青藏高原高速遠程滑坡致災機理研究新進展
青藏高原是世界屋脊、亞洲水塔及地球第三極,研究青藏高原地質災害動力學機理,揭示構造活動與氣候變化相互作用背景下青藏高原地質災害與環境效應,是國際地球科學領域的研究熱點和前沿科學問題。20世紀以來,伴隨著全球氣候變暖、冰川退縮作用,青藏高原地區高速遠程滑坡的發育頻度逐漸增加。現有的研究表明,全球板塊邊界匯聚造山帶中巨型高速遠程滑坡的發育分布規律與區域構造活動、氣候變化密切相關,是二者相互作用的指示器。因此青藏高原高速遠程滑坡災害的調查研究,對揭示高原地區構造、環境與氣候演化歷史,評估高原未來不同時間尺度地貌演化過程具有重要意義。
近期,第二次青藏科考“地質環境與災害”任務“凍土凍融災害及重大凍土工程病害”專題研究團隊,針對青藏高原典型高速遠程滑坡案例的孕災背景、災害過程和災害體動力破碎現象進行了深入的調查研究,運用衛星遙感影像、無人機測繪、現場調查與取樣分析等空-天-地一體化技術,定量測量和分析了高原典型高速遠程滑坡(易貢滑坡、亂石包滑坡、尼續村滑坡、塔合曼滑坡等)的源區巖體結構與堆積體碎裂結構特征。在此基礎上,通過滑坡碎屑化過程大型物理模型實驗,分析了不同源區巖體結構背景下滑坡的碎屑化運動機理。取得的主要進展如下:(1)高速遠程滑坡的碎屑化過程受源區巖體結構的控制作用,并與運動路徑的起伏程度密切相關;(2)源區巖體結構特征不僅控制滑坡的碎屑化程度,且影響滑體前緣的運動距離,而滑體重心位置的運動距離主要受滑體破碎程度控制;(3)發現了實驗室尺度下滑坡碎屑化運動形成的Φeq(Equivalent friction coefficient)與Φap(Apparent friction coefficient)的負相關關系,由此可以說明:滑坡的動力破碎過程顯著抑制了其整體的運動性,然而動力破碎這一力學過程可以有效促進滑體前緣的運動,并認為這一現象是塊體破碎的彈性應變能釋放效應;(4)建立了基于動力破碎過程的崩滑碎屑流運動距離預測數學模型,即“新型破碎-擴散模型”,對于潛在崩滑災害的危害范圍預測提供了依據。成果發表在《Journal of Geophysical Research-Solid Earth》。
