登高望远分享 http://blog.sciencenet.cn/u/qsqhopeiggcas 天马行空,寻求真谛

博文

豫西典型滑坡科考总结 精选

已有 9904 次阅读 2022-8-27 12:17 |个人分类:热点关注|系统分类:科研笔记

该文是我的两位博士生许超和崔远所写,反映了他们科考滑坡的见闻、认识和感悟。鉴于该文对相关人士或有所裨益,故通过我的博客发表。

一、科考目的

河南省西部(豫西),尤其是黄河两岸,是滑坡、崩塌等地质灾害的频发区,加之受2021年河南郑州“7·20”特大暴雨灾害的影响,区内多处斜坡产生明显变形;一旦斜坡失稳,将严重威胁黄河流域生态和两岸居民生命财产安全。为进一步了解豫西不同类型滑坡(包括潜在滑坡)的演化过程、失稳机制与稳定性现状,在国家自然科学基金重大项目(42090052)的资助下,中国科学院地质与地球物理研究所秦四清团队联合华北水利水电大学董金玉团队和姜彤团队,于2022818日至821日综合考察了豫西典型滑坡。

二、科考线路与考察点

在前期调研的基础上,我们确定了3个野外考察点,其中考察点1位于济源市小浪底库区,主要考察对象为东苗家滑坡;考察点2位于三门峡市渑池县,主要考察对象为槐扒滑坡;考察点3位于三门峡市灵宝市,主要考察对象为风脉寺滑坡、麦尖窝潜在滑坡和玉洼滑坡。在敲定考察对象后,我们制定了详细的野外科考线路(1)。前期工作(如地质三件套、无人机、采样工具、随身装备等)准备就绪后,秦老师和薛师兄乘坐高铁来到郑州,与其他科考成员汇合,然后开启了这次豫西滑坡科考之行。


  1 豫西滑坡野外科考线路和考察点分布图

本次科考的主要任务是调研区内5个典型滑坡的地质条件、坡体变形破坏特征、滑带特征等,用无人机航拍滑坡全貌,构建三维滑坡模型。为更加高效的开展上述研究工作,我们兵分两路,一路负责无人机航拍,以获取高精度DEM数据和机载LiDAR数据(无人机小分队);另一路则负责全面踏勘滑坡体(勘察小分队)。在此次滑坡考察过程中,我们采用由面及点的工作方法,即首先结合卫星影像图、工程地质平面图等,初步了解滑坡体的整体形貌特征、变形特征等,然后采用从滑坡边界的一侧到另一侧,从下到上的路线详细踏勘滑坡,重点关注滑坡边界、变形特征、滑带分布、是否存在锁固段等。

考察点1:东苗家滑坡

豫西滑坡科考首站是东苗家滑坡,其位于小浪底水库大坝下游约2 km的黄河右岸。滑坡整体呈舌形,东西向平均宽约350 m,南北向平均长约400 m,滑坡体平均厚度约35 m,总体积约500m32a)。滑体上部为第四系松散堆积物,下部为三叠系强风化紫红色砂岩,滑体被4号公路分割成上下两部分。

2022818日上午,我们首先对东苗家滑坡中下部进行了考察,考察线路为沿着黄河岸堤由滑坡右边界到滑坡左边界,再由坡体下部到中上部。在坡体下部,清晰可见残留的滑坡右侧壁(2b)。2021年河南郑州“7·20”特大暴雨灾害所引发的坡体局部变形与垮塌,现均已被加固治理,坡体原有的变形痕迹已经被现场施工严重破坏,但是开挖形成的剖面却较好地揭露了滑体的主要成分——碎石土(2c),初步估测碎石含量在60%以上。此外,在坡体中部揭露的剖面中可以看到黄土地层中夹杂着大量的钙质结核(2d)。

我们一路边走边看边记录,每到一处变形点,秦老师都会向我们讲解如何通过变形破坏特征分析滑坡的演化过程,经过一番讲解,瞬间让错综复杂的地质现象变得条理清晰起来,令人记忆深刻。不知不觉中已到晌午,我们顺利完成了对滑坡体中下部的考察;在简易午餐与短暂停歇后,我们冒着酷暑继续向着滑坡体上部进发。相对于坡体中下部,坡体上部较好的保留着滑坡体的变形痕迹,途中我们看到了大规模发育的横向裂缝,形成了多级滑坡平台和陡坎(2e)。滑坡后壁近似直立,下座超10 m2f)。滑坡左侧边界区域可见小路被明显错断(2g)。沿着4号公路下山过程中,在公路两侧发现大面积出露的基岩,为三叠系紫红色砂岩。2h记录了董老师在黄河堤坝上向我们讲解东苗家滑坡成因机制的瞬间,其深入浅出的分析让我们对东苗家滑坡有了更加清晰的认识。总体来讲,一天考察下来,两位老师的耐心指导和讲解让我们收获满满,虽然顶着烈日爬山很累,但获取知识的过程却很快乐。


