唐家山高速滑坡堵江機制研究

徐皓

摘 要：唐家山滑坡是一個中陡傾角順層高速滑坡，地震觸發整個下滑時間約在半分鐘左右，滑坡渡江后形成的堰塞體表現為橫河方向左側高右側低，沿順河方向形成為“弓形狀”溝槽貫通上下游，其最低點高程752.2m。分析此滑坡形成過程可概括為“地震誘發巖體破裂解體～下滑（快速坐落）～前緣及中部鍋鏟式刨蝕河床砂卵石～沖擊氣浪破壞對岸的植被等～形成堰塞體堵江”。

關鍵詞：唐家山；滑坡；堵江機制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.228

1 滑坡完全堵江的主要模式及其特點

完全堵江的形成因素以崩塌或者高速滑坡居多。由于滑坡的滑床面剪出口的位置在河床的堆積層上方或稍偏下方，導致滑坡體的下滑而無法受到河床堆積層的緩沖或阻擋。滑坡體經剪出口后便以一定的速度沖向河床，過程中由于河床摩擦阻力的影響以及沖到對岸后受斜坡阻擋后停止，堆積體于斜坡上的仍然具有一定的勢能，如果發生滑坡堵江體潰壩，則可能斜坡上的堆積體下滑造成二次堵江。

在很多完全堵江情況中，一些滑坡剪出口由于其遠高于河床，導致崩塌體或者滑坡體能夠高速滑動并在受阻后停止形成堵江，或者在長距離水平位移過程中不斷散落物質形成堵江。在特殊情況下，由于剪出口角度或者滑坡速度的特殊性，滑坡有可能直接沖向對岸越過河床而不受河床摩擦影響，在到達對岸后在斜坡上形成較大沖高，或者滑坡體以較高速度沖向河床后向上游或者下游流動，由此便可能形成縱向寬度較寬，且厚的天然石壩。

除了以上完全堵江的情況，還有另外兩種特殊情況，一種情況發生一次滑坡，滑坡體在河道中形成兩道或以上天然石壩，并且至少有一道天然石壩形成完全堵江；還有一種情況是河道兩岸同時形成滑坡或崩塌體下滑堵江，分別在前后結合后形成天然石壩堵江。

綜合以上滑坡體堵江的模式，分析判斷唐家山高速滑坡堵江體與河床的關系為以下模式，特征為滑坡以整體或碎屑流的形式和一定的速度沖入河床、沿河谷向上，下游流動了一段距離，形成寬厚的堆石壩。平面示意圖如圖1，剖面示意圖如圖2。

2 滑坡堵江的地形條件

滑坡下滑后，便以剪出速度沖向河床與對岸斜坡，由于河床的摩擦阻力使得滑坡體的動能驟減乃至最后趨于零后靜止。所以，如果要形成完全堵江，需要滑坡在沖出剪出口后具有一定的初始速度，保證其有足夠的動能形成完全堵江。

滑坡體滑動時具有的勢能為：E=mgH

考慮滑動面的摩擦系數為f，滑坡體沿滑動面下滑一定距離后，垂直下降的高程為h，則滑坡體的最大速度Vmax：

通過以上公式，可以看出滑坡體剪出的最大速度與剪出口的位置有關系，如果下降高程h與坡腳α很大，則最大下滑速度Vmax就很大，致使滑坡體高速下滑后為完全堵江提供了先決條件。

綜上可知，形成滑坡體完全渡江的條件，如果從能量角度出發，則需要一定的地形、地貌條件，例如地形的坡度、河谷切割深度等因素。地形坡度陡峭與否，河谷切割深度深淺，決定著斜坡上巖土體的勢能與下滑體積，對斜坡巖土體的穩定性，堵江模式的類別都有影響，河谷切割深，自然巖土體由于較大的位能在剪出后具有較大的滑動速度，形成高速滑坡，在不考慮剪出角度的的情況下，可能越過河床或沖向河床摩擦作用后爬向對岸斜坡，形成完全堵江。

Haim（1932）證實了滑坡體滑動路線的水平距離L與沖到對岸后的爬高H2，能夠通過摩擦角φ用如圖3所示的圖解法確定。

假設發生滑坡的河谷為圖3所示ABC地形，根據Haim理論證實粗略估計滑坡體形成完全堵江的天然壩體最大高度為H2，由圖可知，H2的高度受三方面因素影響，即摩擦角φ、河谷地形、滑坡體到河床高程H1。則摩擦角φ越小，H1越高，河谷越窄，形成的堵江壩體就可能越高。

所以，在深切河谷的中高山地區比低山、丘陵區更容易分布滑坡和崩塌，因為大江河流在中高山區的深切作用能夠給兩岸斜坡上的巖土體提供足夠的位能和臨空面，很多滑坡形成的堵江正是因此才多分布于深切河谷的兩岸及坡上，這樣的地形條件成為了滑坡渡江形成的不可或缺的推動因素。地形條件中另一影響因素是河流的發育方向與岸坡巖層的傾向關系，一般情況下順坡巖土層較水平巖層和逆坡巖層更容易發育滑坡或崩塌，因為順坡的巖土層坡腳受河流沖刷侵蝕影響底部容易失去支撐，侵蝕基準面進而形成滑坡、崩塌剪出面。