内外动力作用对四川盆地红层近水平岩层滑坡形成与演化的影响研究

发布时间：2020-05-10 17:17

【摘要】：在四川盆地广泛分布由侏罗系和白垩系砂、泥岩互层组成的红层,其岩层产状和斜坡坡面近水平(一般0o-20o),从力学上讲稳定性应该很好,但却在强降雨条件下很容易发生群发性滑坡,甚至产生大规模岩质滑坡,此类滑坡具有隐蔽性和突发性,防范难度较大,值得深入研究。本文以四川盆地内外动力作用为主要切入点,首先通过对大量资料的分析研究得出四川盆地各构造区的主要构造形迹和构造应力演化史以及四川盆地外动力作用类型与特征,将四川盆地划定为6个不同构造区域,系统地研究了各区域内、外动力对近水平岩层滑坡形成与发展演化的影响。通过本文研究主要取得以下成果:(1)根据四川盆地构造特征将四川盆地划分为6构造区,研究归纳出每个构造区构造特征及构造应力场演化过程。利用改进的A.E Scheidegger法反演得到四川盆地不同区域新构造主应力方向。通过分析整理大量的震源机制解、断层滑动、钻孔崩落、水压致裂、应力解除等数据,查明了现今四川盆地构造应力场特征。(2)分析研究了四川盆地不同地区外动力作用类型及特征,主要包括剥蚀作用、地表流水侵蚀切割作用、雨水-地下水的动力作用以及表生改造与时效变形。(3)分析研究了内外动力联合作用对近水平岩层滑坡形成与演化的影响:包括:(1)四川盆地不同地层及不同区域沉积建造与岩性组合特征及其对地形地貌的影响。(2)地质构造及不同类型的卸荷作用对斜坡岩体结构的改变。(3)四川盆地不同区域节理展布特征及在现今构造应力场作用下不同方位节理的力学性质和导水性。(4)通过分析岩性组合、岩层厚度和各类结构面组合关系得到8种近水平岩层斜坡结构类型,构建了近水平岩层斜坡地下水渗流的概念模型。(5)基于地下水泥化和软化效应研究,和基于内外动力联合作用机制的不同,提出3类滑带演化模式。(4)将四川盆地红层地区进行综合分区,研究了每个区的内、外动力特征及其对近水平岩层滑坡形成演化的影响,并对各不同区域内近水平岩层滑坡的形成条件与演化过程进行了归纳总结,得到不同分区的内、外动力联合作用的影响规律:(1) 先剪后张‖节理有利于近水平岩层滑坡的发育,这类节理最易发育在喜山期以来构造主应力方向发生明显偏转以及不同方向强烈构造挤压作用叠合或不同方向构造系交界和过渡的地区,其走向与现今构造主应力方向大致平行。(2)岩相交替部位、地层岩组的分界面附近是力学强度的薄弱部位,规模较大的近水平岩层滑坡的滑动面易在这些部位发育。(3)台状深丘及桌状中低山边缘斜坡卸荷裂隙发育,在具备坡体结构条件和空间条件的基础上易发育近水平岩层滑坡。相对而言,窄谷地貌比宽谷地貌出现概率更高。(4)川东地区大量近水平岩层滑坡主要发育在宽谷河谷区,其形成演化与历史强烈的构造挤压作用、间歇性地壳隆升和高幅剥蚀作用引起的垂向卸荷以及河谷下切释放残余应变能相关。在走向与构造挤压方向近于正交的河谷最易发育。(5)基于能量守恒原理推导出近水平岩层滑坡运动距离计算模型。研究表明,储水裂缝水头高度是近水平岩层滑坡能否启动的关键因素,滑坡启动后初始裂缝宽度b_0和水头高度h_0,也即储水量,是影响滑坡运动距离大小的主要因素。将理论计算公式应用于实际滑运动距离坡分析,其理论计算结果与实际运动距离误差较小,表明计算公式的具有良好的科学性和适用性。
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成都理工大学博士学位论文雨条件下很容易发生群发性滑坡，甚至产生大规模岩质滑坡，此类滑坡具有隐蔽性和突发性，防范难度加大，值得深入研究。作者通过地质灾害资料库筛查了 2009 年以前四川盆地红层区域内发生的近水平岩层滑坡。经过统计，其中疑似为近水平岩层滑坡的共有 271 处（不含重庆），如图 1-1 所示；同时通过大量搜集近水平岩层滑坡的相关文献、工程地质勘查、调查资料，获得 74 处近水平岩层滑坡的详细资料（图 1-1），列表如表 1-1 所示。由此可见这类滑坡不仅数量庞大而且分布范围广。

图 2-2-1 中国红层分布略图（据彭华，1995）表 2-2-1 四川红层岩组的主要分布地区以及所属地层统计。系 统 组 地层代号 分布地区白垩系上统三合组 K2s 分布在宜宾周边灌口组 K2g 分布于雅安至成都，以灌县、芦山宝盛、天全老场为中心。夹关组 K2j 分布于成都雅安一带下统窝头山组 K1w 分布在宜宾周边天马山组 K1t 分布于双流、金堂、简阳一带七曲寺组 K1q 分布于中江—罗江一带白龙组 K1b 分布于通江、巴中、梓撞、江油、三台、中江、东部巴中、通江、万源一带以砂岩为主，往西砂岩比例下降。苍溪组 K1c 主要分布于苍溪、巴中、通江、梓撞、江油、德阳、盐亭、三台、简阳、中江一带。厚度呈西南薄、东北厚的变化趋势。剑阁组 K1jg 主要分布与剑阁县附近汉阳铺组 K1h 该组主要分布于绵阳广元一带剑门关组 K1j 分布于龙门山山前带侏罗上统莲花口组 J3l 该组分布于广元一彭州一芦山一线以西的龙门山前缘。蓬莱镇组 J3p 简阳—蓬溪—平昌一带主要分布，盆缘有少量出露遂宁组 J3s 该组分布在二十多个区县，，其中以资阳、安岳、资中、内江、大足、潼南、遂宁、蓬溪、南充等县分布最广。沙溪庙组 J2s 该组大致分布在达州—重庆—泸州—自贡—威远一带新田沟组 J2x 该组在盆地东北缘通江一带以及川东地区出露
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P642.22


本文编号：2657632