青藏科考

青藏高原高速远程滑坡致灾机理研究新进展

文章来源 :

2020-05-18 10:47

青藏高原是世界屋脊、亚洲水塔及地球第三极,研究青藏高原地质灾害动力学机理,揭示构造活动与气候变化相互作用背景下青藏高原地质灾害与环境效应,是国际地球科学领域的研究热点和前沿科学问题。20世纪以来,伴随着全球气候变暖、冰川退缩作用,青藏高原地区高速远程滑坡的发育频度逐渐增加。现有的研究表明,全球板块边界汇聚造山带中巨型高速远程滑坡的发育分布规律与区域构造活动、气候变化密切相关,是二者相互作用的指示器。因此青藏高原高速远程滑坡灾害的调查研究,对揭示高原地区构造、环境与气候演化历史,评估高原未来不同时间尺度地貌演化过程具有重要意义。

近期,第二次青藏科考“地质环境与灾害”任务“冻土冻融灾害及重大冻土工程病害”专题研究团队,针对青藏高原典型高速远程滑坡案例的孕灾背景、灾害过程和灾害体动力破碎现象进行了深入的调查研究,运用卫星遥感影像、无人机测绘、现场调查与取样分析等空-天-地一体化技术,定量测量和分析了高原典型高速远程滑坡(易贡滑坡、乱石包滑坡、尼续村滑坡、塔合曼滑坡等)的源区岩体结构与堆积体碎裂结构特征。在此基础上,通过滑坡碎屑化过程大型物理模型实验,分析了不同源区岩体结构背景下滑坡的碎屑化运动机理。取得的主要进展如下:(1)高速远程滑坡的碎屑化过程受源区岩体结构的控制作用,并与运动路径的起伏程度密切相关;(2)源区岩体结构特征不仅控制滑坡的碎屑化程度,且影响滑体前缘的运动距离,而滑体重心位置的运动距离主要受滑体破碎程度控制;(3)发现了实验室尺度下滑坡碎屑化运动形成的Φeq(Equivalent friction coefficient)与Φap(Apparent friction coefficient)的负相关关系,由此可以说明:滑坡的动力破碎过程显著抑制了其整体的运动性,然而动力破碎这一力学过程可以有效促进滑体前缘的运动,并认为这一现象是块体破碎的弹性应变能释放效应;(4)建立了基于动力破碎过程的崩滑碎屑流运动距离预测数学模型,即“新型破碎-扩散模型”,对于潜在崩滑灾害的危害范围预测提供了依据。成果发表在《Journal of Geophysical Research-Solid Earth》。