Deformation characteristics and reactivation mechanism of giant ancient landslide in Wumeng Mountain area: case study of Daguan ancient landslide
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摘要: 巨型古滑坡的影响范围大、隐蔽性强，严重威胁到峡谷区城镇居民生命财产的安全。为了掌握巨型古滑坡的目前状态和未来发展趋势，以乌蒙山区云南大关古滑坡为例，采用高精度遥感解译、无人机航测、现场精细调勘查及数值模拟计算，详细分析了该滑坡的基本特征、变形过程和复活机理。调查结果显示：大关滑坡平面面积约385×104 m2，体积约2.1×108 m3。发育于3.5万年前左右。大关滑坡属于巨型古滑坡。大关古滑坡地处峡谷地带，按地形可分为三级平缓斜坡，按变形程度可分为4个变形区。大关古滑坡体及周边发育次级滑坡40处，以推移式滑坡为主。受到降雨、地震、地质环境条件和人类工程活动等多重因素影响，目前滑坡体多处发生不同程度蠕滑变形。数值模拟结果表明：在100 a一遇降雨条件下，古滑坡体上多处发生滑动，整体稳定性系数为0.98，存在整体滑动的可能；在Ⅷ度强震条件下，古滑坡体前部和中后部区域可能出现了深层滑动，整体稳定性系数为0.93。研究成果可为峡谷区此类巨型古滑坡复活研究及防灾减灾提供借鉴意义。Abstract: The giant ancient landslide has a large influence area and strong concealment, which seriously threatens the safety of lives and properties of the urban residents in the canyon area. In order to understand the current state of the giant ancient landslide in Daguan and predict its future development trend, the basic characteristics, deformation process and resurrection mechanism of the ancient landslide are analyzed by using the high-precision remote sensing interpretation, UAV survey, field fine-adjustment survey, indoor rock and soil mass tests and numerical simulation. The landslide include three gentle slopes according to its topography, which are accumulated in multiple periods during the evolution of complex slopes in geological history. The 14C dating of organic matter in the deep slip belt reveals that the landslide was developed about 35000 years ago. The plane area of the ancient landslide is about 385×104 m2, and the volume is about 2.1×108 m3. According to the deformation degree, it can be divided into four deformation zones. Under the influences of multiple factors such as rainfall, earthquake, geological environment and human engineering activities, creep deformation occurs in many parts of the slope at present. The numerical simulation results show that under the condition of one rainfall in 100 years, several secondary landslides slide on the ancient landslide, and the overall stability coefficient is 0.98, with the possibility of overall sliding. Under the strong earthquake condition, there may be deep sliding in the front and middle and rear areas of the ancient landslide, and the overall stability coefficient is 0.93. The research results may provide reference for the studies on the revival of such giant ancient landslide in the canyon area and disaster prevention and mitigation.
