吳瑋江，王國亞，張國信，馮樂濤，姚正學(xué)，宿 星

（甘肅省科學(xué)院地質(zhì)自然災(zāi)害防治研究所，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

流滑型黃土滑坡是黃土地區(qū)沿溝道或斜坡發(fā)生遠(yuǎn)程滑動(dòng)和形成長條狀堆積的特殊類型滑坡，一般具有明顯的滑源區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。流滑型黃土滑坡多為高速遠(yuǎn)程滑坡，發(fā)生過程猶如“蛟龍出溝”，常造成意想不到的嚴(yán)重災(zāi)害。如1978年7 月12 日，天水市麥積區(qū)劉家灣溝腦因暴雨誘發(fā)體積約2.50×106m3的黃土滑坡，前部滑體以平均6 m/s 的速度沿溝道滑動(dòng)1 550 m，壓埋溝口隴海鐵路150 m，中斷行車15 d[1]。2013年7 月21 日天水市馬跑泉鎮(zhèn)大溝發(fā)生體積約29.7×104m3的流滑型滑坡，滑距達(dá)850 m，摧毀9 戶村民137 間房屋及村委會(huì)[2-4]。

長期以來，高速遠(yuǎn)程滑坡運(yùn)動(dòng)機(jī)理一直是滑坡研究的熱點(diǎn)，學(xué)者們提出了眾多機(jī)理和假說。1932年HEIM[5]對瑞士Elm 滑坡研究后提出了顆粒流理論，并建立了高速遠(yuǎn)程滑坡運(yùn)動(dòng)的“雪橇”模型；KENT[6]對美國Madison峽谷滑坡研究后提出了空氣潤滑理論?；诓慌潘h(huán)剪試驗(yàn)，SASSA 等[7]提出了“滑動(dòng)面液化”的高速滑坡機(jī)制；汪發(fā)武[8]也提出了土顆粒破碎導(dǎo)致超孔隙水壓力的高速滑坡形成機(jī)制；HUTCHINSON 等[9]提出了流滑性滑坡的不排水荷載效應(yīng)；殷躍平[10]研究了汶川8 級地震觸發(fā)的高速遠(yuǎn)程滑坡滑動(dòng)中的拋擲、碰撞、鏟刮和氣墊效應(yīng)；劉傳正[11]分析了滑坡規(guī)模、不同巖性和狀態(tài)的滑道對高速遠(yuǎn)程滑坡的影響。胡廣韜等[12]按照滑坡啟動(dòng)加速度、滑速兩方面特征進(jìn)行了組合分類和研究。段釗等[13]對陜西涇陽南塬流滑型黃土滑坡的滑動(dòng)特征和液化機(jī)理進(jìn)行了研究，統(tǒng)計(jì)出其滑距為坡高的4倍，屬典型的高速遠(yuǎn)程滑坡。彭建兵等[2]、張帆宇等[3]、翟張輝等[4]對天水大溝滑坡泥石流的運(yùn)動(dòng)過程和速度進(jìn)行了模擬計(jì)算。王玉峰等[14]將目前的研究成果總結(jié)為摩擦生熱減阻、滑帶液化減阻、動(dòng)力破碎減阻、底部裹挾減阻、剪切振動(dòng)減阻和動(dòng)量傳遞減阻等六大滑動(dòng)機(jī)理類型。

2013年7 月22 日7 時(shí)45 分，甘肅發(fā)生岷縣漳縣Ms6.6 級地震。在距震中4 km 處的岷縣梅川鎮(zhèn)永光村觸發(fā)了2 處黃土滑坡，其中永光1#滑坡體積約23×104m3，造成12 人遇難?；虑昂缶壐卟?75 m，滑坡總長度1 030 m，二者之比值為0.17，小于0.33，屬遠(yuǎn)程滑坡。作為流滑型黃土滑坡研究的典型事例，許多學(xué)者開展了成因和滑動(dòng)特征的研究[15-17]。但在永光1#滑坡的滑動(dòng)過程、歷時(shí)長短和滑速快慢等方面有不同認(rèn)識(shí)。本文通過現(xiàn)場調(diào)查、影像對比和滑動(dòng)過程觀察資料的綜合分析，探討了其滑動(dòng)過程特征、不同部位的滑速及變化情況，并簡要分析了滑動(dòng)機(jī)理。以期為此類滑坡的進(jìn)一步研究和數(shù)值模擬提供參考。

