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奉节白衣庵滑坡演化的工程地质与历史地质分析

发布时间:

第 25 卷 第 12 期 2006 年 12 月

岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering

Vol.25 No.12 Dec.,2006

奉节白衣庵滑坡演化的工程地质与历史地质分析
李 晓,张年学,李守定,廖秋林
(中国科学院 地质与地球物理研究所,北京 100029)

摘要:在对三峡库区白衣庵滑坡进行的大量野外地质调查和试验的基础上,对众多勘探资料进行研究;从工程地 质与水文地质分析出发,揭示白衣庵古滑坡的解体演化规律和发展趋势。从第四系地层沉积关系和年龄、特殊地 层变形破坏形迹及地质事件的相互关联性出发,对白衣庵古滑坡进行历史地质综合分析,阐明其发育演化历史, 从而判别其稳定性。研究结果表明,白衣庵滑坡整体是稳定的,但局部不稳定,将以中小型滑坡为主的形式逐渐 发生解体。采用古滑坡的工程地质与历史地质联合分析法,可揭示大型古滑坡在不同地质环境下的发生发展规律 及其多样性,有利于从宏观上把握滑坡目前所处的发展演化阶段,以正确评价和预测滑坡稳定性的发展趋势。 关键词:工程地质;白衣庵滑坡;演化;历史地质;稳定性 中图分类号:P 642 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2006)12–2416–10

ENGINEERING GEOLOGICAL AND HISTORIC GEOLOGICAL ANALYSIS OF BAIYI′AN LANDSLIDE EVOLUTION IN FENGJIE COUNTY
LI Xiao,ZHANG Nianxue,Lee Souting,LIAO Qiulin
(Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029,China)

Abstract:On the basis of the detailed geology surveying and testing,many exploration data are analyzed for Baiyi′an Landslide in the area of Three Gorges Reservoir,Yangtze River,China. At the aspects of engineering geology and hydrogeology analysis,the disintegration evolution and development trends of the landslide are revealed. According to the relationships of Quaternary sediments and the ages,the traces of deformation and failure of the special stratum, the geological events, historic geology of Baiyi′an Landslide is analyzed and and the the evolutional history of Baiyi′an Landslide is studied. It is shown that Baiyi′an Landslide is stable as a whole, but instable locally. The small or medium landslides may result in disassembly of Baiyi′an Landslide. Debris flow may be locally triggered by intense rainfall. The dangerous parts of Baiyi′an Landslide must be reinforced. The terraces in the front of Baiyi′an Landslide are in favor of stability and it should be protected for reservoir operation. Small or medium landslides and debris flow are the main geologic hazards of Baiyi′an Landslide area. During the long-term evolution of large ancient landslides,some geologic events happen occasionally,as a result that some geologic traces remain inside or on the landslides. By analyzing the geologic events and phenomena,the development trend of the landslide can be examined. It is necessary that the detailed geologic investigation should be carried out so that the minute and unobvious trails can be found out. By the combination analysis of historic geology with engineering geology of ancient landslide,evolution and characteristics of large ancient landslide can be revealed under the various geologic environmental conditions. The method can be used to qualitatively realize the stages of evolution of landslide and to evaluate landslide stability and its development trend. Key words:engineering geology;Baiyi′an Landslide;evolution;historic geology;stability
收稿日期:2006–04–04;修回日期:2006–04–27 基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412702);中国科学院知识创新重要方向项目(KJCX2–SW–L1–1);中国科学院工程地质力 学重点实验室资助课题(04–6) 作者简介:李 晓(1962–),男,博士,1982 年毕业于中国矿业大学矿山建筑系矿井建设专业,现任副研究员,主要从事工程地质力学和地质 灾害方面的研究工作。E-mail:lix620@263.net

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这种滑坡地质历史分析模式,可为类似古滑坡的发

1





育演化和稳定性分析所借鉴。此外,本文还对一些 地质现象提出一些新的认识。

长江三峡库区现已查出以滑坡为代表的地质灾 害点约 2 490 处,其中绝大部分是古滑坡和老滑坡。 三峡工程二期蓄水后,库区滑坡灾害防治引起有关 部门的高度重视。针对三峡库区众多的古滑坡和老 滑坡,前人已做大量的勘察、设计和研究工作,研 究的重点多集中在滑坡类型、成因机制、变形破坏 机制、各种环境影响、工程地质与水文地质和稳定 性定量评价方面,例如薛果夫等 和王兰生等 研究 了新滩滑坡的特征及机制;喻学文和吴永峰 、张 加桂 分别研究了巴东三道沟滑坡和巫山新城工业 区滑坡的成因机制;邓清禄和王学平 研究了长江 三峡滑坡与构造活动的关系;张玉军等[6]研究了藕 塘滑坡蓄水后的稳定性。此外,在滑坡发生的古气 候环境[7]、 滑坡发生与复活的降雨概率[8]、 滑体结构 构造变形力学分析 [9] 、地下水均衡与地下水系统 模型 [10
~12]

