汶川地震最大滑坡三维实体模型建立

　　近日，国土资源部地质灾害应急技术指导中心副主任殷跃平团队，建立了汶川地震大光包滑坡的地面数字高程模型和三维实体模型，并研究了大光包滑坡变形失稳的地震动力响应特征。 

　　汶川地震触发的特大型滑坡具有受龙门山中央断裂带控制的特点，其中，位于安县高川乡的大光包滑坡为汶川地震触发规模最大的巨型滑坡，不仅是我国，也是全球近百年来发生的规模最大的滑坡之一，受到学术界的高度关注。 

　　大光包滑坡位于龙门山中段高山峡谷最高段，山顶高程3047米，前缘高程1545米，高差达1500米。根据国家强震台网中心提供的资料，距离大光包滑坡约4.3千米的清平强震动记录台站位于汶川8.0级地震主震断裂（映秀—北川断裂）附近，是研究地震动效应非常宝贵的台站。殷跃平运用动力模拟方法，根据清平台站强震加速度三向记录，采用震前和震后高分辨率遥感数据源，进行了4期遥感图像对比解译和分析，结合现场调查和地面测绘，建立了地面数字高程模型和三维实体模型，研究了大光包滑坡变形失稳的地震动力响应特征。 

　　研究计算出大光包滑坡最大纵长约4.3千米，横宽约3.5千米，最大厚度约580米，体积为11.52亿～11.99亿立方米。研究发现，大光包滑坡在地形上呈多级台阶状，在地质上位于高川推覆体和大水闸推覆体接触的逆冲断裂带上。初步研究将滑坡划分为滑源区、滑坡洼地区、主滑体堆积区、下游堆积区、上游堆积区和前缘堆积区，强调了在地震动作用下滑坡形成的多阶段性特点。 

　　研究结果表明，大光包滑坡地震动力响应较为复杂，与简单均值结构的边坡地震动力响应特征不完全一致，受控于斜坡形态、岩体结构及地震强度和振动持时等因素，随高程、坡度放大的趋向性和节律性并不明显。研究认为，主要有5个方面原因：规模远大于一般边坡，体积可以相差数百到数千倍；地形起伏差更大，高差大于1500米，并形成了多级陡坎；岩体材料差异性大，由灰岩、白云岩、页岩、矿层、碎裂岩体等多种岩性组合而成；不连续面更多，总体上为推覆构造接触带，分布有断层、挤压带、大型节理、多组层面、磷矿采矿区等；加速度更高，由于位于汶川地震断裂带5千米内，加速度没有明显衰减，而且竖向加速度与水平加速度比接近于相等，抛掷力大，对斜坡的破坏力加大。 

　　研究发现，在水平加速度响应方面，前缘滑坡更为明显，地震动频率更高，振幅也更大，因此，利于前缘的顺层失稳滑动；在竖向加速度响应方面，后缘滑体的振幅更大，更利于拉裂、振碎解体，同时，竖向加速度（绝对值）数倍于水平加速度，更利于抛掷失稳。 

　　结合地震动力响应和运动特征，研究人员对滑坡堆积和滑源进行概化分区：下部顺层滑坡堆积区是滑坡的主堆积区，分布于滑坡东侧，堵塞黄洞子沟；上部崩滑堆积区，分布于滑坡西北、北侧，具有明显的带状特征；后缘陡壁及倒石堆区表现为张性破坏特征，陡崖下部分布大量倒石堆，呈串珠状分布，以碎块石为主，岩性与后缘及北侧陡壁岩体一致，系地震后的重力调整所致；顺层滑面及擦痕区，在滑面上分布大量与岩层倾向相同的擦痕，说明顺层滑坡在后部具有向北方向偏转滑动的特征。