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境概況

岷縣地處青藏高原東北邊緣階梯地形帶，是甘南高原、隴西黃土高原和隴南山地的過渡地帶，海拔2 040～3 872 m，切割深度500～1 000 m。南部為迭山山系，北部為西秦嶺山地，中部為相對低緩的洮河谷地。

本區(qū)屬西秦嶺構(gòu)造帶的北支西伸部分，地質(zhì)構(gòu)造總體展布方向?yàn)镹WW 向（圖1）。其中，臨潭—岷縣—宕昌活動(dòng)斷裂帶全新世以來活動(dòng)強(qiáng)烈，地震頻發(fā)。歷史上區(qū)內(nèi)曾發(fā)生過3 次Ms6.0 級以上強(qiáng)震[18]，2003年以來岷縣發(fā)生Ms5.0 級以上中強(qiáng)地震4 次。地震動(dòng)峰值加速度0.15g。

圖1 “7?22”岷縣漳縣地震烈度與構(gòu)造背景圖Fig.1 Seismic intensity and structural background map of the July 22 earthquake in Minxian-Zhangxian earthquake

岷縣地區(qū)高寒陰濕，年均降水量560.8 mm，年最大降水量709.3 mm，5—9 月降水量占全年的78%以上，隨海拔的升高降水量增加明顯。日最大降水量94 mm，1 h 最大降水量69.2 mm。

永光1#滑坡位于岷縣北部西秦嶺南麓黃土覆蓋的斜坡區(qū)，斜坡坡向南，平均坡度11.5°。斜坡上部為南北長700 m、東西寬約500 m 的緩坡，沖溝不甚發(fā)育，坡面較為完整；斜坡下部沖溝較發(fā)育，切割深度20～150 m，地形較為破碎。斜坡主要由上更新統(tǒng)馬蘭黃土和古近系泥巖組成，馬蘭黃土一般厚度5～20 m。黃土底部地下水較豐富，含水層厚度2～3 m，隔水層為泥巖[17]。永光1#滑坡位于黃土斜坡中下部近南北向小型沖溝的溝腦部位，坡腳曾有泉水分布。

2 滑坡特征

2.1 滑坡總體特征

永光1#滑坡位于岷縣梅川鎮(zhèn)永光村四社北部黃土斜坡的中下部。滑坡總面積4.2×104m2，平均厚度5 m，總體積23×104m3，滑體主要由馬蘭黃土組成，局部夾少量泥巖碎塊，為中型黃土滑坡?！??22”岷縣漳縣地震觸發(fā)其劇烈滑動(dòng)，大量堆積在下部平臺(tái)村莊區(qū)，破壞8 戶村民房屋，造成12 人死亡。前緣約6×104m3滑體滑入前部近南北向較寬緩的小型沖溝，再轉(zhuǎn)向進(jìn)入主溝道遠(yuǎn)程流滑并沿溝底不斷堆積，其前舌直達(dá)溝口鄉(xiāng)村公路小橋處。滑坡總長度1 030 m，滑坡后緣高程約2 702 m，滑舌處高程約2 527 m，前后緣高差175 m，滑坡前后緣高差與滑坡總長度之比（H/L）為0.17，小于0.33，屬遠(yuǎn)程滑坡。

永光1#滑坡平面形態(tài)復(fù)雜，總體呈不規(guī)則的“L 型”（圖2、圖3）。根據(jù)滑坡形態(tài)、堆積特征和滑動(dòng)環(huán)境，將滑坡分為滑源區(qū)—平臺(tái)堆積區(qū)和流通區(qū)—溝道堆積區(qū)兩大部分（圖4）。