2 东苗家滑坡现场考察

考察点2:槐扒滑坡

豫西滑坡科考第二站是槐扒滑坡,其位于黄河南岸渑池县境内,南北向长约495 m,东西向平均宽度约370 m,滑体平均厚度约20 m,总体积约400m3,主滑方向约324°,属大型滑坡(3a)。滑体为第四系坡崩积和冲积碎石土,基岩为互层的反倾砂岩和泥岩。

2022819日上午10时抵达槐扒滑坡现场后,勘察小分队在董老师的带领下考察了该滑坡,具体考察线路为从滑坡右边界出发,途经坡体中部剧烈变形区、滑坡左边界,抵达滑坡后壁。首先,我们沿着乡村小路来到了滑坡的右边界(3b),为一先剪后拉型陡坎,陡坎高5-8 m,上部崩坡积碎石土层杂乱无章,碎石含量不均,局部碎石含量高,夹杂滚石。此外,我们还发现了一个有趣的现象,滑坡的右边界也是柏树和灌木丛的分界线,董老师对此解释道:这主要是由于滑坡右边界两侧堆积层性质差异所导致的。到了滑坡体中部,山高林密,杂草丛生,已无小路可循,于是乎,我们手持铁锹开路,头顶烈日前行,一路上观察到各种错综复杂的拉张裂缝(3c),经测量,裂缝走向为18°-106°,裂缝宽度为0.5-5.0 m,多为垂直于主滑方向的横向拉张裂缝。历经几个小时的开路前行后,抵达了滑坡左边界(3d),其为一高约15-20 m的陡坎,崩坡积、残坡积碎石土等滑体成分大面积出露,经判断十分适合用于室内物理力学参数的测试。鉴于此,我们采了一些原状土带回(3e)。在取样期间,董老师不仅根据一路观察到的滑坡变形迹象,向我们复盘了槐扒滑坡的演化过程,而且亲自示范现场原状土的取样方法和技巧,并生动讲解了室内实验如何制样、如何测试相关物理力学参数等,让我们获益匪浅。滑坡后壁为一光滑的岩土分界面,但由于陡坎和荆棘密布,几经尝试,始终无法到达滑坡后壁,无奈只能遗憾而归,回到出发点时已是下午17时。与此同时,无人机小分队在辗转多地后也于今日完成了对五个滑坡的航拍作业(3f),与我们勘察小分队在灵宝市汉庭快捷酒店成功会师。回想这一天连续七个小时的野外作业,深刻体会到一线地质工作者的不易,无不对他(她)们表示由衷的敬佩,同时也为我们每一位成员那种“不畏险阻、不轻言放弃”的定力深感自豪。


3 槐扒滑坡现场考察

考察点3:风脉寺滑坡、麦尖窝滑坡和玉洼滑坡

豫西滑坡科考第三站是风脉寺滑坡、麦尖窝滑坡和玉洼滑坡,这三个滑坡均位于黄河南岸灵宝市境内(4a)。风脉寺滑坡位于浑水河右岸,其周界明显,呈上窄下宽“圈椅”状分布,滑坡长约890 m,宽约1120 m,滑体平均厚度约40 m,总体积约2973m3,主滑方向约22°,为特大型土质滑坡。滑体为第四系松散堆积物,基岩为互层的反倾泥岩和粉砂岩。麦尖窝滑坡是风脉寺滑坡上发育的一个中型潜在滑坡,平面形态为上宽下窄,呈束口形状,前缘束口处宽约40 m,后缘宽约120 m,滑体最大厚度约30 m,主滑方向约23°,滑体为第四系坡崩积物,滑体中后部发生过明显的滑动,但受前缘束口地形约束,尚未整体失稳。玉洼滑坡位于浑水河左岸,呈纵长式“圈椅”状,滑坡长约1100 m,宽约460 m,滑体平均厚度约30 m,总体积约1500m3,主滑方向约220°,为特大型土质滑坡,滑体为黄土夹古土壤,基岩为互层的顺倾泥岩和粉砂岩。

