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《西北大学》 2005年
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宁夏海原地震诱发黄土滑坡的形成机制研究

袁丽侠  
【摘要】:在对宁夏海原1920年8.5级地震引发的数千个大规模黄土滑坡的背景资料进行深入研究的基础上,对海原大地震极震区东南部的海原、固原、西吉县境内的地震滑坡的类型进行了形态划分,对地震诱发黄土滑坡的综合致灾机理进行了分析。 (一)深入到西吉县滑坡重灾区进行黄土滑坡地面调查,对该区分布的滑坡进行了分类,对比沿滥泥河左右两岸滑坡在地形地貌、规模、滑距、坡度及平面、剖面特征,阐明沿西吉滥泥河流域的右岸是缓坡、高速、长滑距巨型滑坡的集中发育地带。绘制相应的区域滑坡分布图、滑坡剖面图和典型滑坡的平、剖面图 (二)西吉县位于陇西旋卷构造的弧形转折端处、北北西向的海原断裂带东端与近南北向六盘山断裂带的交汇部位,恰恰位于海原大地震地应力调整场内弹性应变能积累和储备的枢纽地带,此处是地震能量施放最大和应力集中部位。在北东-北东东向主压应力的控制下,北西-北北西向的张应力为该区大规模斜坡位移和滑坡扩展提供了空间,在强烈的新构造运动的作用下,位于海原大地震极震区东南部的西吉成为1920年海原大地震诱发黄土滑坡最发育、规模最大的地区。构造应力场的作用是西吉地震诱发黄土滑坡的形成机制之一。 (三)西吉黄土是位于黄土高原六盘山以西过渡地带黄土堆积中最独具特色的黄土。其黄土显微结构类型、颗粒排列、胶结物类型、颗粒成份、孔隙率及孔隙类型等三维空间结构有其自身的特点,大孔-支架,支架-镶嵌结构、小桥式连接、胶结程度低等特性,是造成该区黄土具有大孔隙、疏松、低含水量、强湿陷性和强震陷性等独特物理力学性质的内因,同时是西吉黄土在强震时所表现出的瞬间崩溃和地震高易损性的内因。本论文所建立的西吉黄土电子显微结构图像将为建立六盘山以西黄土显微结构的标准版图积累可贵的科学资料。因此,黄土显微结构特征是西吉地震诱发黄土滑坡的形成机制之二。 (四)特殊的黄土微地形地貌、厚层黄土覆盖、地处西吉盆地等地质背景条件,造成海原大地震时,地震波动能量在西吉地区被激化、放大的灾害后果。黄土梁、峁的顶部及边部、厚层黄土覆盖区常造成黄土的强度分异界面,使黄土场地地面运动周期增长、强震地面运动的低频成分增加、高烈度异常、使黄土层总体刚度减弱或消失。盆地效应使地震波在盆地边缘和不同介面处反射、聚焦并耦合后放大地震波。地震时瞬间高附加地震应变能的产生,使上述特殊地段成为附加应力场能量不断积聚场所,地震波在尖端部位的聚集、释放造成迎着地震波传播方向的黄土斜坡面首先受到地震波动能量的袭击,黄土强度瞬间崩溃,滑坡是黄土流释放应力的方式。研究认为:西吉县地震诱发黄土滑坡的主滑面和主滑方向是与地震波的传播方向相反的。因此,地震波的放大效应是西吉地震诱发黄土滑坡的形成机制之三。 (五)根据1920年海原大地震前出现的包括地下水异常在内的震前宏观灾异群发现象,探讨地应力的集中和松弛与气象场变化间的关系、地气耦合的结果与震前宏观异常群发的相关性、及震前水异常与黄土液化引发滑坡的关系。从地震引起黄土液化的角度论证:在地震动应力和震时突发水异常的共同作用下,由于黄土液化形成了高速、长滑距巨型黄土滑坡。黄土液化不同于砂土液化的机理在于黄土的不完全饱和、可溶盐的溶解、大中孔隙的崩溃及微小孔隙充水形成对孔压的消散作用以及低抗震性和高流动性是黄土液化的特点。因此,震时地应力集中、突发地下水异常而导致的黄土液化是西吉地震诱发黄土滑坡的形成机制之四。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:P642.22

【引证文献】
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