Deslizamiento de tierra de "7" de altura en la aldea de Sanxi, Dujiangyan, Sichuan
A las 10:00 del 13 de julio, se produjo un deslizamiento de tierra a gran altitud en Wuxiangang, Grupo 1, aldea de Sanxi, ciudad de Zhongxing, ciudad de Dujiangyan, provincia de Sichuan, que causó numerosas víctimas y pérdidas de propiedades. El deslizamiento de tierra se caracteriza por su ubicación elevada. Después de que el deslizamiento de tierra suelto en el borde de salida se deslizara 310 m hacia el noreste, impactó violentamente y se desplazó hacia la ladera opuesta. Después de desviarse, se transformó en un flujo de escombros, deslizándose unos 950 metros hacia abajo a alta velocidad, impactando los depósitos poco profundos de la pendiente residual del Cuaternario en la zanja de pala, enterrando las casas de 11 aldeanos en la zanja y eventualmente formando un deslizamiento de tierra de alto nivel en un Zona de bajo riesgo de peligros geológicos. La distancia total de deslizamiento del deslizamiento de tierra es de aproximadamente 1,26 km y el volumen total supera los 65.438,5 millones de m3. Las fuertes lluvias son la causa directa de este desastre por deslizamiento de tierra. De 8:00 a 10:00 del 8 de julio, se produjeron fuertes lluvias continuas en la aldea de Sanxi, en la ciudad de Zhongxing. La precipitación máxima acumulada en la ciudad de Dujiangyan alcanzó los 537,4 mm, equivalente al 44,1 del total anual de precipitaciones en la zona.
2 Condiciones geológicas del área del deslizamiento de tierra
2.1 Topografía
El área de estudio está ubicada en la zona de transición de la montaña Longmen a la llanura de Chengdu en el este Borde de la meseta Qinghai-Tíbet en el centro de Sichuan. El terreno es alto en el noroeste. Bajo en el sureste. La diferencia de altura relativa entre la montaña Longmen y la llanura de Chengdu es de 3990 m (Figura 1). La ciudad de Zhongxing pertenece al área montañosa de Zhongshan en la zona de transición (elevación 1000 ~ 3500 m). El estrato está compuesto principalmente de arenisca, piedra caliza y algo de conglomerado. La forma del relieve está obviamente controlada por la litología estratigráfica y la estructura geológica, y se compone principalmente de formas del relieve de erosión estructural y acumulación de valles, formas del relieve de erosión estructural de pliegues y fracturas y formas del relieve de erosión estructural intrusiva y denudación. La pendiente pronunciada es larga, la arenisca espesa y el conglomerado espeso a menudo forman escarpes o acantilados y la estabilidad de la pendiente es pobre. Hay deslizamientos de tierra o colapsos a gran escala en estructuras de fallas. El área del deslizamiento de tierra está ubicada en la pendiente natural del conglomerado arenoso del Cretácico de Wuligang, con tendencia noreste15. Debido a la influencia de los sismos y la meteorización, las juntas, fisuras y lechos del macizo rocoso se rompen, proporcionando condiciones de terreno favorables para la ocurrencia de deslizamientos.
2.2 Características de las precipitaciones
El área de Dujiangyan donde se encuentra el deslizamiento de tierra tiene precipitaciones abundantes. La precipitación promedio durante muchos años es de 1225,4 mm y la precipitación máxima fue de 1605,4 mm (1978). La distribución mensual de las precipitaciones es desigual: de mayo a septiembre es la temporada de lluvias, con precipitaciones que representan el 77,7% de las precipitaciones del año, y las mayores precipitaciones se producen entre julio y agosto, que representan el 45,9% de las precipitaciones del año, lo que representa casi la mitad. de las precipitaciones del año. El deslizamiento de tierra de alto nivel "7.10" ocurrió en julio. La precipitación máxima mensual es de 592,9 mm (0 de agosto de 19865438) y la precipitación máxima de un solo día es de 213,4 mm (29 de junio de 1980). El número máximo de días en un mes es 30 (enero de 1961), y el número de días sin lluvia en todo el mes sólo se produjo en enero de 1963. El número máximo de días de precipitación consecutivos a la vez fue de 33 días (65438 8 de septiembre de 0954 ~ 65438 10 de octubre), con una precipitación acumulada de 339,3 mm. La estación pluviométrica más cercana al deslizamiento de tierra de Sanxi Village se encuentra en la estación meteorológica de Xingfu Village. Ciudad de Xingfu, ciudad de Dujiangyan. La estación registró una lluvia acumulada de 920 mm entre las 8 pm y las 8 am del 7 de julio, que oscilaron entre 1105,9 mm y las 8 am, lo que fue una lluvia intensa a largo plazo. Dado que el autor no recopiló datos de la estación Xingfucun, este artículo analizó los datos de lluvia de la estación meteorológica Dujiangyan.