圖3 永光滑坡平面圖Fig.3 Plan view of the Yongguang landslide

2.2 滑源區(qū)—平臺(tái)堆積區(qū)特征

滑源區(qū)—平臺(tái)堆積區(qū)為滑坡上部（圖5）。平面形態(tài)近似矩形，南北長290 m，東西寬75～110 m，面積約2.76×104m2，平均厚度6 m，堆積體積約17×104m3，主滑方向210°。

滑坡后緣高程2 702 m，剪出口高程約2 645 m，高差57 m，平均坡度13°。上部斜坡較陡，坡度18°左右；下部較緩，坡度約6°，為南北寬度約180 m 的平臺(tái)，是永光四社村民院落區(qū)。地震首先觸發(fā)上部黃土陡坡段失穩(wěn)滑動(dòng)，為永光1#滑坡的滑源區(qū)，主滑動(dòng)面位于飽和黃土與泥巖接觸面附近[17]?；略谇安枯^寬緩的平臺(tái)區(qū)大量堆積。由圖2 和圖3 可看出，滑動(dòng)過程中，滑坡向東側(cè)地形較低的村民院落區(qū)擴(kuò)散和堆積，形成長約150 m、寬20～40 m、高3～5 m 的鼓丘，展布方向與滑動(dòng)方向近于一致，壓埋了村莊?；挛鱾?cè)中前部為長約130 m、寬50 m、深3～5 m，向南部沖溝敞開的洼地，洼地內(nèi)橫向拉張裂縫發(fā)育。鼓丘與洼地之間因差異滑動(dòng)形成的剪切帶明顯。

前緣中下部有部分坡體保留了滑坡前的原地形，寬約15 m、高約12 m 的可見范圍土體結(jié)構(gòu)和地表植被完整，說明未發(fā)生滑動(dòng)。其頂部有6～8 m 厚的滑坡堆積，地面局部反翹。

永光1#滑坡后壁平面形態(tài)呈圈椅狀弧形，高10～15 m，坡度約55°，由馬蘭黃土組成，其上擦痕較為清晰。

另外，永光1#滑坡西北部還發(fā)生一處相對獨(dú)立的次級黃土滑坡。滑源區(qū)前部寬30 m，后部寬55 m，長60 m，面積2 800 m2，體積約1.2×104m3。寬20～30 m，長約190 m 的滑體呈長條狀疊加堆積在已滑的滑坡體上，滑動(dòng)方向由160°向南偏轉(zhuǎn)為210°。從滑坡疊加堆積次序分析，該次級黃土滑坡發(fā)生的時(shí)間稍晚。

由上可見，永光1#滑坡的滑源區(qū)—平臺(tái)堆積區(qū)滑坡堆積量較大，為該滑坡的主體部分，主滑面位于黃土、泥巖界面處，屬地震誘發(fā)的黃土—泥巖接觸面滑坡。此類滑坡在岷縣地區(qū)發(fā)育較廣泛。

2.3 流通區(qū)—溝道堆積區(qū)特征

為永光1#滑坡前緣滑體沿溝道發(fā)生特殊流滑型遠(yuǎn)程滑動(dòng)的部分，以南部正對的小型寬淺沖溝作為流通區(qū)，呈流滑狀向南滑動(dòng)，并轉(zhuǎn)向東南方向進(jìn)入狹窄的主溝道繼續(xù)發(fā)生遠(yuǎn)程流滑，沿主溝道不斷堆積形成長條狀滑體（圖6）。

圖6 流通區(qū)—溝道堆積區(qū)及堰塞湖Fig.6 The sliding body flowing along the channel and barrier lake

流通區(qū)溝道地形較寬緩順直，溝道坡度大。塑流狀滑體沿流通區(qū)快速向下游滑移，在流通區(qū)滑坡堆積物較少，厚度2 m 左右。

滑體主要沿主溝道堆積，長590 m，寬度10～35 m，面積1.5×104m2，平均厚度4 m，體積約6×104m3，占永光1#滑坡總體積的1/4。長寬比達(dá)24，呈典型的長條狀，平面形態(tài)及滑動(dòng)方向主要受溝道控制。主溝道平均坡度6.5°，最陡段9.3°，最緩段5.5°，在流通區(qū)與主溝交匯處、溝道較緩地段滑坡堆積厚度較大，最厚處6 m 左右?；虑吧辔挥谥鳒蠝峡谛蛱帲穸? m 左右，表面散布破壞民房的木材，小橋受滑坡推擠而拱起、開裂（圖7）。滑坡在主溝道滑動(dòng)過程中，未出現(xiàn)因刮鏟兩岸溝坡形成的滑塌和彎道外側(cè)的明顯超高。

