摘要:危巖的形成、失穩(wěn)崩塌與運(yùn)動(dòng)是三峽庫(kù)區(qū)邊坡動(dòng)力演化過(guò)程的主要形式之一,陡崖逆向臺(tái)階狀地貌形跡是危巖階段性演化的宏觀表象;趯(duì)庫(kù)區(qū)內(nèi)近萬(wàn)個(gè)危巖的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查并結(jié)合地貌分析原理,發(fā)現(xiàn)了三峽庫(kù)區(qū)危巖鏈?zhǔn)揭?guī)律,包括危巖從坡腳向坡頂逐漸崩落的微觀鏈和從臨空面向山體內(nèi)部后退的宏觀鏈;危巖鏈?zhǔn)揭?guī)律可分為僅有一個(gè)宏觀鏈簡(jiǎn)單模式和多個(gè)宏觀鏈同時(shí)發(fā)育的復(fù)合嵌套模式;陡崖坡腳巖腔的形成過(guò)程及其卸荷效應(yīng)是三峽庫(kù)區(qū)危巖鏈?zhǔn)揭?guī)律的孕育源。
關(guān) 鍵 詞:地貌學(xué);鏈?zhǔn)揭?guī)律;演化;危巖;三峽庫(kù)區(qū)。
中圖分類(lèi)號(hào):P694,P642.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
危巖是指位于陡崖或陡坡上被巖體結(jié)構(gòu)面切割且穩(wěn)定性較差的巖石塊體[1],其形成、失穩(wěn)與運(yùn)動(dòng)屬于邊坡地貌動(dòng)力過(guò)程演化的主要形式之一[2]。危巖是山丘地區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型及災(zāi)害性地貌過(guò)程,僅在中國(guó)長(zhǎng)江三峽工程庫(kù)區(qū)便有5萬(wàn)多個(gè)危巖,單個(gè)體積可及8000 m3,威脅著80多萬(wàn)人和數(shù)百億元生命和財(cái)產(chǎn)安全。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)及工程界對(duì)危巖這種地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型科學(xué)內(nèi)涵的界定存在一定差異,主要有三種,即“崩塌(avalanche)”[3-9]、“落石(rockfall)”[10,11]和“危巖(perilous rock)”[1][12-16]。從危巖發(fā)育機(jī)理和失穩(wěn)模式來(lái)看,這些術(shù)語(yǔ)都具有一定的相似性,強(qiáng)調(diào)了同一個(gè)問(wèn)題的不同側(cè)面,即“崩塌”是指危巖崩落瞬間的動(dòng)力行為,“落石”是指危巖崩落后的堆積體態(tài),而“危巖”則涵蓋了危巖體形成、破壞、失穩(wěn)和運(yùn)動(dòng)全過(guò)程力學(xué)行為[13]。邊坡演化一直是地貌學(xué)研究的核心內(nèi)容之一。20世紀(jì)早期,W M Davis(1909) 、W Peng(1924)、Von Engeln(1948)和L C King(1950)均提出了坡地發(fā)育演化模式[2],Richard J C(1984) 認(rèn)為濕潤(rùn)地區(qū)風(fēng)化作用有利于坡地傾角的逐漸變緩,而干旱地區(qū)由于頂蓋巖層的作用而使坡地保持平行后退[2]。國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界對(duì)于地表過(guò)程的研究側(cè)重在沉積作用階段,如韓智勇等在進(jìn)行三峽庫(kù)區(qū)坡地地貌過(guò)程研究中偏重坡體前部第四紀(jì)沉積物研究[17],楊達(dá)源等則從山體峰頂面出發(fā)分析三峽庫(kù)區(qū)地貌演化問(wèn)題[14,15]。前述研究對(duì)于分析區(qū)域水土流失是較合理的,而對(duì)于三峽庫(kù)區(qū)沿江兩岸巨厚層第四紀(jì)崩積物形成的動(dòng)力機(jī)理研究,更應(yīng)重視陡崖(含陡坡)的動(dòng)力演化過(guò)程研究。
2000年初,三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工作全面展開(kāi),陳洪凱等系統(tǒng)地進(jìn)行了三峽庫(kù)區(qū)的危巖研究[1][12,13][18-20],把三峽庫(kù)區(qū)的危巖分為單體危巖和群體危巖兩大類(lèi),并將單體危巖分為壓剪滑動(dòng)型危巖、拉剪傾倒型危巖、拉裂墜落型危巖和拉裂-壓剪墜落型危巖,將群體危巖分為底部誘發(fā)破壞型危巖和頂部誘發(fā)破壞型危巖[12] ;撰寫(xiě)了危巖防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范[16],用于工程實(shí)踐,取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。由于在三峽庫(kù)區(qū)拉裂墜落型危巖和拉裂-壓剪墜落型危巖占70%左右,因此系統(tǒng)實(shí)施這兩類(lèi)墜落型危巖研究,對(duì)于揭示三峽庫(kù)區(qū)危巖發(fā)育規(guī)律、探索邊坡演化動(dòng)力學(xué)具有代表性。迄今,通過(guò)對(duì)三峽庫(kù)區(qū)近萬(wàn)個(gè)危巖的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和觀測(cè),發(fā)現(xiàn)了危巖鏈?zhǔn)揭?guī)律,為優(yōu)先采用支撐、支撐-錨固聯(lián)合等防治技術(shù)[16]以及探索萬(wàn)州、云陽(yáng)、奉節(jié)、巫山等長(zhǎng)江兩岸大量崩積物的動(dòng)力形成機(jī)制[17]找到了理論依據(jù)。本文基于地貌學(xué)原理揭示了三峽庫(kù)區(qū)危巖鏈?zhǔn)揭?guī)律,為進(jìn)一步實(shí)施危巖鏈?zhǔn)揭?guī)律力學(xué)過(guò)程研究奠定基礎(chǔ)。
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