2

白衣庵滑坡概况
白衣庵古滑坡发育在轴向为 NEE 的巴务河向

斜上翘收敛端北翼、庙梁子背斜南翼,地形为顺向 坡。由于受到向斜翼部两个平缓的次级小背斜和向 斜的影响,白衣庵滑坡发育成一个总体上顺层~切 层的滑坡。滑坡平面形态似箕形(见图 1),前缘宽约 900 m,剪出口埋于阶地之下,高程 110~130 m。 后边界大致呈弧形,最高处约 410 m。

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

等方面也进行过研究。

白衣庵滑坡是三峡库区的一个大型古滑坡,位 于重庆市奉节县老县城西约 1 km 的长江北岸,面积 为 0.473 km2,体积为 3.600×107 m3。该滑坡是王士 天[13]在 1958 年发现的。1990 年以来,白衣庵滑坡 成为三峡库区重点勘察研究的 38 个大型崩滑体之一, 四川省地质矿产勘查开发局南江水文地质工程地质 队[14
,15]

、长江水利委员会综合勘测局[16]、中元基础

有限公司[17]及李 晓等[18]、成都水文地质中心等[19]、 汪发武[20]、 刘传正等[21]和张均峰等[22]也对白衣庵滑 坡及其邻近区域做过大量的地质勘察和调研工作。 早期的工作主要集中在滑坡基本特征参数确定、工程 与水文地质条件和稳定性的初步评价方面,近期则针 对移民迁建和地质灾害防治进行大量的调研工作。 随着勘测量的增加,对白衣庵滑坡的认识逐渐深入。 任何一个大型古滑坡都是在长期自然地质历史 中发育演化成现今状态的。古滑坡的历史稳定性与 其形成演化历史、历史地质事件息息相关,而评价 古滑坡体现实和未来稳定性亦不能脱离滑坡的历史 稳定性。大型古滑坡在其漫长的发育演化历程中, 往往发生一些地质事件,留下一些地质形迹。通过 对这些地质事件和地质现象的分析,可掌握滑坡形 成演化的基本脉络。因此,本文以白衣庵古滑坡为 例,通过滑坡发生发展过程中的地质事件与历史地 质现象的关联分析,研究滑坡演化历史及其稳定性。
3 2b

1—稳定古滑坡及编号;2—欠稳定滑坡及编号;3—活动性滑坡及编号; 4—地层界线;5—白衣庵滑坡推测前沿边界;6—长江枯水位线;7—工 程地质剖面线;8—钻孔及其编号;9—泉水;10—冲、洪积物;11—湿 地;12—第四系冲积层;13—第四系滑坡堆积;14—第四系崩塌堆积; 15—第四系洪积层;16—三叠系上统须家河组;17—三叠系中统巴东组 第四段;18—三叠系中统巴东组第三段

Fig.1

图 1 白衣庵滑坡工程地质图 Scheme of engineering geology of Baiyi′an Landslide

滑坡区出露地层为:三叠系中统巴东组第三段
4 ( T )泥灰岩夹泥质灰岩、灰岩;第四段( T2b )钙质泥 5 岩与粉砂质泥岩;第五段( T2b )泥灰岩,上部夹薄层

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泥岩;三叠系上统须家河组(T3xj)炭质页岩、砂岩、 粉砂岩、含砾砂岩;第四系滑坡堆积;淤泥质粉土、 粉土、黏土、砂质黏土冲积层;块、碎石土洪积层; 崩滑碎屑流堆积的块石土;残坡积碎石土和人工堆 积层。 滑坡发育于 T ~ T 地层中,前部被第四系冲
3 2b 5 2b

坡,大滑坡的解体过程直到目前仍在进行。现从工 程地质与历史地质的角度综合分析滑坡的整体和局 部稳定性问题。 3.1 滑坡的岩体结构 白衣庵滑坡体的岩体结构类型可分为 3 种(见 图 2):

洪积层覆盖,后部则堆积大量崩滑块石土层。在滑 坡野外调查中,如何选择滑坡的标志层位,对于正 确识别和判断滑坡非常重要。白衣庵滑坡中的 T 紫
4 2b

(1) 层状块裂结构岩体,以中厚层泥灰岩为主,
主要分布在滑面以上和滑坡剖面的中下部,厚度

10~40 m,钻孔 RQD 值 30%~50%,岩体面裂隙率
为 2.17%,平均块度 0.40 m×0.46 m,岩体质量为中 等偏下。

红色钙质泥岩层分布连续稳定,其颜色与滑体坡面 出露的其他岩土体差异较大,容易识别。因此,本 文选择 T 紫红色钙质泥岩层作为判别滑坡的标志
4 2b

(2) 层状碎裂结构岩体,为中薄层泥灰岩,分
布在块裂岩体之上,厚度 10~30 m,RQD≤25%, 其面裂隙率 3.34% ~ 5.01% ,平均块度 0.282 m ×

