地质构造对滑坡的影响及危险性研究

地质构造既控制地形地貌，又控制岩体结构及其组合特征，对滑坡的发育具有综合控制作用。一般而言，褶皱和区域性断裂带控制地形地貌，断裂带及其影响区岩层破碎、节理发育，风化作用强烈，为滑坡的发育提供了有利条件。

图5-10 青藏高原东缘河网密度分布图

图5-11 滑坡空间分布与河网密度的关系

（一）活动断裂的滑坡灾害效应

在滑坡与活动断裂关系的研究方面，人们以往主要关注容易察觉的动力行为或快速变形破坏。2008年汶川Ms8.0级地震之后，由于地震地表破裂和山体滑坡、碎屑流极其发育，进一步促进了滑坡与活动断裂之间关系的研究（许冲等，2012）。汶川地震滑坡的空间分布固然受地形地貌、地层岩性和人类工程活动等因素的影响，然而主要还是受发震断裂的控制，绝大多数巨型—大型滑坡紧邻断裂上盘发育，断裂上盘0～7km范围为滑坡强发育区，断裂上盘7～11km范围和下盘0～5km范围为滑坡中等发育区，而且断裂错断方式对滑坡滑动方向具有较大影响（黄润秋等，2008a，2009a；许强等，2008）。张永双等（2009）对汶川地震滑坡内外动力耦合作用的主要形式进行了初步研究，认为活动断裂控制斜坡的形成演化并间接地影响着风化卸荷作用、地震断裂的活动方式控制斜坡岩体的启动运移和致灾特点、岩土体结构控制斜坡的变形破坏形式、地形地貌对地震力的放大效应有明显的影响。

1.活动断裂对地形地貌的控制作用

野外调查和研究表明，活动断裂带大型滑坡的发育主要受控于活动断裂带特殊的地形地貌、山体结构以及断裂强烈活动的动力特征等方面。活动断裂的发育为地质块体的快速差异性隆升奠定了基础，造成河流深切，为滑坡产生提供了有利条件。强烈的新构造活动形成了高山峡谷地貌，相对高差大，势能高，有利于大型滑坡尤其是高速远程滑坡和碎屑流的发生（图5-12）。

图5-12 断裂-隆升-剥蚀（滑坡）的更迭示意图

断裂带内斜坡的岩体结构通常比较复杂，表现为结构面密集发育、类型多样，使活动断裂带及其附近一定范围内斜坡的完整性大大降低，岩体破碎程度高、岩土力学性质差，导致大型滑坡容易发生，且稳定性较差。活动断裂带滑坡特征主要表现在以下方面：

（1）沿断裂带成群成带分布。在断裂破碎带两侧或附近，活动断裂对滑坡的形成和分布具有直接的控制作用。在断裂持续活动状态下，滑坡往往出现多次活动。在断裂带交汇处或断裂方向发生变化地段，滑坡密集发育。

（2）一坡到顶和高位特征。断裂带通常是破碎和易风化的部位，在断裂带通过的斜坡，松散层厚度较大，为滑坡的形成创造了有利条件，无论滑坡的滑动方向与断裂走向平行或垂直，断裂带滑坡都会表现出一坡到顶和高位发生的特征。

（3）后缘推挤型式。当断裂带从软弱岩体斜坡中部通过时，在断裂、降雨和地下水的联合作用下，易出现推移式滑坡，即滑坡从断裂处启动，滑体向下依次叠置，而不表现为前端启动的牵引式。

2.断裂剧烈活动（地震）诱发大型滑坡特征

以龙门山断裂带为例，汶川地震诱发大型—特大型滑坡数百处，在四川汶川、什邡、绵竹、安县、北川和青川等地最为发育。统计结果表明，距发震断裂越近，滑坡密度越大，滑坡规模也越大（许强等，2010；吴树仁等，2010）。与逆冲型地震相比，走滑型地震诱发的滑坡分布范围要窄得多，这可以从炉霍地震（走滑型）、玉树地震（走滑型）和汶川地震（逆冲型）诱发滑坡的分布范围看出来（图5-13、图5-14）。