2.3 Litología estratigráfica
A excepción del Ordovícico, los estratos de esta zona están expuestos desde Yuanguyu hasta el Cuaternario, con un espesor total de 20.000 metros. Los estratos Triásico, Jurásico, Cretácico, Paleógeno y Cuaternario son los más ampliamente distribuidos. El conglomerado arenoso expuesto y otros estratos tienen una débil resistencia a la intemperie y se rompen por una fuerte erosión, formando crestas o acantilados empinados, lo que resulta en una pobre capacidad de autoestabilización del macizo rocoso de la pendiente y propenso a deslizamientos de tierra y colapsos.
2.4 Estructura geológica
Afectada por la deformación por compresión de la meseta Qinghai-Tíbet, la falla del piedemonte de Longmenshan y la falla de Yingxiu Beichuan, la estructura geológica es compleja y se desarrollan zonas de falla. La falla Maowen (F1), con tendencia noreste, la falla Yingxiu-Beichuan (F2) y la falla Guanpeng (F3) son grandes fallas regionales que atraviesan las partes central y occidental del área de estudio y tienen aproximadamente 40 km de largo (Figura 1). La zona de fractura y la zona de influencia de la falla son amplias (aproximadamente 30 km), las paredes de la falla y los triángulos de la falla están bien desarrollados y, a menudo, tienen cortes duros. Entre ellos, el plano de falla de Yingxiu Beichuan se inclina hacia el noroeste, con ángulos de inclinación de 300 a 330° y de 50 a 60°.
La falla de Guanpeng tiene unos 50 kilómetros de largo en esta área, con una tendencia de 30° ~ 60°, un promedio de 45°, un ángulo de inclinación de sección de 365438° 00° ~ 330° y un ángulo de inclinación de 45° ~ 53 °. Es una falla de compresión-torsión.
3 Características de los deslizamientos de tierra y velocidad de movimiento de la aldea de Sanxi
3.1 Características básicas de los deslizamientos de tierra
Adoptado el 8 de octubre de 2010, Ziyuan No. 02C (ZY-1 02C ) La interpretación de imágenes de teledetección y la investigación de campo (Figura 2) encontraron que el deslizamiento de tierra de Dujiangyan Sanxi Village está ubicado en la zona de pendiente inversa de un grupo de pendientes naturales en Sanxi Village, bifurcándose en el borde posterior del deslizamiento de tierra. 1 deslizamiento de tierra es de mayor escala y el borde posterior del deslizamiento de tierra es de naturaleza más grande. Las casas en Wuxiangang y la ladera que conduce a la zona residencial Daziyangou 11 quedaron destruidas, con un área dañada de aproximadamente 2,7×105m2. Los deslizamientos de tierra tienen largas distancias de deslizamiento, velocidades de deslizamiento rápidas, un fuerte poder destructivo y daños graves. El deslizamiento de tierra n.º 2 se encuentra en el suroeste del deslizamiento de tierra n.º 1. La masa de roca suelta se desliza hacia el noroeste y fluye a lo largo del valle durante unos 350 m. El deslizamiento de tierra n.º 1 en la aldea de Sanxi tiene una gran distancia de deslizamiento, una velocidad de movimiento rápida y un fuerte poder destructivo. y el mecanismo de desarrollo es relativamente típico.
Figura 1 Ubicación del área de estudio y mapa del entorno geológico de las áreas adyacentes
(F1: falla de Maowen; F2: falla de Yingxiu-Beichuan; F3: falla de Guanpeng)
Figura 2 Imagen de detección remota ZY-102C después del deslizamiento de tierra y el desastre del flujo de escombros en la aldea de Sanxi.
La elevación del borde de salida del deslizamiento de tierra de Sanxi Village #1 es de 1132 m, la elevación del borde frontal es de 755 m y la diferencia de altura es de 377 m. La longitud total del deslizamiento de tierra es de 1260 m, el ancho promedio es de aproximadamente 1,20 m y el espesor de acumulación promedio es de 10 m. Se espera que el volumen del deslizamiento supere los 1,5 × 1,06 m3 y la forma en planta es en forma de U. Se encuentra en la zona de intensidad ⅷ del terremoto de Wenchuan en mayo de 2008 y a menos de 30 km del epicentro de Yingxiu. Es una zona gravemente afectada y obviamente fue afectada por el terremoto. Al mismo tiempo, el área de deslizamientos de tierra pertenece al área de grava del Cretácico, que está severamente erosionada y rota, ha desarrollado vegetación y está muy oculta en desastres.