层位。根据野外勘测和钻孔资料,对比滑坡边界内外

T 紫红色钙质泥岩层的底界高程,可以确定滑坡西
4 2b

边界后部垂直滑距为 27.5 m,水平滑距为 30 m;东 水平滑距为 70 m, 滑坡 边界后部垂直滑距为 52 m, 东部滑距大于西部。 滑坡区为一略显突出的坡体,EW 两侧分别被 老龙洞沟与钟家沟切割,切割深度达 100~150 m, 这两条大沟构成滑坡的部分边界。滑体上还发育有

0.145 m,岩体质量较差。 (3) 散体结构岩土体,多分布在滑体表层,分
为强风化岩体和土体两类,前者为岩块含量达

60%~80%的碎块石土,后者为块石含量 25%~35%
的崩滑碎屑流堆积与含碎石的残坡积层,厚度 0.5~

30.0 m。调查发现,层状碎裂结构岩体和散体结构
岩土体强度低,稳定性较差,次级古、老滑坡主要 发生在后两类岩体中,而近期活动的新滑坡则主要 发生在散体结构岩土体中。 3.2 滑面与滑带土 白衣庵滑坡的滑面形状比较复杂,图 2 所示为 主剖面的滑面大致呈缓波状,滑面后部陡,中后部 缓,中前部变陡,前部变缓。主要原因是滑面较陡 的后部与中前部为顺层~切层滑动;而滑面较缓的 中后部与前部由于受小向斜和背斜影响,发生切层 滑动。滑坡西部滑面呈现上陡下缓形状(见图 3),主 要是切层滑动,由于切层滑动阻力大,造成西部滑

4 条次级冲沟,其中白马沟较大,局部切割较深。
老龙洞沟西支沟、钟家沟东支沟与白马沟中部大致 形成滑坡圈椅状地形。滑坡后部发育有 3 个平台,由 崩滑堆积形成。滑坡边界两条深切沟使滑坡两侧边 界临空, 降低侧向约束, 是诱发滑坡发生原因之一。

3

滑坡的工程地质与解体演化分析
野外地质调查表明,白衣庵滑坡是一个集古、

老、新滑坡为一体的结构复杂的滑坡群,在最初发 生的大滑坡体上,经多次解体,发生一些次级小滑
500 T3xj T2b 400 崩滑流堆积 风化岩体
5

高程/m

300 T2b 隔水层 200 基岩 100 层状块裂结构岩体 滑带 残坡积与洪积层 粉土 900
4

黏土 粉质黏土 175 m 设计水位 145 m 设计水位 原水位 淤泥质粉土 1 000 1 100 1 200 1 300 1 400

0 0 100 200 300 400 500 600 700 距离/m 800

Fig.2

图 2 白衣庵滑坡 I–I′工程地质剖面图 Profile of engineering geology of Baiyi′an Landslide(section I–I′ )

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图3 Fig.3

白衣庵滑坡滑面等高线与下含水层旱季等水位线图

Contour lines of sliding surface and phreatic water contour lines of low aquifer in dry season of Baiyi′an Landslide

距较小。 勘探结果表明,白衣庵滑坡的滑带较复杂,厚 薄不一。一般顺层滑动处滑带厚 0.2~0.5 m,泥质 含量高;其切层滑动处厚度变化较大,为 0.2 ~

2.0 m,角砾或碎石含量可达 40%~70%。滑带最厚
处位于滑坡前沿,在 5~6 m 范围内都发现有滑动擦 痕面。原因是滑坡滑动时,前沿滑带影响到古坡积 层,扰动深度较大。滑带土较密实,浸水条件下,c =

35 kPa,? = 24° ,渗透系数<0.01 m/d,具有隔水或
相对隔水性。 3.3 滑坡前部和后部的第四系沉积物分析 在白衣庵滑坡前沿发现一深切河湾,在其后部 分布有大面积的黄色块石土层,对这些第四系沉积 物特性和来源的分析,有助于本文研究滑坡的发育 演化历史。 前期研究结果认为,白衣庵滑坡前沿位于一级 阶地前部[14
~16,19]
3 1— T2b 泥灰岩泥质灰岩、灰岩;2—Q2 灰色~浅灰色淤泥质粉土;

3—Q2 洪积层;4—Q2~Q3 古坡残积层;5—Q2~Q3 褐~棕色黏土; 6—Q3 黄色~浅灰黄色粉土;7—Q3 黄色粉质黏土;8—Q4 人工堆
积;9—测年取样点

。李 晓等[18]研究认为,滑坡前沿

图4 Fig.4

滑坡前沿与冲洪积层关系图(剖面 II–II′) Sectional drawing in front of Baiyi′an Landslide (section II–II′)

