滑坡和试验模型之间的相似关系,模型材料的选取应以真实反映出滑坡体的物理力学性质为原则,复杂的滑坡体结构应在模型中充分考虑,以便保证模型试验过程与原型相似。冯文凯等(2004)总结认为只有在受力条件、几何条件和摩擦系数需满足一定的要求时才能使模型与研究对象相似,具体要求为:

①受力条件:

②几何条件:

③摩擦系数:

式中,C为相似系数;f为摩擦系数;下标M、P分别为模型和原型;γ为材料重度;σ为应力;L为几何尺寸。

物理模型的边界条件应满足Cf=1,Cσ=CγCL相关关系。

底摩擦法以摩擦力平面分布形式与单宽滑坡剖面重力场分布相似的性质,利用模型和传送带之间的底摩擦力来模拟滑坡重力,从而较真实反映滑坡变形演化各阶段。根据以往其他项目的经验,对于主要受重力影响的滑坡,选用底摩擦试验能较好演示滑坡变形失稳破坏的成因机制。

3.1.2 模型材料选取及配比

底摩擦物理模拟试验所采用的设备是成都理工大学和四川大学联合设计的自动化底摩擦试验仪。试验所采用的几何比例尺为1∶2000。模型材料的重度和摩擦系数需满足相似要求,模型材料由石英砂、重晶石粉和液体石蜡配合成的可塑性材料。鉴于试验重在模拟滑坡的变形破坏机制,对滑坡体结构进行了简化处理,即岩土体重度取平均值,坡表块碎石土覆盖层取值为21.0kN·m-3;强风化变质粉细砂岩取值为26.1kN·m-3;弱风化基岩为27.5kN· m-3;摩擦系数取平均值f=0.675(φ=34°)。另外,此次物理模型充分考虑了边坡中发育的长大裂隙、断层和挤压破碎带,为了减轻在制作物理模型过程中因击实模型材料而导致坡体裂隙完全合拢而失真,模型制作完成后在裂隙和断层部位用小刀割开,以真实模拟。

张登项等(2008)和易志坚(2010)通过反复的试验论证,采用正交设计方法确定试验材料配比是较为合理和科学的,其步骤如下:(1)查阅资料,寻找现有资料上与所要求力学参数接近的相似材料及其配比;(2)根据资料确定、购置原料;(3)确定试验因素及位级,形成合适的正交表;(4)通过测试各组相似材料,最终确定试验材料配比。用料配比以摩擦相似系数Cf=1为前提条件,首先对覆盖层、强风化岩体和弱风化岩体3种材料按照不同配比配料,然后反复进行配比测试,以使配比材料物理力学性质能与原材料相似,本次试验选取的材料配比(表2)。

表2 模型材料配比试验成果表Table 2 Proportioning test results ofmodelmaterial

3.1.3 试验成果分析

本次试验主要是参照滑坡上游侧影响区坡体结构特征及反演推测滑坡滑动前的地形地貌情况,对滑坡进行建模,探索和还原演示其变形破坏演变过程及形成机制,从而对该滑坡的成因机制进行综合评价。

建模的过程主要为:

(1)概化模型或简化模型,模型比例尺为1∶2000,试验模型纵向高60cm,横向长80cm。

(2)根据坡体结构特征,用小刀切割模型形成结构面,中前缘和后部层面倾坡内分别取50°和40°。陡倾坡外结构面取67°,缓倾坡外结构面取28°。模拟过程及评价内容如下:

第一阶段,在滑体前缘中形成3级拉裂缝,可贯通至强-弱风化界面。滑坡体坡脚部位可见牵引式破坏,从陡坎部位开始剪出,其破坏模式表现为滑移-拉裂式。1#滑体形成了贯通性的近似圆弧状的滑面,后缘的拉裂缝开始闭合,地表开始下沉,可见明显的凹地和滑坡壁。2#和3#变形体的后缘边界由层面、缓倾坡外和陡倾坡外节理组合而成,变形随1#滑体的运动,其变形也在增大。另外,在坡表拉裂现象也较为明显,主要发育两条拉裂缝:Lx1,发育于强风化层与覆盖层中,为锯齿状延伸;Lx2,延伸较为平缓,长度由缓倾坡外结构面发育控制(图2)。

