描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787513030199
编辑推荐
这是一本关于“5·12”汶川地震形成的唐家山高速短程滑坡及溃坝机制研究的专著。
分析和论证了大型顺层高速岩质滑坡在强震作用下滑坡突发启动、高速运行、变形解体、动量传递、碰撞刹车一系列运动过程的动力学机理，以及建立堰塞坝受到余震影响，在坝体渗流场和应力场耦合状态下，变形破坏直至溃决动态过程的理论模型 。
分析和论证了大型顺层高速岩质滑坡在强震作用下滑坡突发启动、高速运行、变形解体、动量传递、碰撞刹车一系列运动过程的动力学机理，以及建立堰塞坝受到余震影响，在坝体渗流场和应力场耦合状态下，变形破坏直至溃决动态过程的理论模型 。
内容简介
本书采用现场调查、遥感解译、工程测绘和勘探、室内理论推导和数值分析等手段，
系统开展“唐家山高速短程滑坡堵江及溃坝机制研究”，对高速短程滑坡失稳机理、堵江
机制及可能的溃坝模式进行了较为系统的描述、分析和评价。提出了唐家山顺层岩质斜坡
在强震下“后缘拉裂—中部岩块楔劈和顺层剪切滑移—底部锁固段脆性剪断—突发高速启
动”的失稳机理；探讨了顺层岩质短程滑坡“刹车”制动机制及制动类型对堰塞坝体地质
结构的控制效应，合理地解释了唐家山堰塞坝内部地质结构特征。通过Visual modflow 软
件模拟了不同水位条件下堰塞坝体内部渗流场，分析了水位抬升对堰塞坝土体的渗流稳定
性影响及不同水位下堰塞坝体的渗流稳定性，推测出堰塞坝在漫坝后的破坏模式为漫坝渐
进式溃决，但整体稳定的结论。
本书可供国土资源、水利水电系统防灾减灾、边坡工程等部门的地质工作者及高校相
关专业的师生参考。
系统开展“唐家山高速短程滑坡堵江及溃坝机制研究”，对高速短程滑坡失稳机理、堵江
机制及可能的溃坝模式进行了较为系统的描述、分析和评价。提出了唐家山顺层岩质斜坡
在强震下“后缘拉裂—中部岩块楔劈和顺层剪切滑移—底部锁固段脆性剪断—突发高速启
动”的失稳机理；探讨了顺层岩质短程滑坡“刹车”制动机制及制动类型对堰塞坝体地质
结构的控制效应，合理地解释了唐家山堰塞坝内部地质结构特征。通过Visual modflow 软
件模拟了不同水位条件下堰塞坝体内部渗流场，分析了水位抬升对堰塞坝土体的渗流稳定
性影响及不同水位下堰塞坝体的渗流稳定性，推测出堰塞坝在漫坝后的破坏模式为漫坝渐
进式溃决，但整体稳定的结论。
本书可供国土资源、水利水电系统防灾减灾、边坡工程等部门的地质工作者及高校相
关专业的师生参考。
目 录
目录
第1章绪论
1.1研究背景和意义
1.2国内外研究现状
1.2.1高速滑坡形成机理和运动机制研究
1.2.2地震滑坡研究
1.2.3汶川地震诱发滑坡研究
1.2.4滑坡堰塞坝综合治理研究
1.2.5堰塞坝渗流研究
1.3研究内容及技术路线
第2章唐家山地质环境条件及滑坡发育特征
2.1唐家山滑坡堰塞坝概述
2.2唐家山滑坡（堰塞坝）形成的地质环境条件
2.2.1水文气象
2.2.2区域地质背景
2.2.3地形地貌
2.2.4地层岩性及岸坡结构
2.2.5物理地质现象
2.3唐家山堰塞坝形态特征及地质结构
2.3.1形态特征
2.3.2堰塞坝地质结构特点