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0. 引言
由于山区峡谷地形地貌的限制，古滑坡形成的堆积平台往往成为人类活动和城镇发展的重要场地[1]。近年来，随着城镇化建设的推进和城市扩容进程的加快，同时，受极端气候和地震频发的影响，古滑坡出现了局部复活或整体复活，造成了重要基础设施损毁、重大人员伤亡事件，受到了国内外学者的广泛关注[2]。1910—2011年，法国阿尔卑斯山脉Pra Bellon滑坡发生了22次复活变形，严重威胁当地居民生命财产安全[3]。2003年湖北秭归千将坪滑坡复活，体积约2.0×107m3，14人死亡、10人失踪[4]。2016年青海乐都高家湾古滑坡复活，体积约2.92×108 m3，致使兰新铁路一度中断，潜在经济损失约22.5亿元[5]。西藏樟木福利院古滑坡规模约8.60×106 m3，受2015年4月25日尼泊尔8.1级强震和余震影响出现多期次多层复活迹象，严重威胁樟木口岸通商贸易[6]。
古滑坡体一般由大型崩滑堆积体、冰碛物和冰水堆积体等颗粒分布不均的碎块石土等组成。古滑坡复活机理复杂，受到降雨、地震、地质环境条件、人类工程活动[7]等多重因素影响，复活变形过程可以是局部或整体变形，浅部或深部滑动，长期蠕滑或突发失稳。在降雨影响方面，雨水入渗增加滑体自重并润滑降低滑带强度，同时增加孔隙水压力[8]；在地震影响方面，强震破坏了岩体结构完整性和内部初始应力平衡[9]；在地质环境条件影响方面，区域性断裂带和松软破碎的岩土体等成为古滑坡复活的主要内因[10]；在人类工程活动方面，不合理的坡体堆载、坡脚侵蚀开挖、生活用水排放入渗等降低了滑体的稳定性。目前关于古滑坡复活机理的研究主要集中在以下几个方面：古滑坡体和古滑带的物理力学性质研究[11-12]、古滑坡的复活特征研究[13-14]、古滑坡的诱发因素研究[15-16]、古滑坡复活的空间预报研究[17]和古滑坡复活过程的模拟分析[18]。
由此可见，古滑坡类型多样、规模巨大、结构复杂、变形机制特殊，并且很多古滑坡长期遭受到自然和人为改造，原有外貌特征已难以分辨，因此关于古滑坡的变形特征与复活机理亟需深入研究。
本文研究的大关古滑坡由复杂斜坡演变过程中的多期次崩滑累积形成。近年斜坡上多处变形甚至滑动，有局部复活失稳的风险。为了揭示该峡谷区巨型古滑坡的变形特征、复活机理和发展趋势，通过高精度遥感解译、现场精细调查勘查、室内岩土体试验及数值模拟计算，对大关古滑坡的基本特征、变形过程、失稳机理进行了深入研究，为峡谷区巨型古滑坡复活研究及防灾减灾提供借鉴。
1. 古滑坡基本特征
1.1 地质环境
大关古滑坡位于乌蒙山区云南省昭通市大关县，大关县城坐落在大关巨型古崩滑堆积体上。古滑坡前缘斜坡紧邻大关河，属河谷深切割侵蚀中山峡谷地貌。总体呈东部高、西部低，地形坡度在15°~60°，局部为陡壁、陡崖。
古滑坡在构造上位于扬子准地台边缘大关背斜核部，受背斜影响，滑坡地层产状稍有变化。地层主要由第四系砂卵砾石、第四系碎块石粉质黏土、泥盆系砂岩、志留系泥岩砂岩、志留系粉砂岩灰岩组成。
古滑坡处于地震活动带范围内，东侧约1 km处发育草坪子断裂，西侧约2 km处发育坟坪断裂，这两条断裂带更新世以来活动不明显，但是古滑坡北西、南东两侧的五莲峰断裂带、昭通-鲁甸断裂带地震活动频繁，且距离≤15 km，为近场区，对古滑坡影响较大。据记载，自1900年以来，区域内共发生Ms≥4.5强震104次，其中4.5~5.9级95次，6.0~6.9级的7次，7.0~7.9级的2次（图 1）。大关县地震动峰值加速度为0.15g~0.20g，相应的地震烈度为Ⅶ—Ⅷ度。受断裂影响，滑坡岩体破碎，风化强烈，强度较低。
古滑坡区降雨集中在6—9月（图 2），历年平均降雨量1140 mm，蒸发量1076.9 mm。其中，1984年、1990年、1998年、2000年、2001年降雨量偏多，导致大关县地质灾害强度、频率大增。大关县城地表水和地下水丰富，县城范围内发育20余条冲沟。古滑坡堆积形成多级平台易汇水，降雨等沿坡体下渗径流最终汇入坡脚大关河（图 3）。勘察揭露，地下水初见水位为4.0~35.4 m。滑坡区地下水由浅部的孔隙水和深部的裂隙水、岩溶水等多层结构组成，各含水带均接受大气降水补给。
