地震诱发高速黄土滑坡问题的研究探讨.pdfVIP

地震诱发高速黄土滑坡问题研究探讨+ 秦红玉刘汉龙高玉峰余跃心 (河海大学岩土工程研究所，南京，210098) 【摘要】针对地震诱发的高速黄土滑坡，在综合有关资料的基础上总结了地震 诱发高速黄土滑坡的特征及其机理，介绍和讨论了黄土动力特性、动力本构关 系、黄土液化的室内试验研究和地震诱发黄土滑坡预测研究等情况，最后指出了 有待深入研究的问题。 【关键词】黄土滑坡地震液化室内试验 1．引 言 黄土是一种多孔隙、弱胶结的第四纪沉积物，它广泛分布于亚洲、欧洲、北美和南美 等10多个国家。在我国广大的黄土地区中，地震动强度大干或等于o．29的区域约占 50％，大于或等于o．159的区域约占80％…。由于黄土微结构所具有的独特动力性质，使 其表现出很高的地震易损性。地震诱发的高速黄土滑坡分布广、强度大、损伤惨重。在中 国中西部黄土地区，历次强震(肘．≥8：6次，M．≥7：22次，_】If．≥6：52次)都曾引起过严 重的地震滑坡、震陷和液化等黄土地震灾害，人口伤亡达百万以上”o。1718年甘肃通渭 120，强烈的振动使该地区发生了大范围的黄土滑移，形成的黄土滑坡严重而密集的区域 达到4000km2以上，大约500，000栋房屋和窑洞塌陷，无数的房屋受到不同程度的损害， 震(M．=5．5)在半干旱的缓斜坡丘陵地形地貌近乎平坦的风成黄土层中诱发了大规模的 滑坡和泥流o”。这些灾害给人民生命财产造成了巨大的损失，甚至是灾难。 由于黄土的特殊性以及地震诱发黄土滑坡的严重灾害性，各国学者对黄土滑坡的机理 展开了调查研究。下面对地震诱发高速黄土滑坡的一些问题进行探讨。 ·国家自然科学基金资助项目(N；教育部高等学校骨干教师资助计划项目(No．200566033) 236 2．黄土滑坡的特征 地震诱发高速黄土滑坡有以下特征： (1)规模大、滑距远，滑体呈波浪状分布，并形成堰塞湖。海原地震时李俊堡蒿内大 移方向形成了一系列波浪状黄土滑移体。滑移区的后段和中段，波峰波谷相间排列，节律 性很强。波峰带在平行走向方向的延展表现为蛇曲形和斜列形，由滑坡后缘向前缘形成了 9个明显的黄土波浪体，并堵塞河道，形成堰塞湖“】【…。 (2)滑速高。地震引起的黄土滑坡以高速滑移为显著特征。据海原地震的幸存者回 忆，地震过后紧跟着就产生了滑坡，直到现在滑体还保存着原来的形状[5]。 (3)滑坡面倾角低缓。滑坡区滑坡面倾角很低，一些几乎是水平的，通常低于稳定滑 动角。如海原地震时，西吉回回川地震烈度100，原始倾角大约50。150，滑坡面平均倾角 7．50【“。清水河四级黄土台原的马兰黄土(噶)中发生了大范围的低角度黄土滑移与高角 度黄土滑坡有明显的不同”J。 (4)低含水量。在所调查的地区，黄土含水量低于15％，并且很少见到地下水的存 在‘101[1l|。 3．高速黄土滑坡的机理 3．1液化 灌溉用水湿化了7—17m范围内的多孔隙风成黄土层在地震作用下液化，从而造成大规模 ．25m范围内的砂质黄土层中由于地下水大幅度上升而引起液化，致使上覆土体沿缓斜坡 坡降方向滑移1．5km之远。白铭学、张苏民(1990)”1对海原地震石碑原清水河滑移区滑 移形态和地层构成及性质进行考察，认为滑坡是由于11—20m的饱含水的含砂层段地震液 化上涌推挤两侧土体使上覆土层在低强度的液化层上滑移造成的。他们认为黄土地层发生 液化滑移的内因条件是必须有比较完整的晚更新世以来的黄土地层剖面，并且其中存在有 饱含水的砂层或砂质黄土，外因条件是黄土地层发生低角度滑移需要较强的地震动力作 用。另外液化滑移还与区域地质构造有密切关系。对1920年海原地震，黄文熙…1认为疏 松的黄土类泥砂有可能在不饱和或干的状态下发生液化，是因为在强烈的振动下黄土发生 压密，但因为空气来不及排出，产生了很大的孔隙气压力从而引起液化，造成滑坡。谢定 义【Ⅲ指出饱和黄土也会有“类似液化”的现象(变形骤增，强度锐减，但破损历时较长， 孔压水平较低)，干燥黄土有剪切液化现象，它是由于巨大动应力对黄土拉裂，剪损与搓 揉破坏而造成的。seed溯认为1920海原地震诱发的大面积滑坡，不是孔隙水压力就是孔隙 气压力促使黄土液化而造成的，由于缺乏当时黄土的资料，这只是Seed的猜想。对前苏 联Ontit地震滑坡，Seed认为是由于震前的暴雨使黄土湿化从而在地震作用下液化造成的。