仅至二级阶地中部。滑坡前沿有一深切河湾(见图 4), 钻孔 ZK22 孔深 134.1 m,孔底高程 18.6 m,未见基 岩,这表明第四纪沉积物最大厚度在 134 m 以上, 基岩面在高程 18 m 以下。河湾下部的灰色~浅灰色 淤泥质粉土层,最厚处超过 68 m,含有机质,局部

见螺类化石,为浅水缓流或静水沉积。该层底部局 部见有厚 3.6 m 的漫滩相含砾石粉土(ZK20),底部

2 m 胶结成砾岩,砾石含量为 20%~25%,粒径为

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0.5~4.5 cm,成分为石英岩、灰岩及砂岩等,为远源
沉积。该层中部为黄色~浅灰黄色粉土夹轻粉质黏 土层,最厚处超过 58 m(ZK26);在高程 85 m(ZK20) 和幸福沟口岸边高程 100~105 m 处,见有被铁质胶 结的红褐色木化石。该层上部高程为 100~110 m 的 中前部被钙质微胶结,局部含钙质胶结粉土团块, 含钙量可达 30%左右
[18]

发生后,后山发生一次大规模滑坡或崩塌的高速碎 屑流形成的。 目前该堆积物已发生多处滑坡(如 2#,4#和 10# 滑坡),其前沿滑入冲沟被逐渐搬运。另一种破坏形 式是特大暴雨时成为泥石流物源,如老龙洞沟西支 沟的冲刷沟槽与崩塌形成的土石林状崖壁。 3.4 滑体的水文地质结构、地表水与地下水作用
4 滑体含有两层地下水, 上层的隔水底板为 T2b 紫 5 红色钙质泥岩,含水层为 T2b 泥质灰岩与崩滑碎屑流

。在冲积层与基岩和滑坡体

交接部位,有洪积块碎石土和古残坡积碎石土交替 沉积。这些冲洪积层位于滑坡前沿,宽度达 200~

400 m, 它阻止白衣庵滑坡滑动, 对其稳定性起到非
常重要的作用。 白衣庵滑坡后部高程为 240~410 m,分布有大 面积的黄色块石土堆积层。堆积物为须家河组砂岩 块石和黄色砂岩风化土,岩块占 25%~35%。堆积 区域原始地形是古滑坡后部平台上发育的老龙洞沟 的古西支沟,现存堆积厚度为 10~35 m,原始平均 厚度可达 30 m 以上,在西支沟中可见土石林状峭壁

块石土层,为裂隙孔隙潜水弱含水层。隔水底板上 出露多处泉水,地下水排泄到冲沟或渗入残坡积层 补给下层地下水,是 2#,9#和 10#三个次级滑坡发 生的主因。下含水层底板为白衣庵滑坡的滑带土层,
3 含水岩层为 T2b 地层, 为弱岩溶裂隙含水层。 它与前

沿冲洪积阶地的地下水、冲沟及长江水有密切水力 联系。 老龙洞沟与钟家沟常年有水,后者水量较大。 白马沟除干旱年份外为常年流水沟,旱季流量很小。 白马沟由于沟床较陡,暴雨洪水时冲刷能量大,2#,

(见图 5),陡坎高度可达 30 m。以前的研究均认为
该堆积物是 Q2 洪积物~泥石流沉积。李 晓等 为,该堆积物不具备泥石流的特征[23
,24]

[18]



,更不存在

3#和 4#滑坡受其影响明显。经等水位线图分析(见
图 3),这 3 条沟与地下水补排关系密切:白马沟沟
4 底高程 310~330 m 段( T2b 紫红色钙质泥岩隔水层

多次泥石流问题。在物源区与沉积区之间也未发现 明显的流通渠道,而且堆积物无分选,块体棱角分 明,大小多为几十厘米至 2 m,更见有长轴竖立者, 这些也都不是洪积特征。

以上)排泄上层潜水,此段上下分别补给上、下层地 下水。 雨季时, 滑坡地下水排泄到老龙洞沟中下段, 钟家沟中上游补给滑坡地下水,下游补给阶地地下 水。 长江平时排泄地下水, 洪水时补给阶地地下水。 追溯到滑坡发生时,老龙洞沟和钟家沟地表水与地 下水的联合作用是滑坡发生的重要原因。 3.5 滑坡解体演化历史分析 一个大型古滑坡,自发生直至消亡,主要有 2 种变形破坏和复活模式[25]:(1) 整体多次滑动复活 型, 如新滩滑坡[1]和天宝滑坡等[26]; 局部或部分 (2) 多次滑动复活型,这种滑坡最多,常形成滑坡群, 白衣庵滑坡就属于这种类型。 有利于白衣庵滑坡解体的主要因素有:滑体极 不均一,三类结构岩土体强度差异大,尤以散体块 碎石土、碎裂岩体和风化泥质灰岩夹层强度低,易 ~ , 发生滑动; 滑体部分地段坡度较大, 达到 30° 50° 如老龙洞沟右岸、白马沟的部分岸段和老仓屋南陡 坡;上部含水层底板泥岩易泥化,泥岩隔水层附近 多处下降泉出流处,大雨后动、静水压力增大,易 发生小型滑坡。本区属雨量丰沛暴雨区,坡体上冲 沟较发育,有利于雨水入渗与冲蚀坡脚。