1.2 滑坡空间形态与变形分区特征
（1）滑坡空间形态特征
根据多期卫星遥感影像、高分辨率无人机摄影数据和现场调勘查可知，古滑坡整体平面形态近似半圆，滑坡总体向西倾斜，主滑方向约266°，斜坡坡度5°~35°。纵长（南北向）1500~2000 m，横宽（东西向）1800~2600 m，滑坡厚35~70 m，平面面积约3.85×106 m2，体积约2.1×108 m3（图 3）。
北侧以近东西向的干河沟为界，南侧以广福沟北侧山脊为界。东侧后缘沿翠屏山陡崖、广福桥陡崖近南北向展布，高程1500~1620 m；西侧前缘沿大关河东侧岸坡近南北向展布，高程920~1020 m，前后缘相对高差约600 m。
滑坡东侧后缘到西侧前缘分三级平缓斜坡，分别为上台地、中台地、下台地。
上台地：高程1350~1480 m，坡度5°~12°。上台地为古滑坡后缘拉陷槽，形成古滑坡滑动拉裂。翠屏山陡崖部位坡体呈顺层结构，地层坡角小于岩质斜坡坡角，地层产状可演化为滑移面，坡体多发育平行和垂直斜坡走向的卸荷张裂缝，使相当深度内岩体整体强度降低，地下水径流活动强烈，易发生崩塌滑移。
中台地：高程1050~1180 m，坡度3°~10°。大关县城坐落在此，大关县城人类工程活动强烈，存在大量切坡、加载建房、地下水和生活用水排放不畅问题，部分地区发生了浅层或深层滑动。古滑坡中台地南侧与北侧，坡体岩层大都为逆向结构，地层倾角较小，内部结构面多为卸荷张裂缝，具有蠕变释力特征，该地段斜坡将会有局部崩塌或蠕滑可能。
下台地：高程950~990 m，坡度5°~10°。滑坡下台地斜坡受大关河长期侵蚀冲刷改造，处于整体塑性变形阶段，易发生临空崩塌滑移。
（2）滑坡变形分区特征
按照变形特征，将古滑坡分为4个变形区（图 4）。
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图 4 大关古滑坡工程地质剖面图$ 1{\text{ - }}1' $Figure 4. Engineering geological profile of Daguan ancient landslide后部卸荷变形区（Ⅰ）：东侧上台地全部区域，滑向262°，坡度5°~14°，横宽（南北向）900~2100 m，纵长（东西向）500~840 m，面积123.65×104 m2，以卸荷拉裂变形为主。
中部剧烈变形区（Ⅱ）：中部中台地中间区域，滑向266°，坡度3°~16°，横宽（南北向）1200~1700 m，纵长（东西向）650~900 m，面积120.46×104 m2，变形深度逐渐增加，局部变形强烈。
中部蠕滑变形区（Ⅲ-1、Ⅲ-2）：中部中台地北侧和南侧区域，滑向266°，坡度8°~18°，横宽（南北向）810~1040 m，纵长（东西向）700~930 m，面积73.36×104 m2，以蠕滑拉裂变形为主。
前部临空崩滑区（Ⅳ）：西侧下台地至大关河区域，滑向266°，坡度8°~18°，横宽（南北向）2100~2600 m，纵长（东西向）350~410 m，面积67.53×104 m2，以临空崩塌蠕滑为主。
1.3 滑坡物质组成与结构特征
根据现场调查、工程地质勘察结果揭露情况：滑坡主要由第四系砂卵砾石、第四系碎块石粉质黏土、泥盆系砂岩、志留系泥岩砂岩、志留系粉砂岩灰岩等物质组成。滑体内地下水水位埋深差异较大，一般为0~9.0 m，水量较丰富。
（1）滑体特征
古滑坡滑体地层主要为第四系松散堆积层，由含碎块石、卵砾石、粉细砂的粉质黏土组成，平均厚度约55 m（图 5）。
（2）滑带特征
根据地形地貌及钻孔揭露的坡体物质结构分析，在深度42 m的堆积层（钻孔BZK18）中揭露的有机质14C测年数据表明，古滑坡发育于3.5万年前左右。
浅层滑面（带）：在20~40 m间，普遍存在岩性为第四系冲洪积层粉质黏土（Qhcol+del），褐黄色或紫红色，处于软塑—可塑状态，泥质含量高，判断为浅层滑面（带）。现场大剪试验表明在饱水条件下，浅层滑带土抗剪强度仅为20.47~24.64 kPa，易发生多层滑动。受控于坡脚前缘大关河下切因素，堆积层下覆的顺层基岩卸荷松动变形，岩体破碎程度较高。