2022820-821日,我们依次对风脉寺滑坡、玉洼滑坡和麦尖窝滑坡进行了考察。据当地滑坡群测群防负责人介绍,风脉寺滑坡为一古滑坡,后期发生过多次小规模滑动,存在滑坡复活的可能,但坡体表面变形由于农田耕种等原因已无迹可寻。我们复核滑坡后壁及左右边界后,结合工程地质平面和剖面图以及老乡的描述,讨论了滑坡的物质结构特征、演化过程与失稳机制(4b)。在考察玉洼滑坡期间,我们有幸看到了留在原地的钻孔岩芯,秦老师和董老师兴致勃勃的给我们来了一场生动的野外教学(4c),从简单的岩芯编录到滑带深度的确定,言简意赅,让我们由衷地佩服两位老师扎实的理论功底和丰富的野外工作经验。此外,沿途可清晰地观测到近于直立的滑坡左右侧壁(4d4e),实属壮观。

在行至中途之际,遇到一位老乡告知:“前面没路了,是陡崖,不要再往前了。”然而,为全面考察麦尖窝滑坡,我们决定再次兵分两路,一路由秦老师带队原路返回至出发点,对麦尖窝滑坡中上部物质结构成分进行调研,另一路则由薛师兄和我们继续向前“探险”至沟谷底部,考察麦尖窝滑坡地形地貌特征,力争实现考察线路的“闭环”。我们“探险”小队一开始路途非常通畅,且视角俱佳,滑坡全貌一览无余,清晰可见沿滑动方向的滑道收窄(4f)。然而继续前行不久后,周围全是陡崖,顿时进入进退两难的困境,就在犹豫不决时,一放牛老乡出现在对岸山坡,于是乎,我们高喊“老乡,有路没,能下否?”老乡答曰:“有一放牛小路,可以下。” 说罢,我们便开始继续探路,不久便找到了那条放牛的小路,小路在陡坡之上,坡面荆棘遍布、杂草丛生,仅有些许隐约可见的牛蹄印(4g)。我们一行4人相互打气加油,成间隔梯队缓缓沿着牛蹄印自上而下。一路上可谓是:山重水复疑无路,柳暗花明又一村!同时,秦老师所带领的大部队也在坡体中下部(滑道收窄位置)发现了大量的碎石土堆积(4h),为判断支撑拱型锁固段的存在提供了另一主要依据。

次日上午,我们再次冒着酷暑踏勘了麦尖窝滑坡的左右两侧边界,并在坡体不同部位取样,准备用于室内物理力学实验。考虑到三门峡市疫情防控形势的严峻性,秦老师和薛师兄下午乘坐高铁直接返回北京,其余队员则载着累累硕果返回郑州,就此,为期4天的豫西滑坡科考圆满结束。


4 风脉寺滑坡、麦尖窝潜在滑坡和玉洼滑坡现场考察

三、科考新发现

经初步踏勘,我们发现麦尖窝滑坡具有如下特征:1)滑道在坡体下部收窄且滑床相对平缓;2)滑道收窄处有大量碎石土堆积,含石量高且棱角分明,粒径大小不一。这种独特的坡体结构特征和物质成分组成,非常有利于支撑拱(锁固段)的形成。接下来,我们计划对不同部位堆积体的含石量、物理力学参数、位移监测数据等进行分析,对坡体进行物探以揭示其内部结构,证实支撑拱的存在。该滑坡有望成为秦老师团队发现的又一个支撑拱锁固型滑坡,这可为滑坡锁固段理论提供案例。

四、致谢与感悟

1)豫西之行,感谢董老师、姜老师及其门下多位博士生的帮助;大家团结一心,方能满载而归。

2)实践之旅不仅能够强化课本理论知识,提高思考深度和广度,更能检验解决问题的思路是否正确;由此知悉:闭门造车不可取,理论联系实践是王道。

3)科研如登山,哪怕曲折泥泞、征途漫漫,但只要静下心思考、沉住气学习、夯实专业知识、拓宽思考维度,遵循“实验基于原型、真知源于实践”的道理,方能解开谜团。

最后,用一首打油诗和一张科考团队大合影(图5),纪念此次豫西滑坡科考之行。

豫西行

十人成团访豫西,

四天三晚勘五坡,

高温险阻浑不怕,

累累硕果载回家。

5 豫西滑坡科考团队合影

第一排(由左至右):董金玉  秦四清      赵亚文    

第二排(由左至右):李龙飞              杨兴隆



https://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1352848.html

上一篇:冷眼看旱震关系
下一篇:如何避免证实偏差?
收藏 IP: 59.109.146.*| 热度|

16 崔远 许超 翟梦阳 杨正瓴 许培扬 郑强 史晓雷 吴远昆 步丰畅 陆仲绩 晏成和 苏德辰 郑永军 李学宽 徐长庆 夏向阳

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (5 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-4-25 05:35

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部