龙池地区地震地质灾害发育规律及成因机制研究
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摘要
龙池地区地震地质灾害主要由2008年5.12汶川地震主震直接诱发,龙门山中央断裂带从研究区内穿过,区内地质灾害发育数量较多,破坏性较大,波及范围广,给当地造成巨大的灾难。因此,分析解剖典型地质灾害在强地震作用下的发育规律、变形破坏方式及成因机制对于认识强震诱发滑坡机理及防灾减灾具有极为重要的理论和实际意义。
本文以龙池地区地震地质灾害为研究对象,通过野外地质调查、室内资料收集及分析的基础上,详细地阐述了区内地质灾害的工程地质特征,总结概括出研究区内地震滑坡、崩塌的发育规律,即地质灾害一般沿区内断裂带两侧分布,远离断裂带灾害分布呈递减趋势。在野外调查的基础上,对区内典型滑坡、崩塌、危岩体基本特征、成因机制、运动特点及控制因素进行了系统地分析。
在总结和分析已有工作的基础上,进一步研究了研究区内地质构造、地形地貌、岩体结构等内部因素对各灾害点失稳的影响,以及地震水平加速度和垂直加速度的联合作用、地震加速度、高程放大作用、地震的长持时效应及相对断层位置等外部因素对其失稳的影响。
然后采用动量传递法和反推计算法计算了区内典型灾害点的地震加速度。并分别对龙池地区岩质边坡、土质边坡及坡面孤石的地震动响应从不同坡高、坡体形态、地形地貌、坡体结构等方面进行了分析论述。最后分析了影响斜坡稳定性的因素。
根据以上研究,本文的研究进展可以归结为以下4个方面:
(1)地震是此次地质灾害的主要触发因素,研地质灾害发育一般在距研究区内断层500m左右,海拔高程在1000～1200m。滑坡发生在坡度为30°～35°左右,崩塌一般发生在坡度45°～60°左右。
(2)地震波具有地形放大效应、加速度放大效应,尤其是在单薄的山脊部位、孤立山头或多面临空的山体部位其放大效应更加明显。本文主要侧重于加速度放大效应的研究,通过计算发现研究区内的地震加速度均大于1g,个别发生抛射的灾害点其地震加速度达到2g左右。
(3)地震作用下,土体、斜坡岩体、斜坡孤石的地震动响应,分别从不同高程、不同结构,不同坡面形态进行了分析。其动力响应表现为边坡高程越大、岩体结构越破碎、坡角越大破坏越严重,相对于坡面形态,在坡面的拐点,凹形和凸型最容易失稳。
(4)通过分析计算,研究区内地质灾害点在天然工况下处于稳定状态,在天然工况+地震工况条件下基本上在斜坡顶部均处于失稳状态。
Geological hazards in LongChi mainly trigged by“5.12”Wenchuan earthquack, The Longmen mountain fault zone cross the research area. the Geological Hazards developed extensive, muck destructive and widespread ,made for much misery in research zone .
The paper focuses on the earthquake induced geological disaster in Longchi,. According to a large number of geological field investigation and collecting and analyzing the information of earthquake.
The paper expatiated on the characteristics of the geologic hazard in research zone, summarized the regular pattern of the landslide and rock fall, that the geologic hazard distribute on both sides of the fault zone, decreased progressively the further away
Base on the geological field investigation, the paper analyzed the characteristics, mechanism,movement and controlling element of landslide and ,rock fall, dangerous rocks systematically.
After analyzing the outcome,further Focus on what the Internal Factors such as geologic structure, Topography,and rock mass structure and external factor suck as seismic acceleration,height multiplication affect the stability,how the horizontal acceleration and Vertical Acceleration interact .
Then calculate the seismic acceleration by momentum transfer and Back-calculating method.All kinds of slope and Isolated Stone are analysed and discussed from different height of slope, types of slope, Topography, slope structure.At the end ,the paper point out the multinomial factors should be considered in the stability analysis.
The result of the study showed that four conclusion:
(1)The earthquake is the main .trigger of the Geo-hazards that range 500 meters of the fault less than, occurred at elevations of 1 000-1200 m above sea level.The landslide occurred at elevations of degree of slope 30°~35°,slide about 50°~60°.
(2)Seismic wave and acceleration will be magnified by Topography in research zone,especially at the thin ridge of a hill isolated and independent mountain top. This paper researches on acceleration magnification effects, according to all the calculation results of the seismic acceleration are larger than 1g, the seismic acceleration in a few geologic hazards is larger than 2g.
(3)Under earthquake actions, the seismic response of All kinds of slope and isolated stone are analysed and discussed from different height of slope, types of slope, topography, slope structure.The seismic response is the more obvious the higer elevation,the more fragmentized , the concaves and convex slope shape is most likely destabilization.
(4)According the calculation ,the Geo-hazards point is stability in nature condition ,unstability when earthquake happened . a tiny minority Geo-hazards points in research zone is unstability.
