本發(fā)明涉及地質(zhì)領(lǐng)域，特別涉及一種川東紅層巖質(zhì)滑坡變形演化階段識別方法。

背景技術(shù)：

川東紅層地區(qū)位于四川盆地東北邊緣，地處大巴山弧形構(gòu)造帶及川東平行皺褶帶結(jié)合部位，受構(gòu)造運動程度較強。區(qū)內(nèi)地層以侏羅紀、白堊紀為主，巖層緩傾或近水平狀，地貌以中低山、低山為主，區(qū)內(nèi)常年降雨量在1000mm以上。特殊的地質(zhì)背景致使該區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，其中，頻發(fā)的大型、特大型順層巖質(zhì)滑坡是主要災(zāi)害問題，如2002年的中江縣跨梁子滑坡、2004年的宣漢縣天臺鄉(xiāng)滑坡、2007年的達縣青寧鄉(xiāng)滑坡、2010的南江縣梅家梁滑坡及2011年“9.18”洪災(zāi)期間的石板溝滑坡、窯廠坪滑坡、牛馬場滑坡、千邱塝滑坡、九房塝滑坡、姚大坪1、2、3號滑坡等。區(qū)內(nèi)滑坡災(zāi)害具有群發(fā)性、突發(fā)性和隱蔽性特征，造成大范圍群死群傷，嚴重制約了當?shù)鼐用竦呢敭a(chǎn)安全和經(jīng)濟發(fā)展。

滑坡的早期識別一直是學界難題，國內(nèi)針對滑坡的識別研究已做了相關(guān)研究，如武雄、何滿潮(2001)提出利用細觀、微觀地質(zhì)特征結(jié)合宏觀地質(zhì)特征來鑒別“滑坡巖體”的新方法；鄧必勝(2002)提出了識別滑坡的地物地貌、滑坡邊界及滑坡床、水文地質(zhì)等標志；王恭先(2007)提出判別潛在滑坡可以從裂縫詳細調(diào)查、地質(zhì)條件調(diào)查、類比分析三個方面入手；鄭穎人(2007)認為古老滑坡具有較為明顯的滑坡特征，不難識別，困難的是目前尚未發(fā)生滑坡變形的潛在滑坡；孔志崗(2007)提出了潛在斜坡地質(zhì)災(zāi)害的定義，并將潛在斜坡地質(zhì)災(zāi)害的五種類型；易靖松(2015)通過滑坡的典型案例分析，結(jié)合遙感方面和地面調(diào)查等方面對川東紅層滑坡的形成條件及早期識別進行了研究。

滑坡識別方法主要分兩種：一種是基于宏觀變形進行定性判斷，另一種是通過滑坡位移監(jiān)測數(shù)據(jù)進行定量判斷。第一種方法主觀性較強，較武斷；第二種方法較理想，常因降雨、地震、人類工程活動等外界因素致使不適用。

總體來說，國內(nèi)滑坡的早期識別研究成果不多，尤其是針對川東紅層區(qū)緩傾順層巖質(zhì)滑坡的早期識別更少，識別的準確性不高，難以為區(qū)內(nèi)滑坡災(zāi)害的群測群防、監(jiān)測預(yù)警及預(yù)報提供指導(dǎo)性依據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種川東紅層巖質(zhì)滑坡變形演化階段識別方法，其通過斜坡微地貌、細部構(gòu)造等的識別特征，提出不同變形演化階段下的識別標志和方法，從而為區(qū)內(nèi)滑坡的預(yù)測預(yù)防和大型、順層巖質(zhì)滑坡隱患點的判定提供指導(dǎo)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種川東紅層巖質(zhì)滑坡變形演化階段識別方法，包括：步驟1，確定調(diào)查區(qū)內(nèi)的孕災(zāi)背景條件，主要地質(zhì)災(zāi)害問題及受控因素；步驟2，通過調(diào)查區(qū)內(nèi)的典型案例調(diào)查研究，確定調(diào)查區(qū)內(nèi)的大型、特大型順層巖質(zhì)滑坡的變形演化階段及每個所述變形演化階段的識別標志特征；步驟3，建立調(diào)查區(qū)內(nèi)的高精度遙感解譯數(shù)據(jù)及DEM；步驟4，根據(jù)所述遙感解譯數(shù)據(jù)及DEM解譯所述調(diào)查區(qū)內(nèi)的物質(zhì)構(gòu)成、地質(zhì)構(gòu)造、斜坡地貌等地質(zhì)環(huán)境；步驟5，根據(jù)所述識別標志特征及所述步驟4的解譯結(jié)果，初步預(yù)判調(diào)查區(qū)內(nèi)的隱患斜坡；步驟6，采用工程地質(zhì)類比法通過野外地面調(diào)查對步驟5中初步確定的隱患斜坡進行復(fù)核，以對隱患斜坡進行識別、變形階段判定及圈定。