2.4堰塞坝物质组成及物理力学特性
2.4.1堰塞体物质组成
2.4.2堰塞体物理力学特性及参数选取
2.5唐家山高速滑坡堵江形成地质条件分析
2.5.1区域地质构造
2.5.2地形地貌
2.5.3地层岩性
2.5.4岸坡坡体结构
2.5.5水文条件
第3章唐家山滑坡失稳机理研究
3.1斜坡岩体结构特征和破坏模式
3.1.1斜坡岩体结构特征
3.1.2斜坡岩体破坏机制
3.2强震作用下顺层岩质斜坡动力失稳机理研究
3.2.1拉裂面形成机理
3.2.2岩块“楔劈”效应
3.2.3顺层剪切滑移机理
3.3顺层斜坡临滑形变能释放与滑坡体启程速度
3.3.1斜坡滑动简化模型
3.3.2锁固段形变能计算
3.3.3启动速度计算
3.3.4唐家山滑坡体启动速度
第4章唐家山堰塞坝形成机制研究
4.1唐家山堰塞坝形成过程分析
4.2唐家山高速滑坡“刹车”制动机制研究
4.2.1影响因素分析
4.2.2滑坡体内部碰撞解体能耗率研究
4.2.3滑坡体与泥砂层碰撞机制分析
4.2.4与对岸山体碰撞冲击机制分析
4.3碰撞过程中滑坡体塑性区的热力学状态
4.4各类型高速滑坡制动机制类型与相应的地质结构
4.5唐家山高速滑坡动力学过程数值模拟
4.5.1输入地震波选取
4.5.2UDEC模型建立及参数取值
4.5.3数值本构模型及边界条件选取
4.5.4地震波输入
4.5.5天然状态下斜坡应力分析
4.5.6地震作用下滑坡运动过程模拟
4.5.7地震滑坡形成机制模拟
4.5.8地震滑坡监测点速度
4.5.9参数敏感性分析
第5章唐家山堰塞坝稳定性分析
5.1坝体渗流破坏分析
5.1.1VisualModflow基本原理
5.1.2堰塞坝体地质模型建立
5.1.3堰塞坝渗流场模拟分析
5.2坝体边坡稳定性分析
5.2.1坝体边坡稳定性计算分析
5.2.2坝体边坡稳定性数值模拟分析
第6章唐家山堰塞坝溃坝模式及应急处置方案
6.1堰塞湖（坝）防灾减灾应急处置理论与实践
6.1.1堰塞湖（坝）应急处理实例
6.1.2堰塞湖（坝）应急处理基本原则
6.1.3堰塞湖（坝）应急处理前期工作
6.1.4堰塞湖（坝）应急处理中的关键问题
6.1.5堰塞湖（坝）应急处置措施
6.2唐家山堰塞坝坝体渗透破坏分析
6.3坝体边坡稳定性分析
6.4坝顶漫溢分析
6.5堰塞坝溃坝模式
6.6泄流槽过流冲刷能力评价及处置方案比选
6.6.1泄流槽方案比选
6.6.2泄流槽施工组织与施工技术
6.7泄流后残余堰塞坝稳定性评价
6.7.1泄流后堰塞坝概况
6.7.2剩余堰塞体稳定性评价
第7章堰塞湖（坝）防灾减灾应急处置理论与实践
7.1堰塞湖（坝）应急处置实例及教训
7.2堰塞湖（坝）应急处置基本原则
7.3堰塞湖（坝）应急处置前期工作
7.4堰塞湖（坝）应急处置中的关键问题
7.5堰塞湖（坝）应急处置措施
第8章唐家山滑坡后壁残留山体震后稳定性
8.1唐家山滑坡后壁残留山体边坡变形破坏特征
8.2唐家山滑坡后壁残留山体斜坡稳定性分析与评价
8.2.1定性分析
8.2.2定量计算
8.3唐家山滑坡后壁残留山体斜坡稳定性的有限元分析
第9章唐家山堰塞湖大水沟泥石流发育特征及堵江危害性评价
9.1唐家山堰塞坝部位泥石流发育的地质背景
9.1.1地质环境条件概述