第二阶段,前缘1#滑体出现非常明显的下挫、滑动现象,地表上也可见明显的滑坡壁和洼地,部分块体可运动至雅砻江。2#滑体变形拉裂也随之变大,后缘拉裂缝可达5mm,覆盖层内滑面呈锯齿状延伸。3#滑体由于前缘滑坡阻力的减小,其变形也相应增大(图3)。滑体中后部表部覆盖层也发育一些短小裂缝。坡体后缘陡倾拉裂面拉裂达1~2mm,沿缓倾坡外和陡倾坡外的组合型滑面贯通形成底滑面,并出现明显的挤压蠕滑现象。底滑面中陡倾结构面与陡倾结构面滑移拉裂存在差异,往往在组合的部位可见明显的鼓胀拉裂和滑移-拉裂形成的“真空区”(凹腔)(图4)。

图2 第一阶段边坡变形特征图Fig.2 Deformation characteristic of slope in the first stage

图3 第二阶段边坡前部变形特征图Fig.3 Deformation characteristic in the front of slope in the second stage

第三阶段,随着1#滑体的整体失稳滑移,最远已运动至河谷。2#滑坡和3#滑体由于滑移变形差异在其间形成一大的拉陷凹槽和拉裂缝,局部被架空堆积物填充。在坡体重力作用下,中部滑坡变形程度也逐渐增大,尤其是前缘覆盖层部位,发育多条拉裂缝,在结构面组合形成的滑面基本贯通。后部坡体未见大型张拉裂缝,变形程度有限。滑坡后缘边界的裂缝进一步扩大,裂缝拉开的宽度一般为1.3~ 1.5cm,周围边界基本形成,显示坡体整体向下滑体破坏。

第四阶段,滑坡体剪断前缘抗剪段,顺阶梯状滑面发生大规模的高速失稳破坏,失稳过程中块体由于撞击发生分解,滑坡物质最远运动至雅砻江右岸并堵塞在河内。

图4 第二阶段边坡后部变形特征图Fig.4 Deformation characteristic at the back of slope in the second stage

3.2 滑坡成因机制的数值模拟

3.2.1 模型的建立及参数的选取

Cundall(1971)和Chen et al.(2001)指出离散元方法假定岩体为离散介质且岩体可沿结构面产生滑动、平移、转动等大变形,可以较真实、动态地模拟边坡块体在开挖过程中位移、运动状态以及岩体破坏过程。为了更进一步地了解滑坡的成因机制,并对物理模拟获得的认识进一步验证,在其基础上,采用离散元分析软件(UDEC)进行模拟。

赵建军等(2009)提出在准确建立边坡地质结构模型的基础上,采用离散元方法可较好地模拟受结构面控制的边坡变形和运动特征。

选取的剖面与物理模拟剖面近似,并将其适当概化。模型以垂直向上为Y轴正方向,以滑坡的主滑方向(滑坡主滑方向145°)为X轴的正方向,模型X方向长为1600m,Y方向高为1146.1m。模型底板高程为2300m,边坡最高点高程为3446.1m。模型的材料主要考虑滑坡体、滑带与稳定岩体。结构面主要考虑层面、陡倾坡外节理及中-缓倾坡外节理和滑面(带)等。滑面倾角多位于29°~45°,基岩层面产状N27~39W/SW∠30°~51°,陡倾坡外结构面(N30°~50°/SE∠60°~75°)和缓倾坡外结构面(N10°~30°/SE∠21°~34°),模型中按照平均值进行取值。为了数值计算方便,将第四系松散堆积体概化为节理切割成的块体,通过选取合适的参数来达到类似的效果。

表3 不同时刻坡体的运动特征参数Table 3 Motion characteristic parameters of slope at different time

数值模拟中,单个岩石块体考虑为刚性块体,结构面则采用莫尔-库仑滑动准则。坡表面为自由面,但在模型的底边界、左边界和右边界施加约束。

模型中岩土体物理力学参数结合规范推荐值及类似工程岩土体参数进行综合取值。在缺少实验数据的情况下,一般按照节理的性质进行类比确定,这样确定参数的过程对于宏观机理的模拟是合理的。