圖7 滑坡前舌及擠壓變形的小橋Fig.7 Small bridge at the front lobe of the landslide with extrusion deformation

同時(shí)，在流通區(qū)與主溝匯合處有部分滑體向上游滑動(dòng)約40 m，堵塞溝道，形成小型堰塞湖。

3 滑坡滑動(dòng)特征

根據(jù)滑坡形態(tài)特征、滑坡前后遙感影像、地質(zhì)環(huán)境條件和觀察到的部分滑動(dòng)過程資料分析認(rèn)為：永光1#滑坡在滑源區(qū)—平臺(tái)堆積區(qū)和流通區(qū)—溝道堆積區(qū)經(jīng)歷了2 次加速—減速過程，滑動(dòng)過程復(fù)雜多變、特征差異明顯。

3.1 滑源區(qū)—平臺(tái)堆積區(qū)滑動(dòng)特征

在強(qiáng)烈地震、滑坡災(zāi)害疊加的情景下，永光1#滑坡最初的滑動(dòng)情況難以知曉。根據(jù)樹木、滑坡跡象調(diào)查對比分析，滑源區(qū)—平臺(tái)堆積區(qū)的滑距多為50～100 m，主滑方向210°?；潞蟛考皷|側(cè)滑距50 m 左右，滑速較低，東側(cè)形成鼓丘，壓埋村民院落。西側(cè)中前部滑動(dòng)相對強(qiáng)烈，最大滑距約130 m，估計(jì)最大滑速3～4 m/s，部分滑體滑入前部溝道，形成向南敞開的長條狀洼地。受強(qiáng)烈地震作用，永光1#滑坡失穩(wěn)后快速滑動(dòng)，但加速階段持續(xù)時(shí)間短；在孔隙水壓力作用下，后期減速階段滑速較低而持續(xù)時(shí)間較長。

在平臺(tái)南部與流通區(qū)上部銜接處中部有未滑動(dòng)坡體，頂部滑坡堆積較厚、地面反翹；前緣部分滑體從其東西兩側(cè)分兩股滑入流通區(qū)。據(jù)此分析認(rèn)為，滑坡前緣一帶的滑速較低且部分已發(fā)生制動(dòng)，部分滑體以很低速度持續(xù)滑入下部沖溝。否則，前緣中部臨空條件好、強(qiáng)度低的未滑動(dòng)土質(zhì)坡體很難抵抗上部快速滑坡的推力而保留下來，也將有更多滑體來不及制動(dòng)而滑入前部流通區(qū)。

3.2 流通區(qū)滑動(dòng)特征

為滑坡南部小型沖溝，高差40 m，水平長度約150 m，溝道坡度14.5°,相對較陡。沖溝呈上部寬淺、下部窄深的漏斗狀，方向195°。漏斗口正對滑坡前緣，成為永光1#滑坡前緣部分滑體進(jìn)入沖溝繼續(xù)滑動(dòng)的通道，是該滑坡滑動(dòng)的重要加速段?；w分兩股從未滑動(dòng)坡體兩側(cè)進(jìn)入流通區(qū)，以西側(cè)通道為主，又開始加速滑動(dòng)。到達(dá)溝底時(shí)部分滑體堆積，并在對岸斜坡區(qū)形成垂直高度約4 m 的逆沖超高（圖8—9）。

圖8 流通區(qū)下段與主溝道處滑坡堆積Fig.8 Landslide deposits in the lower section of the runout zone and the accumulation of sliding body in the main channel

圖9 流通區(qū)滑速計(jì)算剖面簡圖Fig.9 Simplified profile for calculating slide velocity in the runout zone