9.1.22008年“6?14”泥石流状况
9.1.32008年“9?24”暴雨及泥石流状况
9.1.42008年“9?24”泥石流堵江及溃决过程
9.2泥石流动力特性分析
9.2.1不同降雨频率下的洪水及泥石流流量
9.2.2一次暴发泥石流总量预测
9.3泥石流堵江范围预测及危害性评价
第10章结论与展望
10.1结论
10.2展望
参考文献
第1章绪论
1.1研究背景和意义
1.2国内外研究现状
1.2.1高速滑坡形成机理和运动机制研究
1.2.2地震滑坡研究
1.2.3汶川地震诱发滑坡研究
1.2.4滑坡堰塞坝综合治理研究
1.2.5堰塞坝渗流研究
1.3研究内容及技术路线
第2章唐家山地质环境条件及滑坡发育特征
2.1唐家山滑坡堰塞坝概述
2.2唐家山滑坡（堰塞坝）形成的地质环境条件
2.2.1水文气象
2.2.2区域地质背景
2.2.3地形地貌
2.2.4地层岩性及岸坡结构
2.2.5物理地质现象
2.3唐家山堰塞坝形态特征及地质结构
2.3.1形态特征
2.3.2堰塞坝地质结构特点
2.4堰塞坝物质组成及物理力学特性
2.4.1堰塞体物质组成
2.4.2堰塞体物理力学特性及参数选取
2.5唐家山高速滑坡堵江形成地质条件分析
2.5.1区域地质构造
2.5.2地形地貌
2.5.3地层岩性
2.5.4岸坡坡体结构
2.5.5水文条件
第3章唐家山滑坡失稳机理研究
3.1斜坡岩体结构特征和破坏模式
3.1.1斜坡岩体结构特征
3.1.2斜坡岩体破坏机制
3.2强震作用下顺层岩质斜坡动力失稳机理研究
3.2.1拉裂面形成机理
3.2.2岩块“楔劈”效应
3.2.3顺层剪切滑移机理
3.3顺层斜坡临滑形变能释放与滑坡体启程速度
3.3.1斜坡滑动简化模型
3.3.2锁固段形变能计算
3.3.3启动速度计算
3.3.4唐家山滑坡体启动速度
第4章唐家山堰塞坝形成机制研究
4.1唐家山堰塞坝形成过程分析
4.2唐家山高速滑坡“刹车”制动机制研究
4.2.1影响因素分析
4.2.2滑坡体内部碰撞解体能耗率研究
4.2.3滑坡体与泥砂层碰撞机制分析
4.2.4与对岸山体碰撞冲击机制分析
4.3碰撞过程中滑坡体塑性区的热力学状态
4.4各类型高速滑坡制动机制类型与相应的地质结构
4.5唐家山高速滑坡动力学过程数值模拟
4.5.1输入地震波选取
4.5.2UDEC模型建立及参数取值
4.5.3数值本构模型及边界条件选取
4.5.4地震波输入
4.5.5天然状态下斜坡应力分析
4.5.6地震作用下滑坡运动过程模拟
4.5.7地震滑坡形成机制模拟
4.5.8地震滑坡监测点速度
4.5.9参数敏感性分析
第5章唐家山堰塞坝稳定性分析
5.1坝体渗流破坏分析
5.1.1VisualModflow基本原理
5.1.2堰塞坝体地质模型建立
5.1.3堰塞坝渗流场模拟分析
5.2坝体边坡稳定性分析
5.2.1坝体边坡稳定性计算分析
5.2.2坝体边坡稳定性数值模拟分析
第6章唐家山堰塞坝溃坝模式及应急处置方案
6.1堰塞湖（坝）防灾减灾应急处置理论与实践
6.1.1堰塞湖（坝）应急处理实例
6.1.2堰塞湖（坝）应急处理基本原则
6.1.3堰塞湖（坝）应急处理前期工作
6.1.4堰塞湖（坝）应急处理中的关键问题
6.1.5堰塞湖（坝）应急处置措施