3.2.2 数值模拟计算结果及分析

为了更加清楚地和动态演示块体的运动状态、解体情况、坡体失稳过程等信息,将模拟范围延展到雅砻江对岸,本次试验目的是滑坡变形失稳成因机制研究,重点模拟研究滑坡启动过程。整个模拟过程共进行192万个计算时步,单个计算时步理论上为(1.2~1.4)×10-5s,理论上滑坡变形启动过程历时约为23.23~26.69s,与滑坡启动实际经历的时间基本吻合。根据数值模拟计算结果,不同时刻滑体下滑的运动距离、平均速度及滑体变形破坏特征等(表3)。

离散元数值模拟计算分析较真实模拟了滑坡变形的成因机制,较清晰的还原了滑坡失稳破坏全阶段,主要结论如下:

(1)离散元数值模拟很好的验证了滑坡成因机制的地质分析成果。唐古栋滑坡为一巨型岩质滑坡。滑面不是沿某一固定的结构面发生滑动的,具体可概化为陡倾坡外结构面和缓倾坡外结构面组合滑面剪断层面而形成的复合型滑面。唐古栋滑坡失稳运动时序可概括为斜坡前缘坡脚部位前缘滑体的失稳破坏和中后部滑体的失稳破坏。

(2)随着雅砻江不断的下切,坡脚基岩陡壁为前缘滑坡失稳提供了有利的地形条件。前缘滑体失稳后,为中后部滑体提供了良好的临空条件,但前缘滑体与中后部滑体之间存在的岩质锁固段在一段时间范围内抑制了中后部边坡的变形。在重力作用下坡体中应力不断调整和局部集中导致组合滑面不断地发展、贯通,锁固段岩体最后被剪形成贯通的滑面,中后部滑体整体高速的向坡下滑移-拉裂破坏。

(3)前缘滑体位移变形特征为前缘临空部位变形速率和位移较后缘滑坡壁大,坡表松散覆盖层远较基岩大;中后部滑体变形特征主要为前缘坡表覆盖层堆积物位移最大,然后为滑坡壁陡坎下部缓坡,再者为坡体中部,位移最小为中前部锁固段基岩岩体。

(4)在中下部坡体整体失稳后,良好的临空条件及破碎的岩体结构为后缘陡壁的崩塌作用提供了有利的地形地质条件。

(5)滑坡的成因机制主要为沿风化带内的陡、缓倾坡外结构面组合滑面局部沿基覆界面最终剪断前部锁固段岩体而形成的滑移-拉裂模式。

3.3 滑坡成因机制的综合分析

唐古栋滑坡为岩质高速滑坡,滑坡发生的过程分为滑坡启动阶段、前缘斜坡失稳阶段、中后部滑体整体失稳阶段和滑坡最终堵江阶段。滑坡成因具有明显的分段特征:

(1)唐古栋滑坡为陡-缓-陡地形特征,滑坡前缘为基岩陡坎,坡表松散块碎石土较厚,基岩主要出露于滑坡前缘和后部。

(2)前缘基岩伟晶岩脉侵入、风化卸荷及节理裂隙发育的程度较中后部岩体要弱,岩体以强卸荷弱风化为主,镶嵌结构-次块状结构,且陡倾坡外与缓倾坡外结构面较发育。

(3)中上部坡体冲沟发育,坡表松散堆积物厚度一般大于30m,具有明显的韵律结构。下伏基岩风化卸荷强烈,节理裂隙、挤压破碎带和伟晶岩脉发育,局部岩体挤压破碎、倾倒-拉裂、架空松动现象严重,倾坡外结构面对边坡稳定性起重要的控制作用。

(3)后缘边坡高陡,基岩主要出露于滑坡后壁上下游侧,岩体风化卸荷强烈,受伟晶岩脉侵入及构造作用影响岩体破碎。陡倾坡外结构面的密集发育与缓倾坡外结构面组合为潜在滑面的发育提供了条件。

(4)唐古栋滑坡滑面(带)主要沿强卸荷强风化带内的结构面组合形成,但不同位置滑面位置、力学性质及特性不同,可概括为:①前缘坡体主要沿陡、缓倾坡外结构面组合的阶梯型滑面发生剪切破坏,局部沿基覆界面发生滑移失稳破坏;②中部坡体主要沿强风化带内陡倾坡外结构面-缓倾坡外结构面-岩体倾倒弯折面组合滑面发生蠕滑变形;③后部坡体主要沿强卸荷带内陡倾坡外结构面发生滑移失稳。

