1、书书书Journal of Engineering Geology工程地质学报10049665/2022/30(6)-1831-11汪发武,陈也,刘伟超,等 2022 藏东南高位远程滑坡动力学特征及研究难点J 工程地质学报,30(6):18311841 doi:1013544/jcnkijeg20220734Wang Fawu,Chen Ye,Liu Weichao,et al 2022 Characteristics and challenges to dynamics of long-runout landslides with high-altitude in southeast Ti-
2、betJ Journal of Engineering Geology,30(6):18311841 doi:1013544/jcnkijeg20220734藏东南高位远程滑坡动力学特征及研究难点*汪发武陈也刘伟超高杰(同济大学地下建筑与工程系,上海 200092,中国)(同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092,中国)摘要藏东南地区地理位置特殊、地形地貌独特、水力资源丰沛、战略地位重要,规划建设有诸多重大战略性基础设施和建设工程。受构造性隆升、地震活动、海洋性冰川、立体气候和人类工程活动等内外动力因素影响,该区域内密集发育高位远程滑坡地质灾害,严重威胁重大工程的安全运营。高
3、位远程滑坡具有隐蔽性强、冲击力大、致灾范围广等特点,使得当前的研究面临“起滑机制不清、灾变机理不明、运动预测不准”的挑战,亟需解决复杂地质环境下高位远程滑坡具有的超高起滑势能、超强运动特性和超大致灾能力 3 个方面的科学问题,有待揭示藏东南地区孕灾环境特征和滑坡分布规律、高海拔脆性岩体起滑机制、高位崩滑体运动形态转化机制和崩滑体流态化远程运动机制等研究难点。基于这些成果构建的高位远程滑坡动力学将有助于指导藏东南重大工程规划建设中地质灾害风险防范的理论依据,对藏东南地区可持续发展具有重要的现实意义。关键词藏东南;高位远程滑坡;滑坡动力学;工程地质灾害;科学问题中图分类号:P642.22文献标识码
4、:Adoi:1013544/jcnkijeg20220734*收稿日期:20221019;修回日期:20221128基金项目:国家自然科学基金项目(资助号:42230715),中央高校基本科研业务费专项资金This research is supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant No 42230715)and Fundamental esearch Fund for theCentral Universities of China第一作者简介:汪发武(1965),男,博士,教授,博士生导师,主要从事
5、工程地质与地质灾害方面的科研与教学工作 E-mail:wangfwtongjieducn通讯作者简介:陈也(1998),男,硕士生,主要从事地质灾害方面的研究工作 E-mail:tj_chenyetongjieducnCHAACTEISTICS AND CHALLENGES TO DYNAMICS OF LONG UNOUT LANDSLIDES WITH HIGHALTITUDE IN SOUTHEAST TIBETWANG FawuCHEN YeLIU WeichaoGAO Jie(Department of Geotechnical Engineering,Tongji Universi
6、ty,Shanghai 200092,China)(Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education,Tongji University,Shanghai 200092,China)AbstractSoutheast Tibet is an important strategic region in China,because of its special geographical location,rugged topography and abundant hydrauli
7、c power resources Several major projects were planned and constructed insoutheast Tibet Affected by internal and external dynamic geological factors such as tectonic uplift,seismic activi-ties,marine glaciers,stereoscopic climate and engineering construction activities,long-runout landslides with hi
8、gh-altitude occurred in this region intensively Such geological disasters seriously threaten the safety and operation ofmajor projects Due to characteristics of high abruptness,large impact force and wide scope of disaster,it is diffi-cult to explain the initiation mechanism,reveal the landslide dyn