永光1#滑坡前緣部分滑體從流通區(qū)上部到對岸逆沖?；幍母卟瞀為34 m，水平滑距Lmax為190 m，根據(jù)常用的架空坡理論公式[5]：

得出流通區(qū)滑帶土的滑動(dòng)摩擦角φr為10.1°。

滑坡到達(dá)流通區(qū)底部時(shí)滑速最大。高差取38 m，滑距取180 m，按式（2）[19]求得最大滑速 ：

另外，滑體從流通區(qū)底部急劇轉(zhuǎn)彎75°進(jìn)入主溝道時(shí)，彎道外側(cè)超高（d）為4 m，轉(zhuǎn)彎半徑（r）為23 m，滑體寬度（b）為16 m。按照滑坡彎道處滑速計(jì)算式（3）[20]：

用以上兩種方法求得永光1#滑坡前緣部分到達(dá)流通區(qū)底部時(shí)的滑速為7.5～10.6 m/s。實(shí)際上，本滑坡為黏滯性較高的流滑型黃土滑坡，上述兩種方法計(jì)算的滑速均可能大于實(shí)際滑速。式(2)也未考慮滑動(dòng)過程中滑體變形等耗能，計(jì)算滑速更大。

由圖8 可知，滑體在流通區(qū)下部與主溝交匯處受到對面斜坡區(qū)的迎頭阻攔，發(fā)生逆沖爬高、大角度轉(zhuǎn)彎和部分滑體突然制動(dòng)堆積，滑坡運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了顯著變化。但爬高堆積物邊界較為規(guī)整，并未出現(xiàn)拋出、邊緣濺起散落等現(xiàn)象，與本文分析和計(jì)算結(jié)果基本相符。而文獻(xiàn)[15]認(rèn)為永光1#滑坡在流通區(qū)底部的滑速達(dá)25 m/s。

3.3 溝道堆積區(qū)滑動(dòng)特征

受地形條件控制，從流通區(qū)進(jìn)入主溝道的大部分滑體轉(zhuǎn)向75°，滑向下游主溝道。由于滑坡滑入主溝時(shí)的滑速較高，且大量堆積使溝道坡降加大，滑坡在主溝道中起初的滑速也較快，估計(jì)為4～5 m/s，否則在支溝與主溝交匯處將有更多的滑坡堆積?；卵刂鳒舷禄?00 m 后再轉(zhuǎn)向?yàn)?60°滑至溝口小橋處，滑速沿途逐漸減緩并堆積。

地震當(dāng)天幾位地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查的專業(yè)人員在趕往永光1#滑坡災(zāi)害點(diǎn)的途中，中午12 時(shí)觀察到滑坡前舌距小橋還有80 m 左右（圖7），下午3 時(shí)返回時(shí)滑坡前舌到達(dá)了小橋處。地震當(dāng)天航拍的圖2 中也顯示滑坡前舌還未到達(dá)小橋處。這為分析永光1#滑坡在主溝道中的滑動(dòng)狀態(tài)和過程提供了現(xiàn)場依據(jù)。從地震誘發(fā)滑坡發(fā)生到下午3 時(shí)，滑坡在主溝道的滑動(dòng)時(shí)間總體經(jīng)歷了約7 h，滑距590 m，平均滑速0.023 m/s。其中，前4 h的平均滑速為0.035 m/s，后3 h 的平均滑速為0.007 5m/s。可見，滑坡在主溝道中處于較為緩慢的流滑狀態(tài)。而文獻(xiàn)[15]模擬計(jì)算的永光1#滑坡的整體滑動(dòng)過程僅為120 s，平均滑速8.3 m/s，差異甚大。其原因可能與對永光1#滑坡的實(shí)際滑動(dòng)過程與特征調(diào)查分析不夠，以及模型計(jì)算參數(shù)取值有關(guān)。

綜合分析永光1#滑坡上述滑動(dòng)過程和滑速變化情況，建立滑動(dòng)過程的地質(zhì)概念模型（圖10），顯示出該滑坡經(jīng)歷了2 次加速—減速的滑動(dòng)過程。較客觀地反映了復(fù)雜的滑動(dòng)過程，為認(rèn)識(shí)永光1#滑坡的滑動(dòng)過程和機(jī)理，進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)值模擬提供了基礎(chǔ)資料。