6.2唐家山堰塞坝坝体渗透破坏分析
6.3坝体边坡稳定性分析
6.4坝顶漫溢分析
6.5堰塞坝溃坝模式
6.6泄流槽过流冲刷能力评价及处置方案比选
6.6.1泄流槽方案比选
6.6.2泄流槽施工组织与施工技术
6.7泄流后残余堰塞坝稳定性评价
6.7.1泄流后堰塞坝概况
6.7.2剩余堰塞体稳定性评价
第7章堰塞湖（坝）防灾减灾应急处置理论与实践
7.1堰塞湖（坝）应急处置实例及教训
7.2堰塞湖（坝）应急处置基本原则
7.3堰塞湖（坝）应急处置前期工作
7.4堰塞湖（坝）应急处置中的关键问题
7.5堰塞湖（坝）应急处置措施
第8章唐家山滑坡后壁残留山体震后稳定性
8.1唐家山滑坡后壁残留山体边坡变形破坏特征
8.2唐家山滑坡后壁残留山体斜坡稳定性分析与评价
8.2.1定性分析
8.2.2定量计算
8.3唐家山滑坡后壁残留山体斜坡稳定性的有限元分析
第9章唐家山堰塞湖大水沟泥石流发育特征及堵江危害性评价
9.1唐家山堰塞坝部位泥石流发育的地质背景
9.1.1地质环境条件概述
9.1.22008年“6?14”泥石流状况
9.1.32008年“9?24”暴雨及泥石流状况
9.1.42008年“9?24”泥石流堵江及溃决过程
9.2泥石流动力特性分析
9.2.1不同降雨频率下的洪水及泥石流流量
9.2.2一次暴发泥石流总量预测
9.3泥石流堵江范围预测及危害性评价
第10章结论与展望
10.1结论
10.2展望
参考文献
前 言
汶川“5 · 12”特大地震不仅在地震影响区内产生大量的崩塌、滑坡等地
质灾害，而且在整个核心区内产生了104 处滑坡堵江形成的堰塞湖，其中堵塞
规模、潜在危害、也容易诱发堰塞湖次生灾害的当属位于北川县通
口河的唐家山大型滑坡堵江堰塞湖。
唐家山位于四川省北川县县城以北约4.7km 处的通口河右岸，根据调查资
料，地震前唐家山地形坡度为40°，且属于中陡倾角顺向岸坡结构，边坡整体
和局部稳定；在地震触发下形成高速滑坡，整个下滑时间约为半分钟，滑移
800m，推测下滑速度约为28m/s，快速下滑堵江而形成的堰塞坝顺河向长
803.4m，横河向宽度611.8m，推测体积为2037 万立方米，滑坡导致近百人
死亡，前缘临空滑移距离短（原河道宽约150m），属于典型的高速短程滑坡。
由于滑坡前缘剪出口位置位于河床泥砂堆积层底部，滑坡剪出后直接推挤水体
和泥砂物质，形成高速泥砂-水汽浪，并急速冲击对岸山体表面，导致大量树木
被强大的冲击力斩断而死亡。而滑坡体在近程阶段短距离运动后，受对岸山体
的阻挡急速刹车制动停止，形成宽厚的堰塞坝。尽管滑坡体由于碰撞和摩擦作
用部分解体，但原岩层状结构并未完全破坏，运动模式呈“短程”及“整体
状”特点。随着堰塞湖水位逐渐抬升，堰塞坝上、下游水头差不断增大，水流
已通过坝体向下游渗透。截止到2008 年6 月9 日，堰塞湖蓄水已达2.425 亿立方
米，相应蓄水位高程740m，而堰塞体上游集雨面积为3550km2，6 月10 日通过
已开挖泄流槽逐级坍滑后成功泄洪，堰塞坝未发生整体溃坝，并确保了下游人
民生命财产的安全。由于堰塞坝下部地质结构相对较好，泄洪槽入口下切缓
慢，大致保持在710m水位高程，较地震前河水位660m抬高近50m水头，库内