(5)唐古栋滑坡的失稳运动过程可以简化为两次比较大规模的滑动过程,即前缘斜坡的滑动与中后部斜坡整体滑动。①前缘斜坡失稳破坏过程。在坡体自重应力场作用下,倾坡外结构面迅速扩展、贯通,剪断锁固段形成阶梯状贯通滑面,前缘斜坡发生较为快速的滑动破坏。②前缘斜坡的滑移失稳为后部滑体提供了有利的临空条件,在自重等因素作用下,滑面不断的发展、贯通,但前缘锁固段岩体在一段时间内起到了抑制变形作用。随着应力调整,锁骨段岩体的剪断为上部滑体的突然启动提供了条件,滑面整体贯通后,滑坡整体高速向雅砻江滑移。

3.4 滑坡研究的工程意义

唐古栋滑坡位于楞古水电站拟选的上坝址、中坝址和下坝址之间,处于雅砻江的中上游力邱河-蒙古山河段,河谷深切,两岸边坡陡峻,岩体风化卸荷明显,工程地质条件复杂,为特大型滑坡灾害的发生提供了特定的地形地质条件。唐古栋滑坡于1967年发生规模特大的整体滑移,造成堵江和溃坝事件,对其上、下游沿江人民生命财产造成了巨大灾害,引起国内外广泛关注。目前滑坡体残存的方量约四千万方,滑坡成因机制的分析评价对研究其稳定性和该河段其他潜在不稳定体具有重要的参考意义。

唐古栋滑坡距离坝址较近,对楞古水电站坝址、坝型、坝线和正常蓄水位方案的选择、水工建筑物的布置以及电站施工期、运行期的工程安全具有决定性的作用。楞古水电站坝段(址)究竟该如何布局或者规划?甚至,这些潜在不稳定体是否制约楞古水电站工程的成立?这一系列关键技术问题,既对楞古水电站影响深远,又与沿江人民生命财产及雅砻江相关梯级水电站等相关。从雅砻江中游(两河口-卡拉河段)水电规划开始,就一直引起有关各方高度重视。雅砻江中游河段水能资源丰富,国家亟须开发利用,但此河段内分布多个类似唐古栋滑坡的巨型岩质滑坡,通过对唐古栋这个典型滑坡的分析、调查,旨在正确认识该河段其他潜在不稳定体的成因机制,也只有正确掌握了滑坡的基本地质条件和失稳破坏机制,才能合理的评判滑坡目前和蓄水运行工况下的稳定性,客观的评价其工程影响,从而提出合理的对策措施建议,从而为河段内水电站坝址的选择和水工建筑物的布置等提供科学的决策依据。

Cundall P A.1971.A computer model for simulating progressive large scalemovement in blocky systems[C]∥Proc.Symp.Int Soci.Rock Mech,Nancy,France:[s.n.]:55~61.

Chen SG,Ong H L,Tan K H,et al.2001.Main consideration on UDEC modeling of rock tunnel excavation and supports[C]∥IS-Kyoto 2001:Modern Tunneling Science and Technology Kyoto,Japan:[s. n.]:433~438.

Feng W K,Shi Y C,Chai H J,et al.2004.Study of mechanism of deformation failure of a low-angle bedded high slope with physical simulationmethod[J].China Journal of Highway and Transport,17(2):32~36.

Gao G S,Zhang X G.1992.Mechanism of large high-velocity landslide[J].The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,3(1):29~32.

Gu D Z.1979.Engineering geomechanics of rock mass[M].Beijing:Science Press.

Huang RQ.2007.Large-scale landslidesand their slidingmechanisms in China since the 20th century[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,26(3):433~454.

Huang R Q,Xu Q.1997.Principle and application of generalized system science analysis in engineering geology[M].Beijing:Geological Publishing House.

Huang R Q,Xu Q,et al.2008.Typical catastrophic landslides in China[M].Beijing:Science Press.

Xiao D Q,Hu H,Dong Y.2004.Simulating deformation and failure mechanism of slope with the help of the bottom friction test[J]. Traffic science and economics,21(1):16~18.

Xu W,XiaW H,et al.2009.Special report about preliminary selection of dam section and dam site at Yalongjiang Lenggu hydropower station in Sichuan Province[R].Chengdu:Power China,Chengdu Engineering Co.,Ltd.