優(yōu)選地，所述地質(zhì)災(zāi)害問題為滑坡和危巖，所述受控因素包括具有緩傾順向的斜坡結(jié)構(gòu)、具有日降雨量達400mm以上強降雨誘發(fā)條件、巖質(zhì)斜坡中構(gòu)造裂隙和卸荷裂隙具有階段性發(fā)育特點、巖質(zhì)斜坡微地貌形態(tài)為滑坡變形發(fā)育提供空間條件。

優(yōu)選地，所述變形演化階段包括基巖斜坡原生節(jié)理裂隙充水張開階段、初期短距離拉槽起動階段、中期槽谷緩慢擴張階段、和后期槽谷充水劇烈滑移階段。

優(yōu)選地，所述中期槽谷緩慢擴張階段包括裂隙擴張形成拉陷槽階段、和槽谷擴張形成沖溝/溝槽階段。

優(yōu)選地，所述基巖斜坡原生節(jié)理裂隙充水張開階段的識別標志特征主要表現(xiàn)為裂隙結(jié)構(gòu)面。

優(yōu)選地，所述初期短距離拉槽起動階段的識別標志特征包括：(1)斜坡發(fā)育有順坡向張裂縫，裂縫主要表現(xiàn)為深大裂隙；(2)斜坡前部或側(cè)邊具為陡坎臨空面或深溝；(3)斜坡坡度范圍在5°-25°，坡面平直狀或階梯狀；其中，(1)為所述初期短距離拉槽起動階段的識別標志特征的主要標志，(2)為所述初期短距離拉槽起動階段的識別標志特征的次要標志，(3)為所述初期短距離拉槽起動階段的識別標志特征的一般標志。

優(yōu)選地，所述裂隙擴張形成拉陷槽階段的識別標志特征包括：(1)后部發(fā)育寬大拉陷槽或洼地，主要表現(xiàn)為寬大拉陷槽；(2)斜坡體臨空面以上發(fā)育有泥化夾層；(3)前緣或兩側(cè)臨空面發(fā)育，為陡坎或深溝；(4)后壁陡砍或斜坡先期變形留下的基巖陡壁；(5)河道受到斜坡坡腳推擠變窄呈“凸”型；(6)斜坡坡度范圍在5°-25°、斜坡剖面形態(tài)呈平直型或階梯狀；(7)斜坡后緣有匯水地形，前緣突然出現(xiàn)泉水，泉點呈線狀分布；其中，(1)和(2)為所述裂隙擴張形成拉陷槽階段的識別標志特征的主要標志，(3)和(4)為所述裂隙擴張形成拉陷槽階段的識別標志特征的次要標志，(5)-(7)為所述裂隙擴張形成拉陷槽階段的識別標志特征的一般標志。