El deslizamiento de tierra comenzó desde la capa de grava suelta de la plataforma de roca de caracteres chinos de 1132 m. La grava era inestable y se deslizó unos 310 metros hacia el noreste antes de ser bloqueada. Golpeó y raspó violentamente la ladera opuesta y las paredes laterales del muro de la zanja, desviándolo hacia el norte y convirtiéndose en un deslizamiento de tierra. Después de fluir 950 m en dirección noroeste, se detuvo en el agujero del puente del Grupo 1 de la aldea de Sanxi, Wuxiangang. La dirección general del movimiento fue noreste-norte-noroeste. Las vistas en planta y en sección transversal del deslizamiento de tierra número 1 en la aldea de Sanxi se muestran en las Figuras 3 y 4. El deslizamiento de tierra es similar al deslizamiento de tierra de Guanling en Guizhou el 28 de junio de 2010 y al deslizamiento de tierra de Jiweishan en Wulong, Chongqing el 5 de junio de 2009.
Figura 3 Vista en planta del flujo de escombros del deslizamiento de tierra en la aldea de Sanxi (I-I' es la línea de sección, la Figura 5 son las fotos de B, C y D).
Figura 4 Vista en sección del deslizamiento de tierra n.° 1 en la aldea de Sanxi (① ② ③ ④ ⑤ en la Figura 6 son las ubicaciones de los puntos de estimación de la velocidad del deslizamiento de tierra).
De acuerdo con las características de inicio, movimiento y acumulación del flujo de detritos en el deslizamiento #1, se divide en tres partes: el área de deslizamiento de grava, el área de raspado de colisión y el área de cobertura de acumulación del flujo de detritos ( Figura 5a):
Cinturón deslizante: la elevación superior de la pared trasera del cinturón deslizante es de 1132 m, la elevación de salida de corte del borde frontal del deslizamiento es de 997 m y la diferencia de altura es de 135 m. El plano del borde posterior del deslizamiento de tierra tiene la forma de una calabaza invertida, con una anchura media de unos 280 m y una longitud media de unos 290 m. La pared trasera se levanta a 90°, con una diferencia de altura de unos 20 m. La investigación in situ mostró que el terreno original del área de deslizamiento era un área de grava con una fuerte pendiente ascendente y una suave pendiente descendente, con una pendiente del terreno de aproximadamente 30°. Después del deslizamiento, todavía queda una gran cantidad de masa rocosa suelta y mezcla de suelo y roca en la zona del deslizamiento, principalmente grandes trozos de arenisca rota. La piedra más grande mide unos 15 m de largo, 10 m de ancho y 20 m de espesor. En la actualidad, el espesor de la acumulación residual en el borde de salida es de aproximadamente 10 m, y la acumulación suelta en el borde de salida es extremadamente inestable (Figuras 5b y 5c). Provocado por las lluvias, es muy probable que se produzca otro deslizamiento.
Área de colisión y raspado: La grava en el borde posterior del deslizamiento de tierra chocó con la pared lateral del canal de Wulipo, raspando la superficie del suelo flotante y los árboles en Wulipo, formando un área de raspado de aproximadamente 310 m de largo y 65m de ancho en el lado este del canal. Se involucra suelo residual superficial (espesor 5-7 m) y árboles, aumentando el volumen de la fuente. Al mismo tiempo, después de la colisión, el propio cuerpo deslizante se desintegra, formando un flujo de escombros, que se desvía y fluye a gran velocidad en dirección NO.
Área de cobertura de acumulación del flujo de escombros: el espesor del cuerpo de acumulación del flujo de escombros es de 10 ~ 15 m, la longitud del área de acumulación es de aproximadamente 640 m, el ancho del área de acumulación es de aproximadamente 70 m, el flujo total La dirección es NO, la pendiente es de aproximadamente 10, y 11 casas enterradas en la trinchera fueron destruidas, el material se encuentra fragmentado principalmente por deslizamientos de tierra.
