2016年9月28日,台风“梅吉”带来的暴雨在中国台湾省高雄市盐朝区引发了灾难性的泥岩滑坡。 滑坡的总体积约为8700立方米,阻塞了一条工业道路,并在下坡处造成一栋复式房屋的移位,导致三人死亡。
地理位置
2016年9月28日,在梅吉台风期间,暴雨在泥岩斜坡上引发了灾难性的滑坡(图1)。 这场灾难位于台湾高雄市盐朝区(北纬22°47′18.4”,东经120°22′45.1”)。 大约8700 立方米的滑体沿陡坡移动,阻塞了40 m以上的工业道路,沉积物的厚度超过3 m。 滑坡摧毁了一座双层房屋并夺去了三人的生命。
当建筑物受到滑坡的冲击时,它按照滑动路径移动了大约13 m。 根据滑坡的滑动路径和高分辨率地形数据绘制了代表性断面。
地貌特征
如图(图2a)所示,研究区域的区域地形从东南到西北逐渐变平缓,海拔范围在60 m至160 m之间。研究区的北侧是泥岩斜坡,而斜坡的脚趾被工业道路所包围。在滑坡发生之前,在裸露的斜坡底部建了一座复式房屋。在滑坡的源区和沉积区,坡度梯度的差异非常明显。坡体的平均斜度约为35°,沉积区域的斜率约为15°。反复发生的沉积和侵蚀活动导致缺乏植被,泥岩斜坡形成了荒地景观。此外,根据1944年的1:25,000地形图(图2b),在原始复式房屋的东北方向观察到了大的滑坡特征。图2c显示,古代滑坡地形已成为一个洼地,其海拔高度比邻近地区低。现在,这是一个蓄水的池塘。该特征暗示,由于泥岩斜坡处于如此大的历史滑坡特征的延伸范围内,因此它可能易于发生滑坡。
地层岩性
根据1:50,000的地质图,研究区域位于更新世时期形成的两个地层中。第一个是位于上坡的奇亭地层,由夹有泥岩的厚砂岩(SS-MUD)组成。另一个是古丁肯编队。它是盐朝滑坡暴露的主要地层,其岩性在泥岩和砂岩之间交替(MUD / SS)。
气象
下图显示了在台风“梅吉”期间从岐山站(C0V740)收集的降雨统计数据。 24小时之内的累积降水量为539 mm,中央气象局(CWB)将其归类为极端降雨事件。 尽管最高降雨量发生在9月28日凌晨4点,但是没有目击者很难确定斜坡的实际破坏时间。 此外,在梅吉台风期间,在含泥岩的地区几乎没有发生过滑坡。 因此,2016年燕朝的灾难性滑坡导致人们意识到泥岩边坡的潜在灾难性破坏。
诱发因素
在研究区域中,台湾省中央地质调查局(CGS)在2016年宣布了几个地质敏感区域。大部分区域是由于倾角斜坡特征而划定的,而其他区域是由于泥岩斜坡中浅层滑坡的发生而确定的。注意,在以前的官方数据中,没有将该滑坡区域划定为地质敏感区。
为了弄清研究区域的滑坡历史,本研究基于1:25,000地形图描绘了斜坡单元,并根据多时相卫星图像分析了每个斜坡单元的滑坡演化。图a显示2006年在#II,#III和#IV斜坡上发生了滑坡。尽管在此阶段滑坡仅分布在较低的斜坡上,但源区的植被覆盖被一些发育的裂缝破坏,特别是在#III和#IV的坡度指定滑坡后边界的裂缝发生在2006年至2009年之间(图a和b)。 #IV斜坡由于滑坡而表现出荒地特征,而裂缝和滑坡区域则向#III斜坡的上坡略微发展。值得注意的是,在#I坡度中已经可以看到一个大的侵蚀沟,在源区侧面还可以看到两个较小的沟。图c显示#II,#III和#IV的坡度是由植被恢复的,景观没有明显变化。即使在几次严重的台风事件之后,#I斜坡仍被茂密的植被覆盖。但是,除了#I坡顶部的预先存在的沟壑以外,在源区的一部分中还可以识别出可见的裂缝。
现场调查图
数值模拟
(a)阶段:在失效后阶段的开始,施加了渗流力,从而耦合了有限元分析的结果。
(b)阶段:滑动块沿斜坡的陡峭部分(27°)加速,这表明滑动块的前部主要是由于地形引起的自由落体。在这一阶段达到了滑动块的最大平均速度,约为4.41 m / s。
(c)阶段:滑动块的前部的加速度随着达到较缓的斜率而开始显着下降,而滑动块的后部则持续加速。在这一阶段,滑动块几乎挡住了道路。
(d)阶段:滑动块连续移动并开始与参考建筑物碰撞。由于滑动质量碰撞参考建筑物,速度再次略有下降。
(e)阶段:观察到滑动质量与参考建筑物之间的相互作用。在此阶段,运动过程尚未达到力量平衡。
(f)阶段:在最后阶段,滑动块的沉积完成。参考建筑物的最终位移为13 m,满足了现场观察到的结果。
滑坡成灾机理
(1)灾难发生前,泥岩斜坡被茂密的植被覆盖;
(2)人类活动干预:泥岩斜坡内已开发地下管道系统,水的作用弱化岩体力学性质;
(3)降雨诱发滑动运动带动下伏泥岩以及崩塌中的滑坡整体破坏;
(4)前缘运动带动后部岩体,具有牵引式特征。
参考文献
[1] Cheng-Han Lin, Ching Hung ,Meng-Chia Weng, et al. Failure mechanism of a mudstone slope embedded with steep anti-dip layered sandstones: case of the 2016 Yanchao catastrophic landslide in Taiwan. Landslides (2019) 16:2233–2245;DOI 10.1007/s10346-019-01250-3
[2] Hung C, Liu C-H, Chang C-M. Numerical investigation of rainfall-induced landslide
in mudstone using coupled finite and discrete element analysis. Geofluids 2018:1–15.
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