優(yōu)選地，所述槽谷擴張形成沖溝/溝槽階段的識別標志特征包括：(1)圈椅狀地貌、或者左右側(cè)發(fā)育沖溝，三溝環(huán)繞或雙溝同源、后緣洼地等地形地貌；(2)后部發(fā)育陡坎或陡崖或斜坡先期變形留下的基巖陡壁，后部溝槽發(fā)育，中后部常見反坡臺地；(3)斜坡體臨空面以上發(fā)育有泥化夾層；(4)斜坡前部較陡，滑體中后部厚，前部?。恍逼驴v向呈陡緩相間，常見有緩坡平臺；(5)斜坡坡度范圍在5°-25°、剖面形態(tài)呈平直型，前緣向河谷凸出，或被深切，陡坎臨空面發(fā)育；(6)沖溝發(fā)育、槽谷脊低洼地段使斜坡具有一定的“槽脊相間”的地貌特征；(7)厚層-巨厚層砂巖或泥巖中常見發(fā)育一組“X共軛裂隙巖體切割成塊狀，后緣邊界呈鋸齒狀；(8)層狀塊裂巖體、地層產(chǎn)狀與周圍不一致、巖層破碎或松弛或架空；(9)斜坡前緣突然出現(xiàn)泉水，泉點呈線狀分布；其中，(1)-(3)為所述槽谷擴張形成沖溝/溝槽階段的識別標志特征的主要標志，(4)-(6)為所述槽谷擴張形成沖溝/溝槽階段的識別標志特征的次要標志，(7)-(9)為所述槽谷擴張形成沖溝/溝槽階段的識別標志特征的一般標志。

優(yōu)選地，所述后期槽谷充水劇烈滑移階段的識別標志特征包括：滑坡劇滑后多年后，將表現(xiàn)為古滑坡或老滑坡。

本發(fā)明可基于變形演化階段劃分理論對川東紅層巖質(zhì)滑坡進行早期識別標志，使川東紅層區(qū)大型、特大型巖質(zhì)滑坡及潛伏性隱患斜坡在地調(diào)詳查中更為快速、便捷、有效地被圈定，為區(qū)內(nèi)滑坡災(zāi)害的群測群防、監(jiān)測預(yù)警及預(yù)報提供指導(dǎo)性依據(jù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中的川東紅層巖質(zhì)滑坡變形演化階段識別方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明中的川東紅層順層巖質(zhì)隱患斜坡識別效果圖；

圖3是本發(fā)明中的基巖斜坡原生節(jié)理裂隙充水張開階段的變形演化模式圖；

圖4是本發(fā)明中的初期短距離拉槽起動階段的變形演化模式圖；

圖5是本發(fā)明中的裂隙擴張形成拉陷槽階段的變形演化模式圖；

圖6是本發(fā)明中的槽谷擴張形成沖溝/溝槽階段的變形演化模式圖；

圖7是本發(fā)明中的后期槽谷充水劇烈滑移階段的變形演化模式圖。

具體實施方式

本發(fā)明旨在以地質(zhì)調(diào)查為基礎(chǔ)，介紹了一種川東紅層巖質(zhì)滑坡變形演化階段劃分理論，并通過斜坡微地貌、細部構(gòu)造等的識別特征，提出不同變形演化階段下的識別標志和方法，為區(qū)內(nèi)滑坡的預(yù)測預(yù)防和大型、順層巖質(zhì)滑坡隱患點的判定提供指導(dǎo)。

本發(fā)明的總體思路是以川東紅層區(qū)地質(zhì)調(diào)查為基礎(chǔ)，深入調(diào)查區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地形地貌等孕災(zāi)背景條件，強調(diào)區(qū)內(nèi)斜坡變形破壞為地質(zhì)體的局部變形演化過程，在分析區(qū)內(nèi)大型、特大型順層巖質(zhì)滑坡的變形特征、成因機制及變形演化過程的基礎(chǔ)上，提出區(qū)內(nèi)大型、特大型順層巖質(zhì)滑坡的變形演化階段劃分理論及在不同變形演化階段下的早期識別標志，進而采用工程地質(zhì)類比法對區(qū)內(nèi)的斜坡進行隱患識別及圈定，為區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的群測群防及預(yù)警預(yù)報提供依據(jù)。