还储集近0.861 亿立方米水量。
在2008 年6 月10 日堰塞湖正常泄水前，由于唐家山堰塞湖所处部位的特殊
性及巨大潜在危害性，其是否会整体溃坝不仅让国人焦急，更是引起世界的关
注。在6 月10 日正常泄水后，经水流冲刷和淘刷，泄流槽形成长约600m，开口
宽度145~235m，底宽80~100m，进口底板高程710m、出口底板高程702m的新
峡谷型河道。
质灾害，而且在整个核心区内产生了104 处滑坡堵江形成的堰塞湖，其中堵塞
规模、潜在危害、也容易诱发堰塞湖次生灾害的当属位于北川县通
口河的唐家山大型滑坡堵江堰塞湖。
唐家山位于四川省北川县县城以北约4.7km 处的通口河右岸，根据调查资
料，地震前唐家山地形坡度为40°，且属于中陡倾角顺向岸坡结构，边坡整体
和局部稳定；在地震触发下形成高速滑坡，整个下滑时间约为半分钟，滑移
800m，推测下滑速度约为28m/s，快速下滑堵江而形成的堰塞坝顺河向长
803.4m，横河向宽度611.8m，推测体积为2037 万立方米，滑坡导致近百人
死亡，前缘临空滑移距离短（原河道宽约150m），属于典型的高速短程滑坡。
由于滑坡前缘剪出口位置位于河床泥砂堆积层底部，滑坡剪出后直接推挤水体
和泥砂物质，形成高速泥砂-水汽浪，并急速冲击对岸山体表面，导致大量树木
被强大的冲击力斩断而死亡。而滑坡体在近程阶段短距离运动后，受对岸山体
的阻挡急速刹车制动停止，形成宽厚的堰塞坝。尽管滑坡体由于碰撞和摩擦作
用部分解体，但原岩层状结构并未完全破坏，运动模式呈“短程”及“整体
状”特点。随着堰塞湖水位逐渐抬升，堰塞坝上、下游水头差不断增大，水流
已通过坝体向下游渗透。截止到2008 年6 月9 日，堰塞湖蓄水已达2.425 亿立方
米，相应蓄水位高程740m，而堰塞体上游集雨面积为3550km2，6 月10 日通过
已开挖泄流槽逐级坍滑后成功泄洪，堰塞坝未发生整体溃坝，并确保了下游人
民生命财产的安全。由于堰塞坝下部地质结构相对较好，泄洪槽入口下切缓
慢，大致保持在710m水位高程，较地震前河水位660m抬高近50m水头，库内
还储集近0.861 亿立方米水量。
在2008 年6 月10 日堰塞湖正常泄水前，由于唐家山堰塞湖所处部位的特殊
性及巨大潜在危害性，其是否会整体溃坝不仅让国人焦急，更是引起世界的关
注。在6 月10 日正常泄水后，经水流冲刷和淘刷，泄流槽形成长约600m，开口
宽度145~235m，底宽80~100m，进口底板高程710m、出口底板高程702m的新
峡谷型河道。
在线试读
不同于以往的高速远程滑坡，唐家山滑坡失稳机理、运动（制动） 机制
和作用因素的特殊性造成滑坡呈现“高速”“短程”和“整体状”特性，并使
得堰塞坝主体保存着原斜坡岩体结构。同时唐家山堰塞湖应急抢险工程也是
我国零伤亡、为成功的经典案例，具有极其重要的研究价值和典型示范
效应。
和作用因素的特殊性造成滑坡呈现“高速”“短程”和“整体状”特性，并使
得堰塞坝主体保存着原斜坡岩体结构。同时唐家山堰塞湖应急抢险工程也是
我国零伤亡、为成功的经典案例，具有极其重要的研究价值和典型示范
效应。
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