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中国铁路工程经过上百年的发展,意识到只有在方案比选阶段重视区域地质环境,才是确保工程安全、节省投资的最终途径。这就需要在几百乃至上千公里地域上高效、低成本地获取区域性的特征信息、评价区域地质环境。构造地貌学是研究地球内动力作用形成的或直接受地球内力作用控制的外力作用所形成的地表形态特征及其发生、发展、结构和分布规律的科学,可以在大型和中型的地貌尺度上研究地貌的轮廓、形成机理和区域分异,这正是一种与铁路选线廊道选择方案阶段研究尺度相匹配的学科。因此,在大面积选线和线路原则方案比选时引入构造地貌学理论与方法是铁路勘察设计的技术发展方向之一。本文即在构造地貌学的时空尺度上,配合航卫片、遥感解译与ArcGIS等技术,通过案例性的研究,分析区域孕灾环境、进行灾势预测、提出减灾选线策略。主要内容分为以下几个部分:(1)首先从构造运动的角度介绍了构造地貌的形成过程及中国的地貌格局,其中来自印度板块的作用力是中国大陆及中亚新生代构造变形的主要动力来源,内动力是系统的,稳定的,而外动力则是随机的。地球内动力作用在地表山体中产生的力学效应是结构应力释放和结构松弛,与外动力作用的剥蚀,搬运和沉积的作用方式是相互促进的、相互耦合的。我国主要山地灾害的区域分异总体上与构造活跃性一致,西强东弱。在不同的气候区划区则强化了特定灾种的严重性,内动力对灾害分布有控制作用。(2)基于地貌循环理论,论证了在一个地貌发育循环周期内,流域谷坡将经历向临界坡发展、到达临界坡、偏离临界坡的演变阶段,在降雨、地震等触发条件具备时,山地灾害相应地呈现从发展到旺盛再到衰退的规律,这就是根据流域演化发育阶段预测地震触发崩塌滑坡危险性的原理。针对地貌循环理论假定整个流域同时发育的缺陷,提出了根据河床坡降指数(SL指数)的突变点划分流域地貌单元的理念,从而解决了地貌侵蚀循环理论应用于复杂大流域的适用性问题。文中分别论述了通过地貌循环理论和河谷纵剖面指标法求得谷坡状态的理论和方法,实震资料证明两种方法均是正确的,只是精度不同。基于地貌循环理论可以建立起一种与原则选线阶段精度要求相匹配的区域性地震触发崩塌滑坡危险性预测方法,而河谷纵剖面指标法只适合定性的粗略判定。上述方法亦可为其它诱因的区域性山地灾害危险性预测提供借鉴。(3)优化了区域地应力状态评估方法,并将构造应力状态应用到了崩塌滑坡优势方向的评估中。基于现有的地应力评估模型,通过增加一个自变量(地震活动性参数:b值)修正,修正后的模型在地震活动比较强烈的地区地应力评估精度得到明显提高。基于芦山地震的实震资料,提出自然坡体的优势方向是决定崩塌滑坡方向的首要因素,但需考虑不对称地形造成的坡向分异现象;基于对抗性原理,提出新构造应力场也是崩塌滑坡方向的全局性影响因素;地表最大累计加速度方向(可由地震台站记录获得)也是其代表区域内崩塌滑坡方向的影响因素。本文有关上述三因素对地震触发崩塌滑坡方向的控制效应的认识,对于盲断层型地震,可能是具有普适性意义的规律。(4)冰川泥石流的形成是内动力和外动力作用的共同结果,隆升速度控制了泥石流地形的发育程度。在强隆升区的边缘地区,河流强烈下切,原来的U型冰川槽谷正在向V型谷转换,上游为U型谷,宽缓平坦,为泥石流的物源提供汇集的场所;下游为V型河谷,窄深陡峭,为泥石流提供流通区,是泥石流爆发的理想地形。地壳的隆升速度决定了U型谷是否向V型谷转化及转化的速度。年隆升速率<2mmm时,U型谷得到很好保存,不向V型谷转化;年隆升速率>2mm时,会向V型谷转化,且隆升速率越大,转化速率越大,冰川泥石流沟发育时间更短。原有的冰斗地形,成为天然的大面积汇水区域,也大大的加速了大型泥石流地形条件形成的进程。基于地壳隆升后对泥石流沟的地形改造、冰期旋回对泥石流物源的影响、冰斗的阴阳坡效应对泥石流危险性的影响,提出了冰川泥石流孕灾环境的评定标准。研究为冰川泥石流形成过程的认识提供了新的视角,并为冰川泥石流的发展趋势预测提供新方法。(5)针对冰川泥石流、冰湖溃决、雪崩这三类典型的冰雪灾害,提出了海洋性冰川覆盖区减灾选线策略。在冰川泥石流严重地段,线路最好布设在阴坡;若遇到大型泥石流沟,需考虑堵河风险。针对冰湖溃决引发主河突发洪水风险,应尽量采用高线位。在雪崩分布的地段,线路易布设在阳坡;可以通过明洞或者防雪栅栏防护。针对雪崩抛程对线路危险性的重要意义,本文基于山体崩塌和雪崩之间的异同点,以雪崩形成区面积、雪崩最大高差进行雪崩抛程预测。通过统计帕隆藏布江然乌-通麦段典型的沟槽式中等湿雪雪崩36处,认为等价摩擦系数与对数面积之间存在良好的线性关系,关系式为(相关系数为R2=0.425)。以此预测雪崩抛程,可作为铁路方案比选阶段快速估算线路绕避范围的一种简化方法使用。