請參考圖1至圖7，本發(fā)明中的川東紅層巖質(zhì)滑坡變形演化階段識別方法包括以下步驟：

步驟1，確定調(diào)查區(qū)內(nèi)的孕災(zāi)背景條件，主要地質(zhì)災(zāi)害問題及受控因素。

例如，通過收集資料和調(diào)查，川東紅層區(qū)地貌類型主要為構(gòu)造剝蝕中低山地形，單面山、似單面山、桌狀山地貌形態(tài)，切割深度300—700m，地形坡度一般20°左右，溝谷多呈槽型；地層巖性為白堊系、侏羅系砂巖與泥巖互層，巖層產(chǎn)狀0-30°，為區(qū)內(nèi)主要易滑地層。地質(zhì)構(gòu)造較簡單，表現(xiàn)為舒緩褶皺，巖體為層狀結(jié)構(gòu)，泥巖夾層屬易滑地層。

川東紅層區(qū)主要以滑坡和危巖(崩塌)災(zāi)害為主，小型土質(zhì)滑坡為主，但主要地質(zhì)災(zāi)害問題為在強暴雨條件下易發(fā)育大型、特大型緩傾順層巖質(zhì)滑坡，造成群死群傷危害。大型、特大型緩傾順層巖質(zhì)滑坡主要受控因素為：①具有緩傾順向的斜坡結(jié)構(gòu)；②具有日降雨量達400mm以上強降雨誘發(fā)條件；③巖質(zhì)斜坡中構(gòu)造裂隙和卸荷裂隙具有階段性發(fā)育特點；④巖質(zhì)斜坡微地貌形態(tài)為滑坡變形發(fā)育提供空間條件。

步驟2，通過調(diào)查區(qū)內(nèi)的典型案例調(diào)查研究，確定調(diào)查區(qū)內(nèi)的大型、特大型順層巖質(zhì)滑坡的變形演化階段及每個所述變形演化階段的識別標志特征。

例如，通過典型案例的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，順層巖質(zhì)滑坡的發(fā)生和發(fā)展，均要經(jīng)歷基巖斜坡原生節(jié)理裂隙充水張開、初期短距離拉槽起動、中期槽谷緩慢擴張、后期槽谷充水劇烈滑移四個階段。其中，在中期槽谷緩慢擴張階段，滑坡常表現(xiàn)為兩種形式，一種是裂隙擴張形成拉陷槽；一種是槽谷擴張形成沖溝或者溝槽。

根據(jù)本發(fā)明中的變形演化階段理論：斜坡中常見的后壁陡坎或者后緣沖溝主要由原生節(jié)理裂隙經(jīng)過充水張開、拉槽、槽谷擴張等緩慢演化過程形成的。在斜坡變形滑動、后期人類改造及地質(zhì)營力作用下，斜坡的地形地貌逐漸發(fā)生改變，順向變形使斜坡呈階梯狀地貌，橫向變形使斜坡具有沖溝環(huán)繞等特征。

根據(jù)本發(fā)明中的變形演化階段理論：在漫長的地質(zhì)變形演化史中，不同的滑坡處在不同的變形階段，且每個階段歷時是不同的，因不同斜坡的地質(zhì)條件和外界條件(降雨、人類工程活動等)是不一樣的。有些斜坡在從第二階段發(fā)育至第四階段歷時很短；而有些滑坡歷時較長，需經(jīng)歷裂隙拉槽緩慢擴張、沖溝演化、階梯狀地貌、反坡臺地等地形地貌的緩慢演化過程，進而在外界條件下誘發(fā)滑坡。