Yi Z J.2010.Research on formation mechanism and stability of Tanggudong giant landslide of Lenggu hydropower station[D]. Chengdu:Chengdu University of Technology.

Zhang D X,Xu Q.2008.Research on deformationmechanism of the high rock-slope at left of Jinping first stage hydropower station by experiment of basal contacting friction[J].Journal of Geological Hazards and Environment Preservation,19(1):71~75.

Zhang Z Y,Wang S T,Wang L S.1993.Analysis principles of engineering geology,Beijing:Science Press.

Zhao JJ,Wang Y D,Ju N P,et al.2009.Case based analysis of failure modes and upgrading measures for gentle cut rock slopes with inclined layer structure,Journal of Engineering Geology,17(2):195~199.

冯文凯,石豫川,柴贺军,等.2004.缓倾角层状高边坡变形破坏机制物理模拟研究[J].中国公路学报,17(2):32~36.

高根树,张咸恭.1992.大型滑坡高速滑动机理[J].中国地质灾害与防治学报,3(1):29~32.

谷德振.1979.岩体工程地质力学基础[M].北京:科学出版社.

黄润秋.2007.20世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制[J].岩石力学与工程学报,26(3):433~454.

黄润秋,许强.1997.工程地质广义系统科学分析原理及应用[M].北京:地质出版社.

黄润秋,许强,等.2008.中国典型灾难性滑坡[M].北京:科学出版社.

肖旦期,胡华,董云.2004.边坡变形破坏机制的底摩擦试验模拟[J].交通科学与经济,(1):16~18.

徐文,夏万洪,等.2009.四川省雅砻江楞古水电站坝段选择及坝址初选专题报告[R].成都:中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司.

易志坚.2010.楞古水电站唐古栋巨型滑坡成因机制及稳定研究[D].成都:成都理工大学.

张登项,许强.2008.基于底摩擦试验的锦屏一级水电站左岸岩石高边坡变形机制研究[J].地质灾害与环境保护,19(1):71~75.

张倬元,王士天,王兰生.1993.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社.

赵建军,王彦东,巨能攀,等.2009.缓倾外层状结构边坡变形破坏模式及支护对策研究[J].工程地质学报,17(2):195~199.

RESEARCH ON FORMATION MECHANISM OF TANGGUDONG LANDSLIDE

YIZhijian①HUANG Runqiu②WU Haiyan③HE Shunxun④YANG Jian①ZHOU Longshou⑤
(①China Renewable Energy Engineering Institute,Beijing 100120)
(②China State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059)
(③China North Industries Group Prospecting&Design Research Institute,Beijing 100053)
(④Hainan Institute of Geological Investigation and Design,Haikou 570226)
(⑤Institute of Crust Dynamics,Chinese Earthquake Administration,Beijing 100085)

Tanggudong landslide which is huge lies among the pre-selected upper,middle and lower dam of Lenggu hydropower station.It has a decisive effect on the selection of hydropower station dam site and construction and layout.Studying formation mechanism of landslide has a very important influence on analyzing deformation and evolutionary of similar slopes in this river.On the basis of analyzing geo-environmental conditions and characteristics of landslide,the author analyzes formation mechanism of landslide by means of bottom friction testmethod and discrete element numerical calculation.The results show:Tanggudong landslide is a giant and rock landslide,of which the deformation and failure model is slipping-cracking.It cuts off layers and moves along the ladder-likesliding surface which is composed of the steeply inclined outside joints and gently inclined outside joints in the strongly weathered layers.Instability and failure of these front slopes firstly occur,which is then followed by the continuous deformation of the upper slopes.Consequently,instability and failure of the whole upper slope in the rear part ultimately occurs.

Tanggudong landslide,Physical simulation,Numerical simulation,Formation mechanism

P642.22

:A

10.13544/j.cnki.jeg.2016.06.005

2015-12-04;

2016-05-23.

中国地震局地壳应力研究所中央级公益性科研院所基本科研业务专项(ZDJ2015-14)资助.

易志坚(1984-),男,硕士生,工程师,主要从事水电工程地质勘察、项目咨询和评审工作.Email:181726013@qq.com

免责声明

我们致力于保护作者版权,注重分享,被刊用文章因无法核实真实出处,未能及时与作者取得联系,或有版权异议的,请联系管理员,我们会立即处理! 部分文章是来自各大过期杂志,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!