9、amics and predict the landslide movement It isnecessary to break through the important scientific problems These problems include(1)the characteristics of dis-aster-inducing environment,(2)the landslide distribution discipline in southeast Tibet,(3)the initiation mecha-nism of brittle rock with high
10、-altitude,(4)the mechanism of motion style transformation and(5)the mechanism oflandslide mass fluidization It is urgent to establish the dynamics of long-runout landslides with high-altitude,whichcan provide a theoretical basis for geological disaster risk prevention and guide the planning and cons
11、truction of ma-jor projects Advancing relevant research is of great practical significance to the sustainable development of south-east TibetKey wordsSoutheast Tibet;Long-runout landslides with high-altitude;Landslide dynamics;Geological disaster;Scientific problem0引言藏东南地区是指喜马拉雅俯冲构造带形成的“东构造结”及受其影响的邻
12、近区域,西起拉萨、东至成都、南靠丽江、北临玉树,是我国能源、交通、政治、经济等诸多方面的战略要地,也是全球范围内地形地貌最为复杂、地质环境最为脆弱、内外动力最为活跃的地区(王培清等,2013;谢金明等,2022)。藏东南地区多发的高位远程滑坡灾害表现出发育位置高、隐蔽性强、冲击力大、波及范围广、致灾频率高等特征(鲁建莹等,2021;王玉峰等,2021;余国安等,2022),对我国“面向服务国家重大战略,实施雅鲁藏布江下游水电开发等重大工程”、“加快西南水电基地建设”等“十四五”战略目标构成重大威胁。高位远程滑坡是指物源区海拔高(2000 m)或运动高差大(500 m),滑坡体一定程度向流态转化
13、实现远程运动(堆积视摩擦角岩土体内摩擦角)的重大地质灾害类型。作为高速远程滑坡的特殊类型,高位远程滑坡具有极强的破坏能力。例如 2000年发生的易贡滑坡,源区海拔高于 5 km,落差达3.2 km,运动距离 9.5 km。由于滑体冲击加载和铲刮裹挟效应,滑坡体体积最终达到 3 亿余方,冲毁下游川藏公路及桥梁,导致上万人受灾(Yin et al,2012)。再如川西毛垭坝乱石包滑坡,源区海拔4.9 km,落差 0.8 km,运动距离 3.8 km。源区崩滑岩体体积达 4 千万方,运动后滑体体积增加到 7 千万方,铲刮裹挟效应导致滑坡体积成倍增长,致使该区域工程规划曾多次调整(郭长宝等,2016)
14、。高位远程滑坡灾害的动力学机制既是制约藏东南地区重大工程建设的工程地质难题,也是世界范围内地质灾害防灾减灾领域研究的重点科学问题。本文基于藏东南复杂的孕灾环境,指出现阶段高位远程滑坡研究所面临的主要科学问题,并阐述完善滑坡动力学理论的研究难点与方向。1藏东南高位远程滑坡孕灾环境藏东南地区是世界范围内板块构造活动最剧烈、地质情况最复杂的地区。区域内地块严重变形、山川流域众多、缝合带断层密布、地震活动集中、高原山地气候突出等诸多特殊的地质、水文、气候格局集于一体(图 1),使藏东南地区的工程活动开展面临巨大挑战(邓建辉等,2019)。1.1构造背景十分复杂受印度板块向欧亚板块下方俯冲的影响,藏东南
15、地区强烈隆升,使得当地地形陡峻、沟谷密布(陈文等,2006)。由于青藏高原周边扬子克拉通、华北克拉通、塔里木稳定地块以及印度克拉通的存在(Zheng et al,2013),青藏高原区域的俯冲带上部物质受到强烈构造应力作用。复杂的大区域构造背景,使得由新元古代以来松潘甘孜地块、羌塘地块、拉萨地块和喜马拉雅造山带等组成的青藏高原基本格架(许志琴等,2011)存在向东挤出的水平运动(张东宁等,1994;Zheng et al,2017),同时高原主体还在向东南方向运动(图 2)。这种运动趋势为高原北部和东南部缝合带、走滑断层的发育创造了条件。根据东构造结大拐弯处缝合带/断层表现出的东侧左旋和西侧右
16、旋特征,可以推测喜马拉雅地体插入拉萨地块下部,经过复杂的地质演化形成的高级变质杂岩体(许志琴等,2008;董汉文,2022),演变成为东喜马拉雅构造结。东构造结被东西向的雅鲁藏布江缝合带切割为两部分,分别是拉萨地块和南迦巴瓦地块(Ding et al,2001)。构造结附近地体、地形、地貌、水文分布等受构造应力影响严重扭曲。原本属于高原的地块缝合带则由于强烈的构造应力而围绕东构造结呈弧形分布。藏东南地区由于板块俯冲形成的喜马拉雅东构造结和多个地块间的极端接触,孕育了多条弧形缝2381Journal of Engineering Geology工程地质学报2022图 1藏东南高位远程滑坡研究区域(地震数据来源于王继,2021;断层数据来源于中国地震局地质研究所)Fig 1esearch area of long-runout landslides with high-altitude in Southeast Tibet(Seismic data get from Wang,2021;fault data get from Institute of Geology,China Earth