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如何做好滑坡“體檢”?

發布時間:2020年05月14日
來源:桔燈勘探公眾號(2020-05-14)

山體滑坡,是指山坡巖體或土體順斜坡向下滑動的現象;也叫“地滑”、“走山”和“山剝皮”等。一般由重力、降雨和地震等自然因素引起,能給我們造成巨大的損失和威脅。

 


滑坡現場

新北川中學滑坡

王家巖滑坡

地震引發的山體滑坡


為了防控滑坡災害,需要對不穩定的斜坡進行研究和監測。那么,地質專家是如何進行滑坡“體檢”工作,為斜坡“把脈”,了解斜坡的“健康”狀態的?今天,就帶大家了解一下滑坡的“體檢”項目。
1滑坡“體檢”的目的
滑坡“體檢”主要是通過多種勘察和監測的技術手段,記錄和分析變形斜坡活動跡象、前兆現象和與穩定性有關的參數變化;通過“體檢”分析,建立斜坡發展演化階段,進行斜坡穩定性評價,對斜坡當前的“健康”狀態以及未來的發展做出判斷。 



滑坡典型結構(引自Varnes滑坡分類,包括:滑坡后緣、后緣斷壁、側滑面、底滑面、滑坡體、表面破裂、橫張裂縫、徑向裂縫、趾部、足部結構等)

常見滑坡類型模式(從上到下依次為A:弧形滑動  B:直線滑動  C:側向擴離)(圖片來源Hungr 等,2014和美國地調局災害防治手冊)

在滑坡“體檢”后,根據斜坡的安全狀態,會早期針對性開展一些措施,從而達到早發現、早預防、早治理的防災減災效果。
2滑坡“體檢”項目
1)斜坡“外科”檢查
通過衛星遙感、無人機航測以及現場調查的方式,初步整體篩查滑坡地形地貌、宏觀變形破壞跡象等基礎特征。 


 


無人機低空攝影技術獲得的坡表三維影像(資料來源:國家重點研發項目“強震山區特大地質災害致災機理與長期效應研究(2017YFC1501000)”項目辦公室,課題2提供)

滑坡表面變形破壞特征人工調查(資料來源:國家重點研發項目“強震山區特大地質災害致災機理與長期效應研究(2017YFC1501000)”項目辦公室,課題2提供)

2)斜坡“彩超”圖
這種“彩超”圖以斜坡巖土體導電性的差異為基礎,在人工施加了穩定電流場作用后,測量地下介質電流分布,以此分析斜坡地下巖土體分布、地下水特征和滑坡結構。


 

石大關梯子槽滑坡預測滑帶位置圖

 


牙豁口滑坡內部結構與滑動面形態(資料來源:國家重點研發項目“強震山區特大地質災害致災機理與長期效應研究(2017YFC1501000)”項目辦公室,課題2和5提供)
3)斜坡地震“CT”

雖然都為地球物探技術,但與斜坡“彩超”不同,地震“CT”是通過地震波在地下不同介質中的傳播速度差異,不同界面反射到達地面的波的時間不同,從而分析計算地下巖土體介質速度分布剖面。


地震“CT”反射波解釋時間剖面


折射CT速度解釋剖面還原(資料來源:參考文獻)
4)斜坡的“顯微鏡”觀測

采取的巖土試樣在電鏡掃描下進行觀測,定量的分析斜坡介質的微觀結構,從不同的微觀力學現象分析斜坡變形發展過程中的時空差異。 




2008年汶川地震觸發的最大滑坡-大光包滑坡滑帶SEM電鏡照片(資料來源:國家重點研發項目“強震山區特大地質災害致災機理與長期效應研究(2017YFC1501000)”項目辦公室,課題2提供)
5)斜坡的“心電圖”
滑坡各種儀器的實時監測曲線就像斜坡的“心電圖”,時刻記錄著斜坡每一次輕微變化的指標特征,是我們了解斜坡安全狀況、應對突發情況的重要技術。 



北斗云滑坡變形實時監測預警系統(資料來源:國家重點研發項目“強震山區特大地質災害致災機理與長期效應研究(2017YFC1501000)”項目辦公室,課題5提供)
值得說明的是,滑坡的勘察和監測項目當然不止這些,還有常規的密度、含水率,巖土強度等指標,這些都是地質專家為滑坡準備的“體檢”安排。
3、滑坡“體檢”技術的發展
1)放大鏡、地質錘和羅盤是最早的滑坡調查儀器,俗稱地質三大寶;一直沿用到今天,依然是野外工作中不可或缺的重要設備。

2)上世紀90年代,工程物探技術得到發展,逐漸走向成熟,廣泛應用到礦產、水電、基礎建設中,在地下巖土體測試中發揮著無與倫比的作用。
3)如今,已形成結合衛星遙感、航空遙測等多源數據結構的“空-天-地”一體式立體化滑坡勘察監測體系。



圖源自網絡

目前,通過對滑坡的研究和實時監測,已經成功預警甘肅黑方臺滑坡、貴州興義龍井村滑坡等多處地質災害。相信滑坡“體檢”技術也會不斷更新,助力防災減災,人類在自然災害面前不會屈服,相信我們的地質專家們會不斷利用新科學、新技術、新思想,一如既往的為災害防治和環境保護作出貢獻。


貴州興義龍井村滑坡搶險險情就是命令 時間就是生命 打贏應急搶險攻堅戰(圖片來源:人民網)

參考文獻:

[1] 裴向軍, 崔圣華, 黃潤秋. 大光包滑坡啟動機制:強震過程滑帶動力擴容與水擊效應[J]. 巖石力學與工程學報. 2018, 37(2): 430-448.

[2] 趙永貴, 王超凡, 陳燕民, . 金川露天礦高邊坡的反射地震C T探測研究[J]. 工程地質學報. 1995, 3(4): 62-65.

[3] 蘇白燕. 基于動態數據驅動技術的地質災害監測預警研究[D]. 成都理工大學, 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.

[責任編輯:dc]

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