图5 Fig.5

老龙洞沟西支沟崩塌堆积

Collapse deposit in Laolongdong Valley

该堆积物成分单一,都是须家河组中上部砂岩 产物,块体为节理切割或碰撞裂解形成,具有高速 碎屑流特征,表明它是后山高程大于 470 m 的地层 破坏后运动沉积物。本文在该沉积物底层多处发现 埋有炭化植物化石,为坡体植被被碎屑流在原地掩 埋或带走,甚至有被击成段状。对炭化木进行
3 14

C

测年,年龄为(35.67±0.36)×10 a,属 Q3 中后期, 晚于白衣庵滑坡。这表明该堆积物是在白衣庵滑坡

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白衣庵滑坡解体过程大致可分三阶段:早期、 中期与近期。早期解体的典型滑坡是 15 滑坡 ( 见 图 1,4),滑体由层状碎裂与块碎石土组成,中前 部埋于二级阶地黏土层下,发生年代大约在 Q2 末期
#

(1) 白衣庵滑坡存在多种局部失稳的条件,处
于不断解体过程中,属于局部多次滑动复活型。

(2) 解体形式以局部发生中小型滑坡为主。由
于老龙洞沟西支沟存在大量块石土堆积物,沟床陡, 特大暴雨下可能发生泥石流。因此白衣庵滑坡防治 重点应以中小型滑坡与泥石流为主。

(见表 1)。
表1 Table 1 滑坡区第四系主要沉积物年龄

(3) 滑坡近期发生解体的地层主要是崩滑碎屑
流与坡积层、碎裂与散体结构地段、地下水或泉水 出露的陡坡和受冲沟冲刷的坡脚段。已发生的这类 滑坡如不治理还将继续活动,应尽量避免在上述地 段进行建筑或高陡切坡,必须对切坡处进行加固处 理,以避免发生新滑坡。
较可靠 较可靠 参考(偏老) 参考(偏老) 较可靠 较可靠 参考(偏老) 参考(偏老) 较可靠 较可靠

Geological ages of Quaternary sediments in Baiyi′an Landslide area
取样高程 测年 方法 年龄

层位岩性与取 样地点号 灰~浅灰色淤 泥质粉土① 褐黄~浅棕色 黏土②,③ 黄色~浅灰黄 钙质微胶结粉 土④,⑤ 黄色含钙质结 核粉质黏土⑥ 黄~浅褐黄色 粉质黏土⑦ 崩滑块石土中 炭化木

OSL 可靠性
评估

/m 18 180 203 102 105 138 150 255

/(103 a) 236.5±19.2 180.8±23.9 123.3±9.6 128.3±14.8 133.5±15.7 113.2±15.3 116.7±12.5 85.2±12.0 96.1±11.7 111.0±9.5 121.5±9.2 43.5±6.4 43.2±6.8 35.67±0.36

TL ESR TL OSL(IR) (BL) OSL(IR) (BL) OSL(IR) (BL) OSL(IR) (BL) OSL(IR) (BL)
14

(4) 前沿阶地中上部地层是白衣庵滑坡的阻滑
体,水库修建后应保证其不受破坏,继续起阻滑作 用。

4

滑坡稳定性演化历史分析
一般来说,对古滑坡发生发展历史的分析并不

是一件容易的事情,原因在于很难找到反映不同阶 段发育历史的相关证据。以下本文以白衣庵古滑坡 为例,通过沉积物相互沉积关系及其测年、地质事 件关联分析等方法来研究滑坡稳定性的演化历史。 4.1 沉积物关系与测年数据分析 前面已对滑坡前、后部的沉积物进行描述,图 4 表明滑坡与前沿第四系沉积物的关系。本文可从不 同岩土层的相互叠压关系分析出各层的新老关系。 褐黄~浅棕色黏土覆盖在由风化岩体及块碎石土组 成的 15# 滑坡及洪坡积层之上,因此该黏土层年轻 于 15# 滑坡和白衣庵大滑坡,也晚于古洪积与坡积 层及河湾相淤泥质粉土层。根据各沉积层的叠置关 系,可确定其新老关系:灰~浅灰色淤泥质粉土年 龄>褐黄~浅棕色黏土年龄>黄色~浅灰黄色钙质 微胶结粉土年龄>黄色~浅褐黄色粉质黏土年龄。 现在的问题是白衣庵滑坡发生时间与河湾下切 ( 或 淤泥质粉土沉积)时间的关系, 上述沉积关系是否与 测年数据吻合。可通过 TL(热释光),OSL(光释光, 包括 IR 红外释光年龄与 BL 红外释光后的蓝光释光 年龄)和 ESR(电子自旋共振)法测试滑坡和上述各冲 积层的年龄,列于表 1。