深层滑面（带）：在40~75 m间，普遍存在岩性为第四系冲洪积层粉质黏土（Qhcol+del），灰绿色砾石含量低的易滑地层，最深一级为岩土体基覆界面，判断为深层滑面（带）（图 4）。古滑坡堆积体地下水富集，普遍赋存在灰绿色、砾石含量低的易滑地层。
（3）滑床特征
滑床由志留系粉砂质泥岩、泥灰岩组成，厚度约25~300 m。滑床岩体主要发育3组节理和1组软弱夹层。
节理Ⅰ：产状171°~71°∠80°~90°，面平直粗糙，张开2~10 mm，无充填，间距20~30 cm，延伸一般＞5 m。节理Ⅱ：产状310~340°∠81°，面平直粗糙，张开5~10 mm，无充填，间距40~60 cm，延伸一般＞2 m。节理Ⅲ：产状52°∠75°，面平直粗糙，张开5~10 mm，无充填，间距30~50 cm，延伸一般＞5 m。
软弱夹层：产状241°∠10°，张开5~25 mm，充填泥岩屑，间距5~20 cm。滑坡前缘钻孔BZK11在深度38 m处揭露出古河床卵砾石堆积层，卵砾石岩性为玄武岩，为古河流远程搬运物质，该钻孔距现在河岸距离约130 m，揭示滑坡曾经历高速远程滑动。
2. 滑坡变形特征
2.1 古滑坡变形特征
根据现场调查及资料收集分析，大关古滑坡体及周边发育次级滑坡40处。按滑坡体物质组成分类，均为土质滑坡，滑动面多为松散层与基岩接触面。规模以中型为主，其中，特大型4个，大型4个，中型15个，小型17个。滑坡多产生在20°~30°的缓坡上，以推移式滑坡为主。
基于2020年1月—2023年4月间的194期Sentinel-1 SAR数据，采用InSAR处理技术获取了大关古滑坡的地表形变速率图（图 5，负值为向斜坡外运动，正值反之）。可以看出，共识别出了20处明显的地表形变区，零散分布在古滑坡体的前部、中部和后部，形变区视线向（LOS）累积形变量在-65.4~-4.3 mm，年均形变速率在-33.0~20.0 mm/a。将地面调勘查的已知滑坡叠加到InSAR形变速率图上，可以看出，职业中学滑坡、牌坊步行街滑坡等两处滑坡边界和InSAR圈定的形变区边界有部分重合，表明这两处滑坡局部区域正在发生变形。
在职业中学滑坡、牌坊步行街滑坡上分别选取1个关键特征点XB17、XB18进行时序形变监测（图 6），分析滑坡的三维形变演化过程，经过计算得到了各点的形变量曲线（图 6，UD为垂直向形变量，抬升为正值，沉降为负值；EW为水平向形变量，向斜坡内运动为正值，向斜坡外运动为负值）。可以看出，职业中学滑坡特征点XB17雷达视线向（LOS）地表形变量为-47.0mm，平均形变速率为-14.4 mm/a；牌坊步行街滑坡特征点XB18雷达视线向（LOS）地表形变量为-40.1 mm，平均形变速率为-11.2 mm/a。由于职业中学滑坡、牌坊步行街滑坡近年来处于持续变形状态，且规模较大，威胁人口较多，因此选取这2处滑坡作为典型详细分析滑坡的变形特征。
2.2 职业中学滑坡（HP15）
（1）滑坡基本情况
职业中学滑坡位于大关古滑坡体中前部，滑坡平面上呈不规则半圆型，主滑方向240°，总体地形坡度20°~30°，为一浅层大型土质滑坡（图 7）。
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图 7 职业中学滑坡工程地质剖面图$ 3{\text{ - }}3' $Figure 7. Engineering geology profile of landslide $ 3{\text{ - }}3' $ of Daguan Vocational High School南北两侧为浅切割冲沟，滑坡后缘（东侧）高程约1101 m，前缘（西侧）高程约986 m，体积约186.4×104 m3。滑坡共威胁835人。
根据勘查钻孔揭露，滑体由第四系人工填土和残坡积含碎石粉质黏土组成，平均厚度约25 m。滑带2条，浅层滑带位于第四系坡积含砾粉质黏土层内，深层滑带位于第四系残坡积含碎石粉质黏土层内。滑床由上志留统（S2d）泥质灰岩组成。
（2）滑坡变形特征