本文以龙池地区地震地质灾害为研究对象,通过野外地质调查、室内资料收集及分析的基础上,详细地阐述了区内地质灾害的工程地质特征,总结概括出研究区内地震滑坡、崩塌的发育规律,即地质灾害一般沿区内断裂带两侧分布,远离断裂带灾害分布呈递减趋势。在野外调查的基础上,对区内典型滑坡、崩塌、危岩体基本特征、成因机制、运动特点及控制因素进行了系统地分析。
在总结和分析已有工作的基础上,进一步研究了研究区内地质构造、地形地貌、岩体结构等内部因素对各灾害点失稳的影响,以及地震水平加速度和垂直加速度的联合作用、地震加速度、高程放大作用、地震的长持时效应及相对断层位置等外部因素对其失稳的影响。
然后采用动量传递法和反推计算法计算了区内典型灾害点的地震加速度。并分别对龙池地区岩质边坡、土质边坡及坡面孤石的地震动响应从不同坡高、坡体形态、地形地貌、坡体结构等方面进行了分析论述。最后分析了影响斜坡稳定性的因素。
根据以上研究,本文的研究进展可以归结为以下4个方面:
(1)地震是此次地质灾害的主要触发因素,研地质灾害发育一般在距研究区内断层500m左右,海拔高程在1000～1200m。滑坡发生在坡度为30°～35°左右,崩塌一般发生在坡度45°～60°左右。
(2)地震波具有地形放大效应、加速度放大效应,尤其是在单薄的山脊部位、孤立山头或多面临空的山体部位其放大效应更加明显。本文主要侧重于加速度放大效应的研究,通过计算发现研究区内的地震加速度均大于1g,个别发生抛射的灾害点其地震加速度达到2g左右。
(3)地震作用下,土体、斜坡岩体、斜坡孤石的地震动响应,分别从不同高程、不同结构,不同坡面形态进行了分析。其动力响应表现为边坡高程越大、岩体结构越破碎、坡角越大破坏越严重,相对于坡面形态,在坡面的拐点,凹形和凸型最容易失稳。
(4)通过分析计算,研究区内地质灾害点在天然工况下处于稳定状态,在天然工况+地震工况条件下基本上在斜坡顶部均处于失稳状态。
Geological hazards in LongChi mainly trigged by“5.12”Wenchuan earthquack, The Longmen mountain fault zone cross the research area. the Geological Hazards developed extensive, muck destructive and widespread ,made for much misery in research zone .
The paper focuses on the earthquake induced geological disaster in Longchi,. According to a large number of geological field investigation and collecting and analyzing the information of earthquake.
The paper expatiated on the characteristics of the geologic hazard in research zone, summarized the regular pattern of the landslide and rock fall, that the geologic hazard distribute on both sides of the fault zone, decreased progressively the further away
Base on the geological field investigation, the paper analyzed the characteristics, mechanism,movement and controlling element of landslide and ,rock fall, dangerous rocks systematically.
After analyzing the outcome,further Focus on what the Internal Factors such as geologic structure, Topography,and rock mass structure and external factor suck as seismic acceleration,height multiplication affect the stability,how the horizontal acceleration and Vertical Acceleration interact .
Then calculate the seismic acceleration by momentum transfer and Back-calculating method.All kinds of slope and Isolated Stone are analysed and discussed from different height of slope, types of slope, Topography, slope structure.At the end ,the paper point out the multinomial factors should be considered in the stability analysis.
The result of the study showed that four conclusion:
(1)The earthquake is the main .trigger of the Geo-hazards that range 500 meters of the fault less than, occurred at elevations of 1 000-1200 m above sea level.The landslide occurred at elevations of degree of slope 30°~35°,slide about 50°~60°.
(2)Seismic wave and acceleration will be magnified by Topography in research zone,especially at the thin ridge of a hill isolated and independent mountain top. This paper researches on acceleration magnification effects, according to all the calculation results of the seismic acceleration are larger than 1g, the seismic acceleration in a few geologic hazards is larger than 2g.
(3)Under earthquake actions, the seismic response of All kinds of slope and isolated stone are analysed and discussed from different height of slope, types of slope, topography, slope structure.The seismic response is the more obvious the higer elevation,the more fragmentized , the concaves and convex slope shape is most likely destabilization.
(4)According the calculation ,the Geo-hazards point is stability in nature condition ,unstability when earthquake happened . a tiny minority Geo-hazards points in research zone is unstability.
引文
[1]王运生,罗永红,吴俊峰,孙耀明.中国西部深切河谷谷底卸荷松弛带成因机理研究[J].地球科学进展,2008,5,463-468.
[2]祁生文.边坡动力响应分析及应用研究[博士学位论文][D].北京:中国科学院地质与地球物理研究所,2002
[3]殷跃平,汶川八级地震地质灾害研究[J].工程地质学报,2008,16(4):433-444.
[4]汶川Ms8.0地震地表破裂带及其发震构造[J].地震地质,2008,9,597-629.
[5]陆少云,刘祖德,地震对边坡斜坡稳定性的影响研究[J].安全与环境工程,2007,3,1-3.
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[7] CelebiM.Topographic and geological amplification detenned m strong-motion and afterslck records of 3 March 1985 Chile earthquake Bull Seis Soc Am 1987,77:1147-1107.
[8] Bard PY,Tucker B E Undergwund and ridge site effects:a comparison of observation and theorym.BuP.Sels Soc Am 1985.75:905-922.
[9] Boore DM .A note on the effect of simple topography on seismic SH.Bull Seis.Soc.Am .I972.62:275-284.
[10] Ge1ebi M.Topographic and geological amplification determined from strong-motion and after shock records of 3 March 1985 Chile earthquake[J]. Bull Seis Soc Am 1988,77:1147-1107.
[11] Tezrahgi.K,Meehnaismsoflnadslide,EngineenrigGeoofgy(Berdey)Volume.1950: GeologiealSoeieytofAmeriea.
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