C

注: TL”为热释光测试年龄; ESR”为电子自旋共振测试年龄; “ “ “OSL(IR)”为红外释光测试年龄; (BL)”为红外释光后的蓝光释光测 “ 试年龄;14C 为 C14 同位素测试年龄。

中期解体的典型滑坡是 1#,8# 滑坡。滑体中下 部为风化破碎严重的泥灰岩和紫红色泥岩,中后部 为黄色砂岩块石土层。滑坡滑距较大,达到 260~

280 m,滑坡破坏二级阶地,到达一级阶地后部。从
滑坡中后部堆有厚达 5~10 m 的崩滑碎屑流来看, 滑坡的发生与 3.567×104 a 那次崩滑加载(见表 1)有 关。 近期解体的滑坡较多,典型滑坡如 2 滑坡,滑 体组成主要为崩滑碎屑流块石土堆积。暴雨后经多 次滑动,其原高程为 390 m 的泰山庙平台,现滑坡
4 后部平台高程为 343~347 m。滑床岩层为 T2b,5 地层

#

与块石土层。前沿有多处泉水出露,并发育有经常 滑动的 10 小滑坡。由于地下水丰富及白马沟侧渗 补给等原因,近来仍常活动。再如 9 滑坡和位于老 龙洞沟边的 3 和 4 小滑坡,滑体均为崩滑碎屑流与 坡积风化层,沟坡较陡,坡脚受洪水冲刷和地下水 渗流作用,近期也常有活动 如下 4 点结论:
[22] # # # #


3

OSL 测年方法最适用的年龄测试范围是 100× 10 a 以内,但也有研究发表十几万~八十万 a 结
果 [27
,28]

通过上述滑坡地质条件与实例分析,可归纳出

。OSL 法的理论上限可达百万年以上[29],

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但要满足完全晒退等条件。因此,对于确定样品地 质年龄相对新老关系,只要满足晒退较好的条件, 大于 10×103 a 年的 OSL 法测年数据仍然是可信的。 评价样品是否在沉积前后经受充分的阳光晒退,需 要使用发光衰减曲线与古剂量(等效剂量)“坪”曲 线,评价 IRSL(红外释光)与 BLSL(红外释光后的蓝 光释光)年龄曲线的一致性,晒退不充分的样品,年 龄偏老。表 1 中的测年结果 BLSL 年龄多大于 IRSL 年龄,综合考虑测试曲线质量,采用 BLSL 年龄。 将图 4 中的地层叠置关系与表 1 的测年数据对 比可作如下解释。河湾下切发生在 Q2 中期,为

(20.00~23.65)×104 a 之前,在 Q2 中后期,河湾中
沉积灰色~浅灰色淤泥质粉土与部分洪积物。其后 发生白衣庵滑坡(15.17×104 a)及其前缘的 15#滑坡 事件,并在 Q3 初期在滑坡前缘沉积褐黄~浅棕色黏 土(12.83~13.35)×10 a。Q3 早中期,在阶地遭受一 段侵蚀后,又沉积黄色~浅灰黄微胶结粉土(9.61× 土质地层,年龄不过 1×105 a,未经构造运动而出 现节理,一定有其形成的动因。 节理常表现为地层受构造运动发生的变形破坏 形迹。但粉土中这些节理不可能是现代构造运动的 产物,因为在该地区挽近期地壳表现为比较平稳的 间歇式抬升运动,对如此浅表的河谷第四系地层, 在河流缓慢下切中,构造应力已逐渐释放。通过对 该土层样品的 SEM 及 EDX 测试分析,并没有发现 膨胀性矿物,所以节理也不是膨胀土的胀缩变形产 生。该节理不是岸坡剪切或张节理,因为在远离岸 坡的钟家沟底该层也有节理。由于覆盖层厚度不大, 排除覆盖层重力压致节理的可能性。鉴于该区的气 候背景,节理也不可能是冷凝节理。但必须指出, 微胶结粉土的力学性质是偏脆性的,抗拉强度和抗 剪强度比较低,受力后较易产生节理。而位于其上 层的粉质黏土是塑性的,易变形而不易产生节理。 根据上述分析,粉土中的节理成因应该是受到外力 作用。 粉土中共有 5 组节理,通过对各节理组产状和 受力分析 (见图 7),较合理的解释是:最早产生的
4