步驟3，建立調(diào)查區(qū)內(nèi)的高精度遙感解譯數(shù)據(jù)及DEM(高程數(shù)字模型)。例如，控區(qū)內(nèi)隱患斜坡的重點調(diào)查區(qū)域，建立高精度(1:1000-1:10000大比例尺)遙感解譯數(shù)據(jù)及DEM(高程數(shù)字模型)，解譯區(qū)內(nèi)物質(zhì)構(gòu)成、地質(zhì)構(gòu)造、斜坡地貌等地質(zhì)環(huán)境，重點關(guān)注對軟弱結(jié)構(gòu)面、斜坡微地貌及古(老)滑坡的解譯。

步驟4，根據(jù)所述遙感解譯數(shù)據(jù)及DEM解譯所述調(diào)查區(qū)內(nèi)的物質(zhì)構(gòu)成、地質(zhì)構(gòu)造、斜坡地貌等地質(zhì)環(huán)境。

步驟5，根據(jù)所述識別標志特征及所述步驟4的解譯結(jié)果，初步預(yù)判調(diào)查區(qū)內(nèi)的隱患斜坡。這樣，通過遙感技術(shù)，并結(jié)合區(qū)內(nèi)順層巖質(zhì)滑坡變形演化階段劃分理論及其識別標志體系成果進行預(yù)填圖，可對區(qū)內(nèi)大型、特大型巖質(zhì)斜坡進行初步預(yù)判。

步驟6，采用工程地質(zhì)類比法通過野外地面調(diào)查對步驟5中初步確定的隱患斜坡進行復(fù)核，以對隱患斜坡進行識別、變形階段判定及圈定。具體地說，對區(qū)內(nèi)初步預(yù)判的隱患斜坡進行實地調(diào)查復(fù)核，并采用諸如航空拍攝、INSAR、DEM等新技術(shù)新方法進行滑坡識別，通過以斜坡單元為基礎(chǔ)，進行逐一調(diào)查、評價和對比識別，進而有效地識別區(qū)內(nèi)大型、特大型滑坡災(zāi)害、潛伏性的順層巖質(zhì)滑坡及隱患斜坡。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明可基于變形演化階段劃分理論對川東紅層巖質(zhì)滑坡進行早期識別標志，使川東紅層區(qū)大型、特大型巖質(zhì)滑坡及潛伏性隱患斜坡在地調(diào)詳查中更為快速、便捷、有效地被圈定，為區(qū)內(nèi)滑坡災(zāi)害的群測群防、監(jiān)測預(yù)警及預(yù)報提供指導(dǎo)性依據(jù)。

優(yōu)選地，所述基巖斜坡原生節(jié)理裂隙充水張開階段的識別標志特征主要表現(xiàn)為裂隙結(jié)構(gòu)面。

優(yōu)選地，所述初期短距離拉槽起動階段的識別標志特征包括：

(1)斜坡發(fā)育有順坡向張裂縫，裂隙主要表現(xiàn)為深大裂隙；

(2)斜坡前部或側(cè)邊具為陡坎臨空面或深溝；

(3)斜坡坡度范圍在5°-25°，坡面平直狀或階梯狀；

其中，(1)為所述初期短距離拉槽起動階段的識別標志特征的主要標志，(2)為所述初期短距離拉槽起動階段的識別標志特征的次要標志，(3)為所述初期短距離拉槽起動階段的識別標志特征的一般標志。

優(yōu)選地，所述裂隙擴張形成拉陷槽階段的識別標志特征包括：

(1)后部發(fā)育寬大拉陷槽或洼地，主要表現(xiàn)為寬大拉陷槽；

(2)斜坡體臨空面以上發(fā)育有泥化夾層；

(3)前緣或兩側(cè)臨空面發(fā)育，為陡坎或深溝；

(4)后壁陡砍或斜坡先期變形留下的基巖陡壁；

(5)河道受到斜坡坡腳推擠變窄呈“凸”型；

(6)斜坡坡度范圍在5°-25°、斜坡剖面形態(tài)呈平直型或階梯狀；

(7)斜坡后緣有匯水地形，前緣突然出現(xiàn)泉水，泉點呈線狀分布；

其中，(1)和(2)為所述裂隙擴張形成拉陷槽階段的識別標志特征的主要標志，(3)和(4)為所述裂隙擴張形成拉陷槽階段的識別標志特征的次要標志，(5)-(7)為所述裂隙擴張形成拉陷槽階段的識別標志特征的一般標志。