圖10 永光1#滑坡滑速分析圖Fig.10 Analysis of the sliding speed of the Yongguang 1# landslide

4 遠(yuǎn)程滑動(dòng)機(jī)理分析

永光1#滑坡在前期降水入滲和地震的耦合作用下發(fā)生，其遠(yuǎn)程滑動(dòng)主要與地震、高含水率滑帶土孔隙水壓力升高、液化和特殊溝道地形有關(guān)。

4.1 強(qiáng)烈地震觸發(fā)滑坡快速失穩(wěn)滑動(dòng)

2013年岷縣降水量高于年平均值，其中7 月份高出當(dāng)月平均值100 mm（圖11）。降水增加坡體自重的同時(shí)，也有部分入滲補(bǔ)給地下水，對斜坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響[21]。

圖11 2013年岷縣降水量曲線Fig.11 The precipitation curve for Minxian County in 2013

永光1#滑坡距“7?22”岷縣漳縣Ms6.6 級地震震中僅4 km，地震場地效應(yīng)明顯。據(jù)甘肅省地震局王謙模擬[22]，該黃土斜坡地表加速度PGA 達(dá)0.291～0.355g。黃土孔隙發(fā)育且底部地下水較豐富，強(qiáng)烈地震使黃土結(jié)構(gòu)破壞并產(chǎn)生體積剪縮，產(chǎn)生孔隙水壓力，導(dǎo)致斜坡穩(wěn)定性急劇降低，發(fā)生失穩(wěn)滑動(dòng)。結(jié)合滑源區(qū)地質(zhì)條件進(jìn)行動(dòng)三軸試驗(yàn)，振動(dòng)作用下飽和滑體產(chǎn)生的動(dòng)孔隙水壓力情況如圖12[22]。動(dòng)應(yīng)力（σd）為20 kPa 時(shí)，最大動(dòng)孔隙水壓力比（Ud/σ0'）為0.53；動(dòng)應(yīng)力為 25 kPa 時(shí)，試樣破壞時(shí)動(dòng)孔隙水壓力比為0.60；動(dòng)應(yīng)力為30 kPa 時(shí)，試樣破壞時(shí)的動(dòng)孔隙水壓力比為0.41；動(dòng)應(yīng)力為35 kPa時(shí)，試樣破壞時(shí)的動(dòng)孔隙水壓力比僅為0.31。隨著循環(huán)振次的增長動(dòng)孔隙水壓力增長速率總體加快。

圖12 滑體土動(dòng)三軸試驗(yàn)曲線圖Fig.12 Dynamic triaxial test curve of the sliding soil

滑動(dòng)過程中飽和滑帶土孔隙水壓力進(jìn)一步升高或發(fā)生液化，摩阻力大幅降低，飽和黃土滑帶的孔隙水壓力消散緩慢，持速效應(yīng)明顯。另外，滑源區(qū)后期發(fā)生的小型黃土滑坡疊加在滑坡洼地區(qū)，對中前部滑體產(chǎn)生推擠作用，也進(jìn)一步加劇了其滑動(dòng)。使永光1#滑坡在寬緩的平臺(tái)區(qū)滑距達(dá)130 m，滑速3～4 m/s。也為滑坡前緣部分進(jìn)入溝道繼續(xù)滑動(dòng)創(chuàng)造了條件，提供了動(dòng)力。

永光1#滑坡滑源區(qū)的滑動(dòng)面受黃土與泥巖接觸面控制，屬黃土—泥巖接觸面滑坡。甘肅黃土地區(qū)由降水誘發(fā)的此類滑坡的滑速較低[23-24]，滑距一般為數(shù)十米[25-26]?！??22”岷縣漳縣Ms6.6 級地震加速了滑源區(qū)黃土斜坡的失穩(wěn)和快速滑動(dòng)。相對區(qū)內(nèi)一般黃土—泥巖接觸面滑坡，在降水和地震的耦合作用下，地震觸發(fā)的永光1#滑坡在平臺(tái)區(qū)的滑速和滑距均明顯較大。