大关县职业中学滑坡发现于2003年9月雨季，在滑坡发生后进行了治理，设置了抗滑桩和挡土墙支挡。但2017年以后，大关县城降水量偏多，当年7月26日，职业中学附近相继出现开裂变形现象。学校操场一带发育多条裂缝，主要集中于西侧填方区，见图 8（a）；教师住宅楼、学生宿舍一带发育裂缝主要有两条，呈直线型，见图 8（b）；滑坡中下部居民房屋挡墙，见图 8（c）；滑坡后缘街道（顺城路）及临街建筑一带开裂变形，见图 8（d）。后缘裂缝主要发育于顺城路西侧道路边缘及临街建筑一带，多呈直线型。
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图 8 大关职业中学滑坡地表变形特征Figure 8. Characteristics of surface deformation of landslide Daguan Vocational High School2.3 牌坊步行街滑坡（HP02）
（1）滑坡基本情况
牌坊步行街滑坡位于大关古滑坡体右前部，滑坡平面上呈不规则长舌状，主滑方向280°，总体地形坡度20°~40°，上部地形平缓，坡度20°，中下部坡度30°~40°，下部地形陡峻，坡度＞40°，为一浅层大型土质滑坡（图 9）。
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图 9 牌坊步行街滑坡工程地质剖面图$ {\text{4 - 4'}} $Figure 9. Engineering geology profile of Jiayuan community $ {\text{4 - 4'}} $南北两侧为活动性冲沟挟持，最高点位于后部北门街一带，高程1128 m，最低点位于下部陡坎一带，高程1010 m。南北向横宽约136 m，东西向纵长约345 m，面积约4.76×104 m2，平均厚度25 m，体积约122.3×104 m3，滑坡共威胁1718人。
根据勘查钻孔揭露，滑坡上部为崩滑堆积含碎、块石粉质黏土，下部为志留系中统大路寨组泥灰岩，下伏基岩为志留系中统大路寨组泥灰岩。滑面位于土-岩分界面。
（2）滑坡变形特征
牌坊步行街滑坡于2009年出现开裂变形，最初开裂变形出现于顺城路及其西侧一带，而后滑坡范围向顺城路东侧逐年扩大至上部北门街，已造成顺城路一带3间民房垮塌。滑坡发育主要裂缝4条，分布于顺城路及步行街一带，裂缝表现为折线形及圆弧形两种形态。此外，顺城路西侧及滑坡东侧北门街一带也存在不同程度的开裂变形，局部可见反向错台（图 10）。
3. 古滑坡复活失稳机理分析
为了研究大关古滑坡的复活失稳机理，本文将采用Itasca研发的FLAC3D数值计算软件对大关古滑坡的三维变形破坏过程进行模拟，包括自然重力演化、强降雨入渗、强震活动等内外动力条件，并对模拟结果进行分析。
3.1 自然重力演化状态
根据勘察资料，将古滑坡的地质模型概化为三维数值分析模型：上部浅层滑体，岩性为含砾粉质黏土；中部深层滑体，岩性为含块石粉质黏土；下部为基岩，岩性为砂岩、灰岩。
数值模拟计算选用莫尔-库仑（Mohr-Coulomb）弹塑性材料模型。岩土体物理力学参数采用室内试验和《工程岩体分级标准：GB50218T—2014》[19]，以及FLAC3D提供的弹性力学公式换算求得（表 1）。
表 1 数值模型岩土体物理力学参数Table 1. Physical mechanical parameters of rock mass岩土体 体积模
量/MPa剪切模
量/MPa重度/
(kN·m-3)内摩擦
角/(°)黏聚力/
kPa含砾粉质黏土 1.47×103 1×104 23.7 27 40 含块石粉质黏土 2.0×104 1.2×104 24.6 32 60 基岩 2.5×106 2.0×106 26.3 45 120 图 11是自然重力演化条件下古滑坡位移和剪应变增量图，可以看出，古滑坡主要的变形区域分布在后部，数值最大约为3 mm。在滑坡坡脚靠近大关河区域出现了较明显的变形，但变形量较小。
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图 11 自然重力状态下滑坡位移和剪应变增量图Figure 11. Displacement and shear strain increment under natural gravity模拟结果表明，在无内外动力条件影响下，斜坡的变形较小，仅分布在局部区域，斜坡的整体稳定性较好，未出现明显的塑性应变区。采用强度折减法计算，古滑坡整体的稳定系数FS=1.22。