图7 Fig.7

微胶结粉土层节理与作用力分析

Mechanical analysis of joints in calcareous silt layer

104 a)及其上的黄色含钙质结核粉质黏土(表 1 中的
年龄偏老,为参考值)。Q3 中后期,在阶地上部沉积 黄色~浅褐黄色粉质黏土(4.32×104 a)。由此可见, 表 1 中各沉积物年龄测试结果与沉积层的叠置关系 是一致的。白衣庵滑坡后部崩滑堆积中的炭化木 14C 测年表明,崩滑碎屑流事件是在滑坡发生与前沿阶 地沉积之后发生的 3.567×10 a。 4.2 微胶结粉土的受力破坏形迹分析 在白衣庵滑坡前缘阶地下部、河漫滩后部、从 西侧的钟家沟到滑坡中部长约 550 m 范围内,断续 分布着黄色~浅灰黄色钙质微胶结粉土层(见图 6), 出露高程为 100~120 m。局部粉土外表极像岩石, 稍硬且脆,露头层面外倾,倾角为 10° 15° ~ 。野外 调查发现,在该层粉土中发育有 5 组节理,与岩层 中节理极其相似(见图 6,7)。这种第四系未成岩的
4

/∠ 节理组是张节理,85° 26° /∠ 是剪节理, 240° 87° 135° 86° /∠ 是压扭节理,形成这 3 组节理的作用力
,这与白衣庵滑坡的滑动主方向一致。 方向约为 150° 随后这个应力向 N 发生偏转,产生走向 168° 90° ∠

/∠ 的张节理成为剪 的张节理(见图 6),此时 240° 87°
图6 黄色~浅灰黄色钙质微胶结粉土中的节理 Joints in yellow-buff calcareous silt

135 /∠ 节理及新产生的 168° 77° /∠ 节理都 节理, ° 86°
∠ 节理组配套的压扭节理。 是 168° 90°

Fig.6

万方数据

第 25 卷

第 12 期



晓等. 奉节白衣庵滑坡演化的工程地质与历史地质分析

? 2423 ?

由于发生节理的微胶结粉土的高程与白衣庵滑 坡剪出口高程(110~130 m)大致相同,说明该节理 的产生可能与滑坡的后期活动有关,但需要找到滑 坡在该时期活动的原因和证据。 4.3 崩滑事件对滑坡稳定性的影响 一般来讲,滑坡滑动后,势能释放,处于相对 稳定状态。如前所述,白衣庵滑坡滑动后,前缘又 沉积阶地淤泥质粉土及其以上各层,大大增加滑坡 稳定性。 但值得注意的是, 3.567×10 a 时(见表 1), 在 在大滑坡的后缘发生一次大规模崩滑事件。按现在 的崩滑堆积物分布范围推断,以平均厚度为 30 m、 面积为 600 m×150 m 计算,该碎屑流堆积方量达到
4

室内地质样品测试,进行关联与综合分析,是查明 滑坡发生发展历史的一种可行办法。滑坡工程地质 与地质历史联合分析模式,可为类似古滑坡的发育 演化和稳定性分析所借鉴。

(2) 通过对白衣庵古滑坡进行的工程地质与历
史地质分析,揭示滑坡的发育演化历史和稳定状态。 研究结果表明,白衣庵滑坡整体是稳定的,但局部 不稳定,将以中小型滑坡为主的形式逐渐发生解 体。滑坡的整体稳定性是通过不同地质事件与地质 现象的关联分析、沉积关系和年龄测定等方法综合 分析得出的。滑坡的解体方式则是通过分析滑坡工 程地质与水文地质条件、滑坡发生条件与发展历史, 结合中小型滑坡的实例而获得的。同时,指出滑坡 稳定性的发展趋势,提出滑坡防治的方针和重点。

270×10 m 以上, 质量约为 6.00×10 t。 这个堆于滑
坡后缘主动段的附加荷载,使滑坡接近极限平衡状 态,并在小概率大降雨年或暴雨时发生蠕滑。由于 白衣庵滑坡向前蠕动,从而使前沿微胶结粉土受力 产生节理。支持这一观点的另一个证据是在滑坡后 缘存在一条充满坡积碎石土的蠕滑拉张裂缝。因此 也就解释粉土产生节理的原因。类似的后缘加载导 致滑坡复活的实例如 1985 年 6 月 12 日发生的新滩 滑坡
[1,2]

4

3

6

(3) 通过对白衣庵滑坡工程地质和历史地质分
析表明,古滑坡的历史地质分析有助于从宏观上把 握滑坡目前所处的发展演化阶段,从而对滑坡现实 稳定性有定性的认识。同时,通过古滑坡历史地质 事件与历史稳定性的关联分析,以评价滑坡现实稳 定性,预测未来环境条件改变后的稳定性。 参考文献(References):
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。与白衣庵滑坡不同的是,新滩滑坡是在