4.2 濕潤的溝道提供了低摩阻滑移通道

滑坡前部流通區(qū)高差40 m、坡度14.5°，上部漏斗狀開口正對滑坡前緣，延伸方向與滑動(dòng)方向基本一致，順直通暢，有利于滑坡的滑入和快速滑動(dòng)。在較陡流通區(qū)的滑動(dòng)過程中，高含水率滑帶土因快速滑動(dòng)進(jìn)一步產(chǎn)生孔隙水壓力并部分液化，滑坡再次加速滑動(dòng)，在下部與主溝交匯處的滑速達(dá)7.5～10.6 m/s，是永光1#滑坡滑速最大的部位，也為滑坡沿主溝道繼續(xù)滑動(dòng)提供了動(dòng)力。

高含水率滑帶土中產(chǎn)生的孔隙水壓力，在永光1#滑坡的滑動(dòng)過程中始終起到重要減阻作用。據(jù)試驗(yàn)，滑體的含水率普遍在25%～30%，洛陽鏟取出巖芯呈泥狀，敲擊振動(dòng)時(shí)液化嚴(yán)重（圖13）。

圖13 飽和滑體振動(dòng)液化現(xiàn)象Fig.13 Vibration-induced liquefaction in the saturated sliding mass

滑坡沿主溝道滑動(dòng)過程中孔隙水壓力的作用更加明顯。主溝道溝底平均坡度6.5°，最大為9.3°。而滑體在流通區(qū)滑動(dòng)時(shí)，受孔隙水壓力作用的影響，滑帶土滑動(dòng)摩擦角為10.1°。按照此滑動(dòng)摩擦角，滑坡不會(huì)沿主溝道滑動(dòng)，且滑體沿主溝道滑動(dòng)時(shí)主地震的作用過程也已結(jié)束。所以，滑坡沿較緩主溝道的滑動(dòng)存在更高的孔隙水壓力。

7 月21 日8時(shí)至7 月22 日8時(shí)地震發(fā)生時(shí)，永光村周圍雨量站記錄的降水量為11～24 mm，使地表土體處于高含水狀態(tài)[17]。溝底主要由吸水性和膨脹性強(qiáng)、滲透性弱的古近系軟弱泥巖組成，地震前期的大量降水和溝道洪水的浸泡，使溝道泥巖表層非常濕滑，摩阻力很低。當(dāng)滑坡借助在流通區(qū)形成的較高滑速進(jìn)入表部高含水的主溝道時(shí)，強(qiáng)烈的剪切和擠壓使溝底浸泡軟化的泥巖發(fā)生剪縮，在滑帶土中進(jìn)一步產(chǎn)生較高孔隙水壓力，甚至發(fā)生部分液化，摩擦力大幅降低（圖14），使其沿主溝道緩慢滑動(dòng)。主震后頻繁發(fā)生的余震（包括90 min 后的Ms5.6 級強(qiáng)余震）也有助于滑帶土的液化和滑坡繼續(xù)滑動(dòng)。

圖14 主溝道中的飽和滑帶與液化現(xiàn)象Fig.14 Saturated sliding zone and liquefaction phenomenon in the main channel

降雨入滲條件下，圈閉的溝底地形、滑帶土的低滲透性，易在滑帶產(chǎn)生孔隙水壓力且消散非常緩慢，托浮滑體緩慢向下滑動(dòng)，持速效應(yīng)更加明顯（圖15）。因此，在圈閉溝底中滲透性差且高含水率的滑道和滑體的有利組合產(chǎn)生孔隙水壓力，降低有效應(yīng)力和摩阻力，為滑坡的滑動(dòng)提供了濕潤的滑道，沿主溝道緩慢而持續(xù)地發(fā)生遠(yuǎn)程滑動(dòng)。

圖15 溝道中滑帶孔隙水壓力作用模式圖Fig.15 Schematic diagram of pore water pressure in sliding zone of the channel

