学术研究报告：青海积石山6.2级地震触发的液化性黄土长程滑坡机制研究
作者及发表信息
本研究由同济大学土木工程学院的Fawu Wang、Youqian Feng（通讯作者）、Ye Chen、Bo Zhang、Zijin Fu、Hao Ma及Shengzhe Cao合作完成，发表于期刊Landslides 2024年第21卷（3169–3177页），DOI编号10.1007/s10346-024-02373-y。
学术背景与研究目标
科学领域与背景
研究聚焦于地震工程与地质灾害领域，针对黄土高原地区地震触发的液化性长程滑坡（liquefied long-runout loess landslide）展开。黄土因其高孔隙比、易湿陷性及对水分敏感的特性，在地震中易发生液化并形成高速远程滑动，造成重大灾害。例如，1920年海原8.5级地震曾触发675处黄土滑坡，导致超10万人死亡。
研究动机
2023年12月18日，青海省积石山县发生Ms6.2级地震（震源深度10 km），诱发民和县官亭盆地一处水平运动距离达3200米的液化性黄土滑坡，造成20人死亡。研究旨在揭示该滑坡的触发机制、运动过程及水文地质控制因素，为类似灾害的预测与防治提供理论依据。
研究流程与方法
1. 地质背景调查
- 研究对象：民和滑坡位于官亭盆地北部，地层结构自上而下为冲积层（alluvium，厚3米）—黄土层（loess，>10米）—古近纪泥岩（paleogene mudstone）。
- 方法：通过无人机航测（UAV）获取数字高程模型（DEM，图6），结合野外地质测绘（图2），分析滑坡区地形（高差90米）与地层渗透性差异（冲积层与泥岩渗透系数低，导致黄土层易积水）。
2. 滑坡特征分析
- 运动分区：滑坡分为源区（AB段）、运动区（BC段）和堆积区（CD段）（图1c）。
- 源区：地震触发饱和黄土液化，形成流滑（flow-like movement），最大宽度410米，体积5.98×10⁵ m³。
- 运动区：液化黄土以4.2 m/s速度沿山谷流动，挤压形成脊状构造（图4f）。
- 堆积区：速度降至1.7 m/s，掩埋村庄房屋，最大堆积厚度4米（图8e-g）。
- 实验数据：
- 土体物理性质（表1）：黄土含水率24.1%，孔隙比0.79，颗粒均匀（图5），表明高液化潜力。
- 摩擦角：表观摩擦角仅1.61°，反映极低阻力。
3. 触发因素验证
- 地震动参数：滑坡位于地震烈度Ⅷ度区，峰值加速度（PGA）达0.2g（图3）。
- 水文条件：排除短期灌溉影响（渗透系数4.58×10⁻⁶ m/s），强调长期地质与地形控水（与4000年前喇家遗址滑坡地质条件相似，图10-11）。
4. 对比研究与机制总结
- 历史案例：对比2013年岷县地震（14人死亡）及1920年海原地震滑坡，验证黄土液化流动的普遍性。
- 失败过程重建（图9）：地震→黄土液化→流滑→冲积层塌陷→远程堆积。
主要结果与逻辑链条
- 液化机制：地震动导致饱和黄土强度骤降（三轴试验支持，引用Wang et al. 2014），液化后沿山谷高速流动。
- 长程运动：低摩擦角与地形高差（90米）共同促成3200米超长运动距离。
- 水文主控：官亭盆地封闭地形与不透水层导致黄土长期饱和，灌溉仅次要因素。
结论与价值
科学意义
- 首次系统揭示了积石山地震触发黄土滑坡的液化-流动耦合机制，提出“地质-地形控水”是液化主因，修正了灌溉主导的传统认知。
- 为黄土高原地震滑坡风险评估提供了地层渗透性与地形坡度的关键参数。
应用价值
- 指导灾区重建：建议在类似盆地地形中加强黄土层排水措施。
- 预警模型优化：将表观摩擦角（°）纳入长程滑坡运动距离预测模型。
研究亮点
- 多方法融合：结合野外调查、DEM分析、土工试验（直剪、三轴试验）与历史对比，全面解析灾害链。
- 创新观点：通过喇家遗址古滑坡类比，证明液化灾害的地质重现性，强调区域长期风险。
- 数据支撑：提供详细的土体物理参数（表1）与运动时序（村民访谈），增强结论可靠性。
资助与数据声明
研究受国家自然科学基金（42230715）和中央高校基金资助，原始数据可向通讯作者申请获取。