摘要:危岩的形成、失稳崩塌与运动是三峡库区边坡动力演化过程的主要形式之一,陡崖逆向台阶状地貌形迹是危岩阶段性演化的宏观表象。基于对库区内近万个危岩的现场调查并结合地貌分析原理,发现了三峡库区危岩链式规律,包括危岩从坡脚向坡顶逐渐崩落的微观链和从临空面向山体内部后退的宏观链;危岩链式规律可分为仅有一个宏观链简单模式和多个宏观链同时发育的复合嵌套模式;陡崖坡脚岩腔的形成过程及其卸荷效应是三峡库区危岩链式规律的孕育源。
关 键 词:地貌学;链式规律;演化;危岩;三峡库区。
中图分类号:P694,P642.21 文献标识码:A
危岩是指位于陡崖或陡坡上被岩体结构面切割且稳定性较差的岩石块体[1],其形成、失稳与运动属于边坡地貌动力过程演化的主要形式之一[2]。危岩是山丘地区主要地质灾害类型及灾害性地貌过程,仅在中国长江三峡工程库区便有5万多个危岩,单个体积可及8000 m3,威胁着80多万人和数百亿元生命和财产安全。目前,国内外学术及工程界对危岩这种地质灾害类型科学内涵的界定存在一定差异,主要有三种,即“崩塌(avalanche)”[3-9]、“落石(rockfall)”[10,11]和“危岩(perilous rock)”[1][12-16]。从危岩发育机理和失稳模式来看,这些术语都具有一定的相似性,强调了同一个问题的不同侧面,即“崩塌”是指危岩崩落瞬间的动力行为,“落石”是指危岩崩落后的堆积体态,而“危岩”则涵盖了危岩体形成、破坏、失稳和运动全过程力学行为[13]。边坡演化一直是地貌学研究的核心内容之一。20世纪早期,W M Davis(1909) 、W Peng(1924)、Von Engeln(1948)和L C King(1950)均提出了坡地发育演化模式[2],Richard J C(1984) 认为湿润地区风化作用有利于坡地倾角的逐渐变缓,而干旱地区由于顶盖岩层的作用而使坡地保持平行后退[2]。国内学术界对于地表过程的研究侧重在沉积作用阶段,如韩智勇等在进行三峡库区坡地地貌过程研究中偏重坡体前部第四纪沉积物研究[17],杨达源等则从山体峰顶面出发分析三峡库区地貌演化问题[14,15]。前述研究对于分析区域水土流失是较合理的,而对于三峡库区沿江两岸巨厚层第四纪崩积物形成的动力机理研究,更应重视陡崖(含陡坡)的动力演化过程研究。
2000年初,三峡库区地质灾害防治工作全面展开,陈洪凯等系统地进行了三峡库区的危岩研究[1][12,13][18-20],把三峡库区的危岩分为单体危岩和群体危岩两大类,并将单体危岩分为压剪滑动型危岩、拉剪倾倒型危岩、拉裂坠落型危岩和拉裂-压剪坠落型危岩,将群体危岩分为底部诱发破坏型危岩和顶部诱发破坏型危岩[12] ;撰写了危岩防治工程设计规范[16],用于工程实践,取得了显著的社会效益和经济效益。由于在三峡库区拉裂坠落型危岩和拉裂-压剪坠落型危岩占70%左右,因此系统实施这两类坠落型危岩研究,对于揭示三峡库区危岩发育规律、探索边坡演化动力学具有代表性。迄今,通过对三峡库区近万个危岩的现场调查和观测,发现了危岩链式规律,为优先采用支撑、支撑-锚固联合等防治技术[16]以及探索万州、云阳、奉节、巫山等长江两岸大量崩积物的动力形成机制[17]找到了理论依据。本文基于地貌学原理揭示了三峡库区危岩链式规律,为进一步实施危岩链式规律力学过程研究奠定基础。
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