Figura 5 Características del flujo de escombros de deslizamientos de tierra en Sanxi Village 1 #1
(La ubicación de la foto se muestra en la Figura 3, a. Área de movimiento deslizante (I. Área de deslizamiento, II. Área de raspado área, III. Área de cobertura) y trayectoria de movimiento (flecha roja); b. Grietas de tracción y acumulación suelta en el borde de salida; c. Grandes bloques de arenisca en la acumulación residual en el borde de salida)
3.2 Velocidad del flujo de escombros de deslizamientos
La fórmula propuesta por Scheidegger se utiliza actualmente para calcular la velocidad y la distancia de deslizamiento de deslizamientos con un volumen de millones o incluso decenas de millones de metros cúbicos:
Casos típicos de grandes desastres geológicos en China y prevención de emergencias en 2013
Donde, V es la velocidad de movimiento del punto estimado, G es la aceleración de la gravedad, H es la diferencia de altura vertical desde el parte superior del borde de salida del deslizamiento hasta el punto estimado en la trayectoria de deslizamiento, y L es el punto estimado desde el borde de salida del deslizamiento hasta la trayectoria de deslizamiento. La distancia horizontal del punto, y F es la pendiente desde la parte superior del borde de salida. del deslizamiento de tierra hasta el punto más lejano del movimiento del deslizamiento de tierra (también llamado coeficiente de fricción equivalente, el valor F generalmente está relacionado con el volumen del deslizamiento de tierra, cuanto mayor es el volumen, menor es el valor F, mayor es la maniobrabilidad). Según las fórmulas (1) y (2), se puede calcular la velocidad del deslizamiento de tierra en cualquier punto durante el proceso de deslizamiento.
La elevación del borde de salida del deslizamiento de tierra de Sanxi Village 1 # es de 1132 m, la elevación del borde frontal es de 755 m, la diferencia de altura vertical entre el borde de salida y el borde frontal es de 377 m, y la distancia horizontal desde el borde de salida hasta el borde de ataque hay 1240 m. Por tanto, el coeficiente de fricción equivalente f es 377/1240 = 0,30. De acuerdo con la topografía típica y las características de deslizamiento del área de deslizamiento del deslizamiento de tierra, de acuerdo con la fórmula (1), la velocidad inicial del deslizamiento de tierra de Sanxicun en la salida del corte es de 24,8 m/s, y la velocidad de la pala de colisión con el fondo del valle en el lado norte de Daziyan es de 38,6 m/s, la velocidad de raspado hasta la primera casa detrás del valle es de 39,7 metros/segundo. La velocidad hasta la granja en el valle es de 34,9 m/s. La energía potencial del deslizamiento de tierra es muy grande. Después de la colisión, el raspado, la rotación y el rodamiento, la energía disminuye gradualmente y la velocidad disminuye gradualmente (Figura 6). En circunstancias normales, la gente corre a unos 5 m/s, que es menor que la velocidad de los deslizamientos de tierra y los flujos de escombros. Los 11 edificios residenciales en el canal quedaron completamente destruidos en un corto período de tiempo. El deslizamiento de tierra de Guizhou Guanling ocurrió a 2010,18 m/s. Su velocidad fue cercana a la velocidad a la que el deslizamiento de tierra alcanzó una zona residencial en la aldea de Sanxi. Ambos deslizamientos de tierra causaron numerosas víctimas.
Tabla 1 Sanxi Village 1 # tabla de estimación de velocidad de deslizamiento de deslizamientos
Figura 6 Sanxi Village 1 # cambios en la velocidad del flujo de escombros con la distancia horizontal.
4 Investigación sobre el mecanismo de formación de deslizamientos de tierra
4.1 El impacto del terremoto de Wenchuan
El terremoto de Wenchuan de magnitud 8,0 ocurrido a las 14:28 del 2 de mayo En 2008, los deslizamientos de tierra indujeron casi 56.000 veces, la intensidad máxima en el epicentro fue el nivel VII. El área de estudio está ubicada en la pared inferior de la falla Xiuyingxiu-Beichuan en la zona de la falla Longmenshan y pertenece al área de intensidad ⅷ del terremoto de Wenchuan “5.12” de 2008 (Figura 7). Afectados por el terremoto de Wenchuan, se produjeron una gran cantidad de pequeños deslizamientos de tierra poco profundos en el área alta de deslizamientos de tierra de la aldea de Sanxi y sus áreas adyacentes, causando graves daños. Después del terremoto, la montaña sobre la plataforma de roca Dazi detrás de la aldea de Sanxi puede agrietarse, formando una montaña agrietada. Una gran cantidad de agua superficial en la ladera formada por las fuertes lluvias continuas del 8 de julio de 2013 penetró en las grietas de la montaña agrietada, formando una alta presión de agua impulsada por ella, la pendiente se deslizó repentinamente en un lugar alto, causando. "11 casas en Wulipo se derrumban".
