地震是最为严重的自然灾害之一,可直接诱发山体边坡失稳,进而引发滑坡。仅在20世纪,地震滑坡就造成了数万人丧生和几十亿美元亏损。为减轻地震灾害对社会经济的影响,对地震诱发滑坡的机制研究显得至关重要。接下来,我们一起走进本期的“虹”学讲堂,了解地震诱发滑坡的液化机制吧!
前情回顾
3月29日晚,由研究生院/研究生工作部主办、地质工程与测绘学院承办、校研究生科学技术协会协办的“虹”学讲堂第354讲以线上讲座形式顺利举办。日本工程院外籍院士汪发武作了题为“地震诱发高速远程滑坡的三种液化机制”的报告,地质工程与测绘学院李萍教授主持了此次讲座,相关学院共300余名师生参加讲座。
汪发武院士作报告
本次报告主要有以下三部分内容:
(1)泸谷流动性滑坡的发生及运动机制
(2)仁川滑坡起动/运动机制
(3)胆振滑坡类型
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泸谷流动性滑坡的发生及运动机制
以2018年岛根县西部地震诱发的滑坡为例,汪发武院士讲解了泸谷流动性滑坡的发生及运动机制,并得出以下结论:①在坡顶修建沉砂池以后,即使是较平缓的边坡,长期的渗流作用也会侵蚀坡体内部小颗粒,造成坡体结构疏松;②沉砂池的定水头会使坡体长期保持饱水状态;③坡体最终会变成饱水疏松结构;④在地震作用下,由于液化现象发生,滑坡呈现流动化状态。
汪发武院士讲解了2003年宫城县三陆南部地震(M7.0)诱发的筑馆滑坡,得出以下结论:①由于冲沟富水,回填土结构疏松,地震作用下发生液化,滑坡发生长距离运动,穿过民宅,越过道路,高速滑行到水田中;②滑坡表面树木分散,保持直立,并伴随大量地下水涌出。
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仁川滑坡起动/运动机制
汪发武院士提到地震波的三分量可以转换为滑动面上的正应力和剪应力,通过图画形式模拟了地震载荷作用下仁川滑坡的试验应力路径,总结了仁川滑坡的滑坡起动和运动机制。
起动机制:地震动足够强烈,能让边坡产生破坏。运动机制:有效应力路径先到达破坏线,然后沿着破坏线向下移动,随着颗粒破碎产生的超孔隙水压力不断积累,呈现出典型的滑动面液化应力路径。
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胆振滑坡类型
胆振东部诱发的滑坡主要可分为整体性浅层滑坡和沟谷汇集扰动性泥流两种类型。通过分析樱岗滑坡这一实例,汪发武院士得出以下结论:①Ta-d VH2层与降雨量变动无关,具有极高的体积含水量(> 90%);②沸石使得风化火山灰在地下水位以上也能保持高饱和度和疏松结构,在地震动时产生液化;③此类液化与传统的液化现象不同,能够在地下水位以上产生。
讲座现场
最后,汪发武院士总结了三种类型滑坡的解决措施。针对泸谷滑坡类型,即便以环保为目的,也必须考虑地震时边坡稳定性;针对仁川滑坡类型,必须保持坡体内部干燥,否则需采取加固措施;针对胆振滑坡类型,由于排水措施无效,除土可能是最有效措施。