来自科费尔斯(奥地利奥特兹山谷)和挪威南部的多种岩质边坡崩塌实例选读.doc

来自科费尔斯（奥地利奥特兹山谷）和挪威南部的多种岩质边坡崩塌实例 摘要：这篇论文描述大型的厚重岩质边坡破坏后对随后的坡面稳定性的影响。三个来自奥地利阿尔卑斯山和挪威边坡破坏的例子证明了这些破坏增加了边坡进一步倒塌的概率。在奥地利的科费尔斯，一处规模为几立方千米的全新世岩质边坡破坏填满了奥特兹山谷。地质沉积物的形态表明了第一次破坏后还沿着悬崖顶部发生了至少一次的后续破坏，且大多数都可能是规模相似的滑动。第二次滑坡的碎片滑落并覆盖在旧的沉积物之上，形成了著名的科费尔斯摩擦砾岩。挪威西部的塔菲尤尔在过去的6000-8000年间在同一个山坡上发生了至少三处岩质边坡破坏，它们的规模都在1000万立方米以上。最近的破坏发生在1934年，并引发了毁灭性的海啸。挪威的兰涅菲尔在50年里发生了5次体积大于50000立方米的大型破坏；其中的两次造成了相当大的毁害，由此发生的破坏性海啸还造成了大规模伤亡。科费尔斯和塔菲尤尔的滑坡的岩质边坡稳定性二维有限元模型显示了厚重的岩质边坡破坏产物：（a）不规则斜坡，其中部分斜坡和破坏之前一样陡或是比之前更陡，这代表着新区域的不稳定性；（b）软弱区域与缓慢的斜坡变形和破裂有关。 艾斯维尔公司2005年出版。版权所有。 关键词：岩崩；滑坡；重复发生；数值稳定性模拟 引言 岩崩是高速且具有毁灭性的，海姆在1932年定义体积在1000万以上的岩崩为高速远程滑坡。他们运动的速度高达每小时几百公里（普拉夫克、埃里克森，1978），这可由松散岩屑的内摩擦角来进一步证明（32°，苏，1975）。岩崩撞击到湖泊或海里可能引起破坏性海啸，且有高达几十米到几百米的巨浪（亨德朗和巴顿，1985；格里姆斯塔德、内斯达尔，1990）。虽然与其他滑坡类型（例如落石，泥石流）相比岩崩在空间和时间（阿贝莱，1974）上相对罕见，但是他们相当有破坏性，因此具有较高的潜在风险(普拉夫克、埃里克森，1978;埃文斯2002）。因此，重要的是了解能发生岩崩的山前部的特征以及了解它们再发生的时间。 一些岩崩是沿着斜坡集群（阿贝莱，1974；艾斯巴彻，1979；比利克拉等，2006）发生的，由于它们构造和结构的历史或者岩性而使它们容易发生破坏（赫尔曼斯和施特雷克尔，1999；施特雷克尔和马雷特，1999；赫尔曼斯等，2006）。同一斜坡的重复破坏在世界各地都有记录（普拉夫克、埃里克森，1978；格里姆斯塔德、内斯达尔，1990；麦克萨弗内，2002；比利克拉等，2006），复发时间从几个小时（魏歇特等，1994）到几年（普拉夫克、埃里克森，1978；格里姆斯塔德、内斯达尔，1990），几千年甚至几万年（赫尔曼斯等，2001,2004）。 我们将介绍在奥地利阿尔卑斯山奥特兹山谷的科费尔斯以及挪威南部的塔菲尤尔和洛恩（图1）发生的复发性岩崩例子来以证明一个观点：沿着谷坡的反复的岩质边坡破坏是常见的现象。在上个世纪的50年间洛恩发生了5次岩崩。20世纪在塔菲尤尔发生了一次岩崩，但从对海洋沉积物的研究可以推测之前也发生过多次。科费尔斯滑坡的沉积物很古老，被解释为单一的山前破坏的结果（霍伊博格，1966；普罗伊斯，1971；马施等，1985）。然而对沉积物和断裂带的重新解释表明了自上次破坏之后还有多次破坏和相当大的斜坡变形。新的解释是由以前公布的地震和沉积学的数据和岩崩运动的数值模拟而得的更好的依据做出的。我们对我们的假设做了测试，大型破坏性滑坡会减少而不是增加，边坡稳定性通过科费尔斯和塔菲尤尔的岩质边坡破坏的数值模拟分析。 背景条件 2.1 科费尔斯滑坡 皮希勒（1863）第一次描述了在乌姆豪森和朗根费尔德之间的奥特兹山谷的形态。他指出乌姆豪森流域朗根费尔德流域被一个区域的软弱片麻岩分隔，那里被沿着400米深的毛拉赫峡谷的奥特兹河分割。这个峡谷分离了在科费尔斯的一个阶地，从塔乌费博格到奈德泰高原对面的山谷坡（图2）。他进一步描述了科费尔斯阶地的阶梯形状。这个描述是根据滑坡堆积物而做出的对阶地的形态分析（艾里斯曼等，1977）。 科费尔德由于发现了内部有巨砾沉积物的轻石玻璃而出名，这都归因于火山活动（皮希勒，1863）（图2）。这一说法持续到了20世纪，当时沉积物是被归因于火山口的作用（彭克，1925）。 由于缺乏奥特兹山谷发生火山作用的其他证据，利希腾纳克（1929,1930）解释其为冰河期后的“地滑”产生的，玻璃是第三纪古老岩石加工形成的。差不多几十年后，苏斯（1937）和施图策（1937）提出是陨石冲击造成了山脊底部的倒塌以及形成了这些巨砾沉积和玻璃。这个解释在后来得到了地球化学数据的支持，表明了了玻璃中有类似陨石的成分（库拉特和里克特，1968,1972）和科尔费斯的浮石及片麻岩中的石英表明了有震动变质作用的影响（苏伦安，198