图5-13 汶川地震滑坡沿龙门山断裂分布统计

图5-14 炉霍地震滑坡沿鲜水河断裂分布统计

汶川地震发震断裂的破裂方式是逆冲兼右旋走滑运动，具有明显的上盘效应。在北川-映秀断裂两侧5km范围内，上盘滑坡密度为3～10处/km2，下盘滑坡密度为1～5处/km2。上盘滑坡明显多于下盘，且上盘滑坡规模较大。根据对北川-映秀断裂陈家坝—邓家段滑坡分析统计，断裂两侧共发育滑坡323处，其中断裂上盘滑坡分布密度是下盘的3.03倍（张永双等，2016a）。

根据汶川地震诱发大型滑坡调查和分析表明，地震作用常沿地震断裂产生很强的冲击力（张永双等，2011），冲击力造成断裂带及上盘斜坡破碎岩体产生抛掷（图5-15）。地震滑坡的抛掷量与地震动力、斜坡风化卸荷作用程度及其形成的松散体和节理化岩体有很大的关系。

图5-15 汶川地震发震断裂附近冲击作用形成滑坡机制示意图(www.xing528.com)

1—断裂；2—砂岩；3—泥岩；4—滑坡-碎屑流；5—彭灌杂岩

3.断裂蠕滑作用对斜坡稳定性的影响

众所周知，并非所有的断裂都会诱发地震，并且地震的发生是间断性的。断裂的蠕滑作用对复杂地质条件下斜坡体应力场分布同样具有重要影响，并制约着滑坡的发育特征。断裂构造的运动方式和活动强度对斜坡体稳定性的影响较大，是内外动力耦合作用下形成滑坡的主要表现形式之一（李晓等，2008；张永双等，2009）。在断裂构造作用下，坡体结构更易破坏，从而产生规模更大、破坏性更强的滑坡和崩塌等地质灾害。断裂的蠕滑作用对斜坡稳定性的影响，与斜坡应力场的变化规律是相辅相成的。在青藏高原东缘野外调查中发现，断裂的蠕滑作用对滑坡和泥石流的控制作用明显，特别是当活动断裂直接穿越滑坡体时，其对滑坡具有直接的控制作用。当断裂穿越顺向坡且断裂产状与岩层产状相反时，断裂蠕滑容易引起顺向坡上部岩层发生弯折倾倒现象，并发生失稳。

图5-16 青藏高原东缘地形急变带主要活动断裂影响范围分布图

（二）断裂影响范围与滑坡的关系

研究区内活动断裂发育，滑坡沿断裂呈带状分布的特征十分明显。采用距断裂一定范围内的滑坡数量和密度来分析活动断裂对滑坡的控制作用，首先把断裂影响范围划分为10个等级：0～0.5km，0.5～1km，1～2km，2～4km，4～6km，6～8km，8～10km，10～15km，15～20km，＞20km（图5-16），然后分别统计与断裂距离区间内的滑坡数量和滑坡密度（图5-17）。结果表明，距断裂带越近，滑坡点分布密度越大，随着与断裂距离的增加，滑坡密度呈现下降趋势，因此断裂影响范围与滑坡密度之间呈一致性相关关系，是滑坡发育分布的重要因素之一。

图5-17 滑坡空间分布和与断裂距离之间的关系

（三）地震动峰值加速度与滑坡的关系

一般认为地震引起的破坏是地震惯性力造成的，而惯性力又取决于地面加速度，加速度增加1倍，相应的破坏也将成倍的增加。地震动峰值加速度（PGA）是地表地震动惯性力最大值的直接量度指标。从长尺度时间考虑，地震动能够反映历史地震活动对滑坡的影响，现采用我国第五代地震动峰值加速度区划图来研究分析区域性地震动峰值加速度对滑坡空间发育分布的影响（图5-18）。

首先，把地震动峰值加速度划分为6个等级：0.05g，0.10g，0.15g，0.20g，0.30g，≥0.40g，然后分别统计地震动峰值加速度区间的滑坡数量和滑坡密度（图5-19）。结果表明，除地震动峰值加速度≥0.40g区间外，滑坡密度与地震动峰值加速度呈正相关关系，随着地震动峰值加速度的增加，滑坡密度也随之增加，地震动峰值加速度0.30g区间具有最高的滑坡密度，地震动峰值加速度0.05g区间具有最低的滑坡密度，因此地震动峰值加速度是影响滑坡发育分布的重要因素之一。