黄土マントルは中国全土の約 6% を占め、国の北部と中央部の広い地域を覆い、黄土高原として知られる壮大な景観を形成しています。黄土の独自性は、その準安定な土壌構造にあります (これは、以前の Science Trends の記事で紹介されました)。濡れると問題が発生します。これは、ある程度無傷の斜面を、移動距離が長く、影響が広範囲に及ぶ流動化した地すべりに急速に変化させる可能性があるためです。黄土の研究は、黄土で覆われた地域の住民の幸福にとって直接的な関心事です。中国の黄土地すべりに関する研究は、重大な社会的影響により、何十年にもわたってその人気を維持してきました。
過去 2 年間に、成都工科大学の地質災害防止および地質環境保護国家重点研究所 (SKLGP) とジョージア工科大学の持続可能な地盤工学システム研究所 (SGSL) の共同研究チームは、69 の黄土地すべりを調査しました。中国北西部の甘粛省に位置する黒坊台テラス (面積:12 km) の縁に分布しています。段丘には 26 ～ 48 m の黄土被覆があり、黒坊台の多くの黄土地すべりの後退性 (つまり、前の崩壊と同じ場所で開発された新しい地すべり) により、年平均 0.024 km の速度で段丘が枯渇しています。
1960 年代、黒坊台の下流に水力発電所が建設された結果、現在の地元住民がこの地域に定住し、テラスの表面での農業活動が大幅に成長しました。灌漑により、年間平均 0.18 m の速度で地下水位が 20 m 上昇しました。地盤沈下 (> 1 m) の証拠が 1980 年代初頭に発見され、段丘の端に沿って初期の崩壊が発生しました (Derbyshire, 2001; Derbyshire et al., 1995)。それ以来、約 200 件の地滑りが報告されており、その多くは前回の失敗と同じ崖の背後で発達しました。彼らは地元の人々の生活に深刻な影響を与えました。 37 人が死亡し、100 人以上が負傷し、直接的な経済的損失は 2,500 万米ドルを超えました (Chen et al., 2011)。
地滑りの頻度が高いことは、灌漑に直接関係しています。私たちのチームは、現在のすべての地滑りをマッピングし、現場での斜面の変位と地下水位の変化を監視する装置を実装し、黄土の工学的特性をサンプリングしてテストしました。多くの場合、地すべりの分類システムにより、地すべりの材料と挙動を反映できるため、問題の「ベースライン」を確立できるため、Heifangtai で黄土関連の地すべりタイプを分類しました。 Peng 他 (2017) Heifangtai の黄土関連地すべりを 5 つのタイプに定義し、それらをよく知られた Varnes 分類フレームワーク (Hungr et al., 2014; Varnes, 1978) に組み込んで、黄土高原の他の地域での地すべり研究に下位互換性を提供しました。 .斜面の変形の方向と岩盤の傾斜の違いが、地すべりの種類、ひいては潜在的な地すべりのサイズ、体積、移動性を支配することがわかりました。
黄土の流れ滑りとして分類される、特に破壊的なタイプの黄土の地滑りである破壊プロセスを分析し、明らかにしました。 急激な変形、高速で長い振れを伴う流動的な動き、逆行性の故障パターンが特徴です。 Qi 他 (2017) は、斜面の背後の地下水の動きと黄土構造との間の相互作用に基づく 2 段階のプロセスを含むフロースライドの失敗メカニズムを提案しました。
提案されたメカニズムは、土壌液状化の概念を適用しました （応力状態の変化に応じた強度と剛性の損失を説明する現象）黄土のフロースライドの急激な変形を説明します。斜面の背後にある地下水は黄土ファブリックを分解し、黄土の細孔サイズを縮小し、空隙を埋めることで細孔分布に影響を与えます。ひずみ軟化、空隙率の減少、および間隙水圧の上昇を伴うと、黄土要素を安定状態から高い液化ポテンシャルを持つモバイルシステムに変更できます。灌漑による地下水位の上昇と黄土と水との相互作用の性質により、灌漑が続くにつれて黒坊台の地滑りが激化する可能性があります.
この記事は、成都工科大学の SKLGP の副所長である Qiang Xu 博士と、ジョージア工科大学の SGSL の Fangzhou Liu によって寄稿されました。
Xu 博士と Liu 博士は、最近の研究「中国黒台台地における地すべりの分布と破壊モード」および「中国黒坊台における逆行性黄土流すべりの分析」を Engineering Geology で発表しました。 .最近の調査結果は、Landslide ブログでも取り上げられました Dave Petley 博士による。
参考文献
- Chen, C., Xing, X., Li, P., Li, T., 2011.甘粛省黒坊台の黄土斜面安定性の分析。 Ｊ．Ｅｎｇ．ゲオル。 19, 550–554 (中国語)
- Derbyshire, E., 2001. 黄土地域における地質学的危険、特に中国の黄土地域に言及。地球科学改訂. 54, 231–260. doi:10.1016/S0012-8252(01)00050-2
- Derbyshire, E.、Meng, X.、Wang, J.、Zhou, Z.、Li., B.、1995 年。スプリンガー オランダ、pp. 267–293.
- Hungr, O., Leroueil, S., Picarelli, L., 2014. 地すべりタイプの Varnes 分類、更新。地滑り 11, 167–194. doi:10.1007/s10346-013-0436-y
- Peng, D., Xu, Q., Liu, F., He, Y., Zhang, S., Qi, X., Zhao, K., Zhang, X., 2017. 分布と故障モード中国の黒台テラスでの地すべり。英文ゲオル。 doi:10.1016/j.enggeo.2017.09.016
- Qi, X., Xu, Q., Liu, F., 2017. 中国黒坊台における黄土逆流の分析。英文ゲオル。 0–1。 doi:10.1016/j.enggeo.2017.08.028
- Varnes, D.J., 1978. Schuster, R.L. and Krizek, R.J.,eds., Landslides – Analysis and control. における斜面の動きの種類とプロセス。国立アカデミー。科学。輸送。解像度ボード仕様Rep. 176, 11–33. doi:特別報告書 176:地滑り:分析と管理、交通研究委員会、ワシントン D.C.