3.2 强降雨条件下
根据杞明辉等[20]的1960年1月1日—2017年12月31日云南省的降雨数据、极端降雨情况以及降雨重现期可知，大关县城50 a、100 a降雨重现期的降雨量分别为110，40 mm/d。根据室内试验确定不同降雨重现期下岩土体的物理力学参数（表 2）。
表 2 不同降雨重现期下岩土体的物理力学参数Table 2. Physical mechanical parameters of rock mass under.different rainfall recurrence periods降雨
工况岩土体 体积
模量/
MPa剪切
模量/
MPa重度/
(kN·m-3)内摩擦
角/(°)黏聚力/
kPa50 a
一遇含砾粉质
黏土735 5000 11.85 13.5 20 含块石粉质
黏土20000 12000 24.60 32.0 60 基岩 2.5×106 2×106 26.30 45.0 120 100 a
一遇含砾粉质
黏土735 5000 11.85 13.5 20 含块石粉质
黏土16000 9600 19.68 25.6 48 基岩 2.5×106 2×106 26.30 45.0 120 （1）50 a一遇降雨重现期
图 12是50 a降雨重现期下古滑坡的位移和剪应变增量图。可以看出，在50 a降雨重现期下，坡体表层局部次级滑坡出现了变形失稳。文殊寺东侧滑坡（HP9，古滑坡中后侧）出现了较大变形，变形量最大约120 mm，且滑坡后部变形大，前部变形小，表明该滑坡为推移式滑坡。大关县一中东侧滑坡（HP14）也出现了较大变形，变形量约70 mm。观察剖面图 12（c）可知，坡脚靠近河流的区域，出现小范围滑动，变形量约100 mm，变形发生在浅部堆积层内。
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图 12 50 a一遇降雨状态下滑坡位移和剪应变增量图Figure 12. Displacement and shear strain increment under a 50-year rainfall return period模拟结果表明，以上局部区域在50 a一遇的降雨条件下存在失稳滑动风险。采用强度折减法计算，古滑坡整体的稳定系数FS=1.15。
（2）100 a一遇降雨重现期
图 13是100 a一遇降雨重现期下古滑坡的位移和剪应变增量图。可以看出，在100 a降雨重现期下，古滑坡体上出现了大量次级滑坡变形滑动。文殊寺东侧滑坡（HP9，古滑坡中后部）出现了较大变形，剪应变增量较大。大关县一中东侧滑坡（HP14）、龙洞滑坡（HP18）、接官亭加油站北侧滑坡（HP21）的变形量和剪应变增量较50 a一遇降雨有所增大。观察剖面图 13（c）可知，研究区斜坡出现了深层变形，呈现为后部、前部分别发育。
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图 13 100 a一遇降雨状态下滑坡位移和剪应变增量图Figure 13. Displacement and shear strain increment under a 100-year rainfall return period模拟结果表明，在100 a降雨重现期条件下，古滑坡存在整体滑动的可能性。采用强度折减法计算，100 a一遇降雨条件下，古滑坡整体的稳定系数FS= 0.98。
3.3 强震条件下
强震条件下古滑坡的三维变形破坏过程数值模拟分析采用拟静力方法，也称为等效荷载法，即通过反应谱理论将地震对滑坡的作用以等效荷载的方法来表示，对滑坡进行应力和位移计算。
（1）Ⅶ度地震烈度
图 14是Ⅶ度地震烈度下古滑坡位移与剪应变增量图。可以看出，在Ⅶ度地震烈度下，斜坡无深层失稳的风险，但是坡体的表层出现了局部次级滑坡的变形失稳。文殊寺东侧滑坡（HP9，古滑坡中后部）出现了较大的变形，剪应变增量较大，变形量最大约10 mm。大关县一中东侧滑坡（HP14）最大变形量约6 mm。斜坡后部和坡脚也出现了条带状的变形，最大变形量4~6 mm。
