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如何做好滑坡“体检”?

发布时间:2020年05月14日
来源:桔灯勘探公众号(2020-05-14)

山体滑坡,是指山坡岩体或土体顺斜坡向下滑动的现象;也叫“地滑”、“走山”和“山剥皮”等。一般由重力、降雨和地震等自然因素引起,能给我们造成巨大的损失和威胁。

 


滑坡现场

新北川中学滑坡

王家岩滑坡

地震引发的山体滑坡


为了防控滑坡灾害,需要对不稳定的斜坡进行研究和监测。那么,地质专家是如何进行滑坡“体检”工作,为斜坡“把脉”,了解斜坡的“健康”状态的?今天,就带大家了解一下滑坡的“体检”项目。
1滑坡“体检”的目的
滑坡“体检”主要是通过多种勘察和监测的技术手段,记录和分析变形斜坡活动迹象、前兆现象和与稳定性有关的参数变化;通过“体检”分析,建立斜坡发展演化阶段,进行斜坡稳定性评价,对斜坡当前的“健康”状态以及未来的发展做出判断。 



滑坡典型结构(引自Varnes滑坡分类,包括:滑坡后缘、后缘断壁、侧滑面、底滑面、滑坡体、表面破裂、横张裂缝、径向裂缝、趾部、足部结构等)

常见滑坡类型模式(从上到下依次为A:弧形滑动  B:直线滑动  C:侧向扩离)(图片来源Hungr 等,2014和美国地调局灾害防治手册)

在滑坡“体检”后,根据斜坡的安全状态,会早期针对性开展一些措施,从而达到早发现、早预防、早治理的防灾减灾效果。
2滑坡“体检”项目
1)斜坡“外科”检查
通过卫星遥感、无人机航测以及现场调查的方式,初步整体筛查滑坡地形地貌、宏观变形破坏迹象等基础特征。 


 


无人机低空摄影技术获得的坡表三维影像(资料来源:国家重点研发项目“强震山区特大地质灾害致灾机理与长期效应研究(2017YFC1501000)”项目办公室,课题2提供)

滑坡表面变形破坏特征人工调查(资料来源:国家重点研发项目“强震山区特大地质灾害致灾机理与长期效应研究(2017YFC1501000)”项目办公室,课题2提供)

2)斜坡“彩超”图
这种“彩超”图以斜坡岩土体导电性的差异为基础,在人工施加了稳定电流场作用后,测量地下介质电流分布,以此分析斜坡地下岩土体分布、地下水特征和滑坡结构。


 

石大关梯子槽滑坡预测滑带位置图

 


牙豁口滑坡内部结构与滑动面形态(资料来源:国家重点研发项目“强震山区特大地质灾害致灾机理与长期效应研究(2017YFC1501000)”项目办公室,课题2和5提供)
3)斜坡地震“CT”

虽然都为地球物探技术,但与斜坡“彩超”不同,地震“CT”是通过地震波在地下不同介质中的传播速度差异,不同界面反射到达地面的波的时间不同,从而分析计算地下岩土体介质速度分布剖面。


地震“CT”反射波解释时间剖面


折射CT速度解释剖面还原(资料来源:参考文献)
4)斜坡的“显微镜”观测

采取的岩土试样在电镜扫描下进行观测,定量的分析斜坡介质的微观结构,从不同的微观力学现象分析斜坡变形发展过程中的时空差异。 




2008年汶川地震触发的最大滑坡-大光包滑坡滑带SEM电镜照片(资料来源:国家重点研发项目“强震山区特大地质灾害致灾机理与长期效应研究(2017YFC1501000)”项目办公室,课题2提供)
5)斜坡的“心电图”
滑坡各种仪器的实时监测曲线就像斜坡的“心电图”,时刻记录着斜坡每一次轻微变化的指标特征,是我们了解斜坡安全状况、应对突发情况的重要技术。 



北斗云滑坡变形实时监测预警系统(资料来源:国家重点研发项目“强震山区特大地质灾害致灾机理与长期效应研究(2017YFC1501000)”项目办公室,课题5提供)
值得说明的是,滑坡的勘察和监测项目当然不止这些,还有常规的密度、含水率,岩土强度等指标,这些都是地质专家为滑坡准备的“体检”安排。
3、滑坡“体检”技术的发展
1)放大镜、地质锤和罗盘是最早的滑坡调查仪器,俗称地质三大宝;一直沿用到今天,依然是野外工作中不可或缺的重要设备。

2)上世纪90年代,工程物探技术得到发展,逐渐走向成熟,广泛应用到矿产、水电、基础建设中,在地下岩土体测试中发挥着无与伦比的作用。
3)如今,已形成结合卫星遥感、航空遥测等多源数据结构的“空-天-地”一体式立体化滑坡勘察监测体系。



图源自网络

目前,通过对滑坡的研究和实时监测,已经成功预警甘肃黑方台滑坡、贵州兴义龙井村滑坡等多处地质灾害。相信滑坡“体检”技术也会不断更新,助力防灾减灾,人类在自然灾害面前不会屈服,相信我们的地质专家们会不断利用新科学、新技术、新思想,一如既往的为灾害防治和环境保护作出贡献。


贵州兴义龙井村滑坡抢险险情就是命令 时间就是生命 打赢应急抢险攻坚战(图片来源:人民网)

参考文献:

[1] 裴向军, 崔圣华, 黄润秋. 大光包滑坡启动机制:强震过程滑带动力扩容与水击效应[J]. 岩石力学与工程学报. 2018, 37(2): 430-448.

[2] 赵永贵, 王超凡, 陈燕民, . 金川露天矿高边坡的反射地震C T探测研究[J]. 工程地质学报. 1995, 3(4): 62-65.

[3] 苏白燕. 基于动态数据驱动技术的地质灾害监测预警研究[D]. 成都理工大学, 2018.

[4] Hungr O,Leroueil S, Picarelli L. 2014. The Varnes classification of landslide types anupdate. Landslides, 11, 167-194.

[5] Cui S, Pei X,Huang R. 2018. Effects of geological and tectonic characteristics on theearthquake-triggered Daguangbao landslide, China. Landslides, 15, 649-667.

[责任编辑:dc]

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