優(yōu)選地，所述槽谷擴張形成沖溝/溝槽階段的識別標志特征包括：

(1)圈椅狀地貌、或者左右側(cè)發(fā)育沖溝，三溝環(huán)繞或雙溝同源、后緣洼地等地形地貌；

(2)后部發(fā)育陡坎或陡崖或斜坡先期變形留下的基巖陡壁，后部溝槽發(fā)育，中后部常見反坡臺地；

(3)斜坡體臨空面以上發(fā)育有泥化夾層；

(4)斜坡前部較陡，滑體中后部厚，前部??；斜坡縱向呈陡緩相間，常見有緩坡平臺；

(5)斜坡坡度范圍在5°-25°、剖面形態(tài)呈平直型，前緣向河谷凸出，或被深切，陡坎臨空面發(fā)育；

(6)沖溝發(fā)育、槽谷脊低洼地段使斜坡具有一定的“槽脊相間”的地貌特征；

(7)厚層-巨厚層砂巖或泥巖中常見發(fā)育一組“X共軛裂隙巖體切割成塊狀，后緣邊界呈鋸齒狀；

(8)層狀塊裂巖體、地層產(chǎn)狀與周圍不一致、巖層破碎或松弛或架空；

(9)斜坡前緣突然出現(xiàn)泉水，泉點呈線狀分布；

其中，(1)-(3)為所述槽谷擴張形成沖溝/溝槽階段的識別標志特征的主要標志，(4)-(6)為所述槽谷擴張形成沖溝/溝槽階段的識別標志特征的次要標志，(7)-(9)為所述槽谷擴張形成沖溝/溝槽階段的識別標志特征的一般標志。

優(yōu)選地，所述后期槽谷充水劇烈滑移階段的識別標志特征包括：滑坡劇滑后多年后，將表現(xiàn)為古(老)滑坡，斜坡被人類工程活動改造或者在長期的地質(zhì)應(yīng)力作用下，不易被察覺。在極端工況下，滑坡可能進一步發(fā)生變形破壞，古(老)滑坡呈現(xiàn)各種地形地貌特征是圈定隱患斜坡的重要識別標志。專利主要針對滑坡在劇烈滑動前，對隱患斜坡的識別，著重劇烈滑動前的階段識別標志特征。

在上述各實施例中，對各階段下的識別標志進行了分級，“主要標志”是表明斜坡所處變形階段的主控特征標記；“次要標志”是表明斜坡所處變形階段的次要特征標記；“一般標志”是表明斜坡所處變形階段的一般性特征標記，具有一定的普通性意義；其邏輯關(guān)系為：“主要標志”是主控因素，即滿足某個階段下的斜坡一定具備該階段下的主要標志特征，但具備該標志特征的斜坡不一定就可以判定為該階段下的斜坡。為此，通過該邏輯關(guān)系和實踐經(jīng)驗，可綜合定義如下判定標準：當斜坡即滿足某個階段下的主要標志，又滿足部分次要標志和一般標志時，才能判定為該階段下的斜坡。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的基于川東紅層巖質(zhì)滑坡變形演化階段劃分理論的早期識別標志和方法，實現(xiàn)對潛伏性滑坡和隱患斜坡的有效識別；

2、識別方法簡便，切實可行，提高識別率，主要應(yīng)用于1:5萬、1:1萬或更高精度的地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)中，圈定區(qū)內(nèi)大型、特大型順層巖質(zhì)滑坡及隱患斜坡；

3、需要較好的地質(zhì)基本功和對斜坡的詳細調(diào)查，能降低調(diào)查成本和提高工作效率。