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图 14 Ⅶ度地震烈度状态下滑坡位移和剪应变增量图Figure 14. Displacement and shear strain increment under Ⅶ earthquake intensity采用强度折减法计算，Ⅶ度地震烈度下，古滑坡整体的稳定系数FS=1.02。
（2）Ⅷ度地震烈度
图 15是Ⅷ度地震烈度下古滑坡位移与剪应变增量图。可以看出，在地震侧向力作用下，地表出现了大面积变形，变形量最大约16 mm。文殊寺东侧滑坡（HP9）的变形较大，斜坡左侧周界变形量较大，斜坡坡脚域也出现了大面积变形区。从剖面图 15（c）上看，古滑坡中后部和前部都出现了深层滑动现象。
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图 15 Ⅷ度地震烈度状态下滑坡位移和剪应变增量图Figure 15. Displacement and shear strain increment under Ⅷ earthquake intensity采用强度折减法计算，Ⅷ度地震烈度下，古滑坡整体的稳定系数FS=0.93。
3.4 古滑坡复活机理讨论
如此规模巨大的古滑坡形成是多种因素构成的，成因及变形历时复杂，但结合现状较明显的地貌特征，地层结构及基岩性质、分布韵律特征，可以较清晰的推演出古滑坡的复活机制[21]。水、地震和人类工程活动促使了古滑坡的复活。
首先，近年来雨水偏多，研究区范围内发育20余条冲沟，地下水位为4.0~35.4 m。古滑坡堆积形成三级平台易汇水，降雨等沿坡体下渗径流最终汇入坡脚大关河，地下水径流面存在软弱面，堆积体自身软弱面在加载、切坡等破坏坡体力学平衡的因素下，极易发生局部失稳变形，形成滑坡。因此，水的作用是诱发滑坡复活最重要的因素之一[22-23]。
其次，大关古滑坡处于地震活动带范围内，脆性砂岩山体发生剪切拉裂破坏，受断裂影响，山体岩石破碎，风化强烈，强度较低。地震活动是古滑坡复活的主要因素之一。
再次，随着近年来城镇建设加速，古滑坡受到工程建设加载、切坡，对地表和地下水径流渠道改造等影响，使已稳定的滑坡体局部失稳复活，对城区居民及基础设施造成严重危害。
4. 结论
（1）大关古滑坡属河谷深切割侵蚀中山峡谷地貌，位于扬子准地台边缘大关背斜核部。古滑坡体分为三级平缓斜坡，在地质历史上，由复杂斜坡演变过程中的多期次古崩滑累积形成，深部滑带有机质14C测年揭示，滑坡发育于3.5万年前左右。滑坡平面面积约385×104 m2，体积约2.1×108 m3，为巨型古滑坡。
（2）大关古滑坡分为后部卸荷变形区（Ⅰ）、中部剧烈变形区（Ⅱ）、中部蠕滑变形区（Ⅲ-1、Ⅲ-2）和前部临空崩滑区（Ⅳ）四个变形区。大关古滑坡体及周边发育次级滑坡40处。规模以中型为主，其中，特大型4个，大型4个，中型15个，小型17个，以推移式滑坡为主。目前，滑坡体上多处次级滑坡正在发生不同程度的蠕滑变形。
（3）大关古滑坡受到降雨、地震、地质环境条件以及人类工程活动等多重因素影响。数值模拟计算结果表明，在自然演化条件下，古滑坡整体稳定性较好；在100 a一遇降雨条件下，古滑坡体上多处次级滑坡发生滑动，整体稳定性系数为0.98，存在整体滑动的可能；在强震条件下，古滑坡体前部和中后部区域出现了深层滑动，整体稳定性系数为0.93。
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图 4 大关古滑坡工程地质剖面图1 - 1′
Figure 4. Engineering geological profile of Daguan ancient landslide
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图 7 职业中学滑坡工程地质剖面图3 - 3′
Figure 7. Engineering geology profile of landslide 3 - 3′ of Daguan Vocational High School