4.2 Topografía y condiciones geomorfológicas
La topografía especial es la causa interna de los deslizamientos. El deslizamiento de tierra de Sanxi Village está ubicado en una pendiente natural de suave pendiente. El lecho de roca expuesto es principalmente grava y el macizo rocoso está severamente erosionado y roto. Sin embargo, esta zona tiene precipitaciones abundantes, una vegetación extremadamente densa y una tasa de cobertura forestal del 99%. Esta área alguna vez fue considerada un área de bajo riesgo de desastres geológicos, por lo que la ocurrencia de deslizamientos de tierra en la aldea de Sanxi estuvo muy oculta. Las investigaciones de campo muestran que hay una gruesa capa de escombros sueltos del Cuaternario en el barranco, que tiene las características de ablandarse cuando se expone al agua y reducir la resistencia al corte.
La roca madre es principalmente una capa de grava empinada en la cima de la montaña Houshan, con una caída de 377 m de adelante hacia atrás. El terreno es empinado y la superficie libre genera grandes deslizamientos de tierra. Este complejo modelo de desastre, en el que los deslizamientos de tierra se transforman en escombros. fluye y la distancia de deslizamiento es de 1,26km, nunca se había visto en la historia de esta zona.
Figura 7 Deslizamientos de tierra causados por el terremoto de Wenchuan, intensidad sísmica y ubicación del deslizamiento de tierra en la aldea de Sanxi.
4.3 Tormentas extremas
Dujiangyan se encuentra en la zona del monzón subtropical con abundantes precipitaciones, pero las precipitaciones de 2013 fueron inusualmente intensas, especialmente en la ciudad de Zhongxing, Dujiangyan, en la tarde de julio. 8. Los datos de monitoreo de precipitaciones de la Estación Meteorológica de Dujiangyan de la Administración Meteorológica de China muestran que una lluvia ligera comenzó a caer en Dujiangyan después de las 8:00 del 7 de julio de 2013. La lluvia de ese día fue de solo 0,1 mm. A las 8:00 del día 8, el día 8, la lluvia fue de solo 0,1 mm. La precipitación acumulada fue de sólo 15,2 mm y aumentó rápidamente con el tiempo. Las precipitaciones alcanzaron los 292,1 mm el 9 de julio. Antes de que ocurriera el deslizamiento de tierra el 10 de julio, las precipitaciones acumuladas en los tres días comprendidos entre agosto y el 10 de junio alcanzaron los 537,4 mm, lo que fue una fuerte tormenta. Provocada por lluvias muy intensas acumuladas, una gran cantidad de agua superficial se transfiere a la pendiente a través de fisuras superficiales para formar presión hidrostática. La roca y el suelo están en un estado sobresaturado, lo que resulta en un deslizamiento alto y rápido de la capa de grava del Dazi. Plataforma de roca. La Figura 8 muestra todo el proceso de lluvia y la intensidad de la lluvia que induce deslizamientos de tierra, en los que las fuertes lluvias acumuladas desencadenan directamente deslizamientos de tierra.
Figura 8 Mapa de precipitaciones antes y después del deslizamiento de tierra en la aldea de Sanxi, Dujiangyan
Un análisis exhaustivo muestra que este desastre por deslizamiento de tierra fue un deslizamiento de tierra supergrande y de alto nivel formado en condiciones geológicas especiales y condiciones de lluvias intensas extremas Se vio afectado por "El impacto del terremoto de Wenchuan del 5.12 fue obvio. La aparición de deslizamientos de tierra es el resultado del acoplamiento dinámico entre el interior y el exterior de la tierra. Los terremotos proporcionan las condiciones básicas para su desarrollo, y los eventos de lluvias intensas extremas son sus factores desencadenantes directos.
5 Experiencia e iluminación
(1) El deslizamiento de tierra de la aldea de Dujiangyan Sanxi es un desastre típico de flujo de escombros por deslizamiento de tierra a alta velocidad. De acuerdo con las características de movimiento y acumulación del deslizamiento de tierra #1, se divide en tres partes: área de deslizamiento, área de colisión y raspado y área de cobertura de acumulación de flujo de escombros.
(2) El deslizamiento de tierra de Sanxicun ocurrió bajo la influencia combinada del terremoto de Wenchuan, propiedades geotécnicas especiales, condiciones geomorfológicas y eventos de lluvias intensas extremas. Es el resultado del acoplamiento dinámico entre el interior y el exterior de la tierra. . Los terremotos proporcionan las condiciones básicas para su desarrollo, y las lluvias intensas y extremas son los factores desencadenantes directos.
(3) Se recomienda fortalecer la investigación sobre deslizamientos de tierra de alto nivel, especialmente el monitoreo de deslizamientos de tierra en áreas remotas de flujo de escombros. Además, intensificaremos la investigación de zonas propensas a desastres geológicos para lograr "desde el fondo de la acequia hasta la cima de la pendiente"