数十年的多次崩塌(包括 1923 年最大一次 150×104 m3 大崩塌)之后, 最终造成滑坡从多年雨季缓慢蠕滑到 高速滑动。 在发生大规模崩滑和白衣庵滑坡蠕滑复活事件 后,又经历约 3×104 a 的侵蚀、剥蚀与冲沟搬运作 用,及若干次级滑坡的活动,白衣庵大滑坡后部的 附加荷载已经大大减少。例如,白马沟的下切侵蚀 发生 2# 滑坡,搬运大量崩滑堆积层,形成泰山庙到 鸡骨梁间的宽谷;前缘 1#,8# 滑坡下滑减载并滑至 前部起阻滑作用。这些减载与阻滑作用已使白衣庵 大滑坡趋于稳定。现在滑坡后部山体已没有再次发 生大规模崩滑的威胁,只要前部起阻滑作用的阶地 沉积物不发生大的变化, 白衣庵古滑坡将保持整体 稳定。

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5





on the mechanism of Sandaogou landslide in urban area of Badong

(1) 大型古滑坡在其发育演化历程中,往往发
生一些地质事件,留下一些地质现象和形迹。通过 对这些地质事件和地质现象的分析,可掌握滑坡形 成演化的基本脉络。因此,在滑坡野外调查中,注 意对各种细微地质现象的观测和分析,辅以一定的
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致 谢 审 稿 人
(排名以姓氏汉语拼音为序)
《岩石力学与工程学报》2006 年承蒙下列专家学者认真负责地审阅稿件,学报编辑部特此致谢,并祝诸位新年愉快! 安关峰 陈守煜 董平川 顾金才 景海河 李术才 林松清 马芹永 尚彦军 唐春安 王水林 武清玺 杨光华 袁志君 郑雨天 白 冰 白世伟 陈卫忠 杜时贵 何满潮 鞠 杨 李素华 刘传孝 莫海鸿 佘成学 汪 稔 王永年 夏才初 杨若琼 张 嘎 周翠英 蔡美峰 陈晓平 范留明 胡瑞林 康红普 李文秀 刘惠军 倪光乐 沈明荣 王 钊 王泳嘉 夏元友 杨天鸿 张 明 周德培 蔡永昌 陈云敏 方建生 黄 雨 孔令伟 李夕兵 刘建军 潘 岳 沈水龙 王川婴 王元汉 谢和平 杨志法 张丙印 周宏伟 曹 洪 柴华友 陈祖煜 丰定祥 黄理兴 李 宁 李银平 刘西拉 潘一山 史宏彦 王庚荪 王志亮 徐卫亚 姚建国 张我华 周小平 陈 进 陈 勉 陈国兴 党发宁 高大钊 贾金青 李欢秋 梁 冰 卢应发 钱鸣高 孙红月 王建华 吳俊賢 许 强 尤春安 张玉军 朱维申 陈善雄 邓 建 高孟潭 姜清辉 李建林 廖建三 陆 乔 新 兰 陈胜宏 邓建辉 高玉峰 蒋金泉 李世海 林 鹏 吕爱钟 乔春生 谭罗荣 王金安 吴厚信 杨 强 俞裕泰 郑俊杰 卓家寿 陈守义 丁秀丽 葛家良 井兰如 李守巨 林本海 栾茂田 芮勇勤 谭云亮 王明洋 仵彦卿 杨更社 袁继国 郑颖人

陈四利 董志良 郭红仙 靖洪文 李庶林 凌贤长 马时冬 尚岳全 涂 帆 王学潮 席道瑛 杨林德 岳中琦 周 辉

陈正汉 方理刚 黄宏伟 雷学文 李新平 刘同有 潘长良 盛 谦 王大雁 王芝银 徐千军 姚海林 张顶立 周维垣

崔江余 冯夏庭 黄茂松 李 晓 李彰明 刘新荣 彭苏萍 宋宏伟 王恭先 韦昌富 徐小荷 殷坤龙 张向东 朱大勇

单仁亮 付少兰 黄润秋 李海波 李仲奎 卢文波 齐庆新 孙 凯 王吉利 邬爱清 徐永福 尹敬泽 张永兴 朱合华

孙晓明 王建秀 吴德伦 薛 郑 琳 宏 尤明庆 朱以文

万方数据

奉节白衣庵滑坡演化的工程地质与历史地质分析
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 李晓, 张年学, 李守定, 廖秋林, LI Xiao, ZHANG Nianxue, Lee Souting, LIAO Qiulin 中国科学院,地质与地球物理研究所,北京,100029 岩石力学与工程学报 CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING 2006,25(12) 3次

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引证文献(3条) 1.项伟.江洎洧.唐辉明.黄玲.张竞文.张峻荣 洞坪库区瞿家湾滑坡群地质演化分析及数值模拟[期刊论文]-岩石力学与工程学报 2009(4) 2.成国文.李晓.许家美.赫建明.李守定.马超锋 重庆涪陵五中滑坡特征及成因分析[期刊论文]-工程地质学报 2009(2) 3.晏长根.祁生文.伍法权.石玉玲 莫洛村滑坡稳定性的历史地质分析[期刊论文]-煤田地质与勘探 2007(5)

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