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图 8 大关职业中学滑坡地表变形特征
Figure 8. Characteristics of surface deformation of landslide Daguan Vocational High School
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图 9 牌坊步行街滑坡工程地质剖面图4 - 4'
Figure 9. Engineering geology profile of Jiayuan community 4 - 4'
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图 11 自然重力状态下滑坡位移和剪应变增量图
Figure 11. Displacement and shear strain increment under natural gravity
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图 12 50 a一遇降雨状态下滑坡位移和剪应变增量图
Figure 12. Displacement and shear strain increment under a 50-year rainfall return period
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图 13 100 a一遇降雨状态下滑坡位移和剪应变增量图
Figure 13. Displacement and shear strain increment under a 100-year rainfall return period
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图 14 Ⅶ度地震烈度状态下滑坡位移和剪应变增量图
Figure 14. Displacement and shear strain increment under Ⅶ earthquake intensity
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图 15 Ⅷ度地震烈度状态下滑坡位移和剪应变增量图
Figure 15. Displacement and shear strain increment under Ⅷ earthquake intensity
表 1 数值模型岩土体物理力学参数
Table 1 Physical mechanical parameters of rock mass
岩土体 体积模
量/MPa剪切模
量/MPa重度/
(kN·m-3)内摩擦
角/(°)黏聚力/
kPa含砾粉质黏土 1.47×103 1×104 23.7 27 40 含块石粉质黏土 2.0×104 1.2×104 24.6 32 60 基岩 2.5×106 2.0×106 26.3 45 120 
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表 2 不同降雨重现期下岩土体的物理力学参数
Table 2 Physical mechanical parameters of rock mass under.different rainfall recurrence periods
降雨
工况岩土体 体积
模量/
MPa剪切
模量/
MPa重度/
(kN·m-3)内摩擦
角/(°)黏聚力/
kPa50 a
一遇含砾粉质
黏土735 5000 11.85 13.5 20 含块石粉质
黏土20000 12000 24.60 32.0 60 基岩 2.5×106 2×106 26.30 45.0 120 100 a
一遇含砾粉质
黏土735 5000 11.85 13.5 20 含块石粉质
黏土16000 9600 19.68 25.6 48 基岩 2.5×106 2×106 26.30 45.0 120
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