滑坡在溝道中緩慢滑動(dòng)，說明其重力產(chǎn)生的下滑力略大于滑帶土摩阻力，接近平衡狀態(tài)，由于滑動(dòng)狀態(tài)的滑帶土黏聚力近似于零，滑動(dòng)摩擦角略小于溝道坡度。考慮滑帶土孔隙水壓力作用時(shí)，受力狀態(tài)簡化為：

式中：W——單位面積滑帶上部滑體重量/kPa；

Pw—單位面積滑帶土孔隙水壓力/kPa；

α——滑道傾角/（°）；

φ——滑帶土摩擦角/（°）。

由于Pw/Wcosα=ru，ru為孔隙水壓力比。代入式（4）整理后得：

根據(jù)資料，α 取6.5°，φ取20°[15]。按照式（5）計(jì)算，主溝道段滑帶土中的ru的平均值大于0.68?？梢?，孔隙水壓力是永光1#滑坡在主溝道緩慢滑動(dòng)的重要因素。

隨著滑坡在流通區(qū)和主溝道中累計(jì)740 m 的遠(yuǎn)程滑動(dòng)，該滑坡由最初的黃土—泥巖接觸面滑坡轉(zhuǎn)化為流滑型黃土滑坡，也是永光1#滑坡的重要滑動(dòng)特征之一。

綜上所述，永光1#滑坡總滑距870 m，滑動(dòng)總歷時(shí)7 h，屬遠(yuǎn)程非高速滑坡。近年來，黃土高原區(qū)此類滑坡時(shí)有發(fā)生，需引起重視和深入研究。

5 結(jié)論

（1）“7?22”岷縣漳縣Ms6.6 級地震觸發(fā)的永光1#滑坡總體積23×104m3，滑坡主要由馬蘭黃土組成，平面形態(tài)呈不規(guī)則的“L 型”。大部分滑體堆積在前部平臺(tái)區(qū)，前緣6×104m3滑體沿下部溝道遠(yuǎn)程滑動(dòng)并不斷堆積。可分為滑源區(qū)—平臺(tái)堆積區(qū)和流通區(qū)—溝道堆積區(qū)兩部分。

（2）永光1#滑坡最大滑距870 m，前后緣高差與長度比為0.17，屬遠(yuǎn)程滑坡；經(jīng)歷了2 次加速—減速的復(fù)雜滑動(dòng)過程，不同部位滑動(dòng)特征差異較大；滑源區(qū)—平臺(tái)堆積區(qū)滑距50～130 m，最大滑速3～4 m/s。流通區(qū)—溝道堆積區(qū)滑坡沿順直較陡的流通區(qū)加速滑動(dòng)150 m，最大滑速7.5～10.6 m/s；主溝道段滑距590 m，滑動(dòng)持續(xù)時(shí)間7 h，平均滑速0.023 m/s。屬遠(yuǎn)程非高速滑坡。

（3）滑源區(qū)底部飽和黃土廣泛分布，地震前連續(xù)降水和溝道洪水對溝底古近系泥巖的浸泡和軟化，高含水率滑帶土在地震和滑動(dòng)過程中產(chǎn)生孔隙水壓力及部分發(fā)生液化。圈閉的溝底地形和滑帶土的低滲透性，產(chǎn)生更高孔隙水壓力且消散非常緩慢，使全滑程摩擦力大幅降低，持速效應(yīng)明顯，是永光1#滑坡遠(yuǎn)程滑動(dòng)的主要原因。

（4）在滑源區(qū)—平臺(tái)堆積區(qū)滑坡類型為地震和前期降水耦合作用觸發(fā)的黃土—泥巖接觸面滑坡；前緣部分滑體沿溝道發(fā)生遠(yuǎn)程流滑，形成特殊的長條狀流通區(qū)—溝道堆積區(qū)，最終轉(zhuǎn)化為流滑型黃土滑坡。

致謝：地震當(dāng)天到達(dá)滑坡現(xiàn)場的何文貴、王世宇、張永軍教授級高工、蘇永奇博士提供了寶貴照片和滑坡滑動(dòng)情況的資料，在此一并致謝！