关于粗粒化滑坡坝稳定机制的见解

《Scientific Reports》：Insights into the stabilization mechanisms of coarse-grained landslide dams

　　

摘要

滑坡坝是由滑坡和岩石崩塌等动态过程形成的自然屏障，它们会阻塞河道。由于这些坝体的结构较为松散且材料分布不均匀，因此极易发生破坏，对下游地区构成严重威胁。然而，在青藏高原的东部边缘，存在着一种由岩石崩塌形成的粗粒滑坡坝。这种坝体由巨大的岩石块构成，能够保持长时间的稳定性，但相关研究却较少。本研究对三种具有代表性的粗粒滑坡坝进行了水槽实验——分别是粗颗粒组（T₁，d?? = 24.0毫米）、中等颗粒组（T₂，d?? = 8.9毫米）和相对较细的颗粒组（T₃，d?? = 1.3毫米），并对四川省康定市的Mugecuo典型粗粒滑坡坝进行了实地调查。实验结果表明，粗粒结构中的颗粒对坝体的稳定性起着关键作用。在初期形成阶段，内部的大空隙使得河水能够相对容易地从上游流过坝体而不会导致坝体溢出。在渗流阶段，下游斜坡上的巨大岩石块难以被水流以一定速度带走，从而保证了坝体的整体稳定性。在长期的河流冲刷作用下，这些岩石块形成的粗化层和阶梯状水流系统能够抵抗强烈的侵蚀作用，使粗粒滑坡坝得以长期保持稳定。