Geoenvironmental Disasters｜先宇｜Failure mechanism of a snowmelt-related loess landslide group in Ten-zan, China

近日，长江大学地球科学学院博士研究生先宇以第一作者身份，在国际学术期刊《Geoenvironmental Disasters》上发表题为“Failure mechanism of a snowmelt-related loess landslide group in Ten-zan, China”（中国天山融雪相关黄土滑坡群失稳机制）的研究论文，长江大学为论文第一署名单位。该研究以新疆伊犁加朗普特大型黄土滑坡群为研究对象，研究了大型黄土滑坡群的地质结构、形成过程及失稳模式，揭示了前期融雪入渗与后期强降雨共同作用下黄土滑坡群的渐进失稳机制。

图1 论文首页

已有研究表明，新疆伊犁天山季冻区黄土滑坡在春季融雪期间活动频繁，部分大型滑坡还表现出长期累积变形和多阶段失稳特征。然而，大型黄土滑坡在最终发生前，融雪入渗如何改变坡体内部水分分布和稳定状态，以及融雪过程与后续强降雨如何共同促成滑坡失稳，仍需要结合典型灾害案例进一步研究。

图2 加朗普特大型黄土滑坡群的空间分布及现场特征

2002年5月9日至10日，新疆伊犁则克台河上游发生加朗普特大型黄土滑坡群灾害。该滑坡群由3处大型深层滑坡组成，滑坡总体积约1736万m³，滑体厚度约30—40 m，最大运动距离约1.0 km。滑坡形成的堆积体堵塞则克台河，形成体积约450万m³、长度约1.2 km的滑坡堰塞体，导致河道抬高约20—30 m，并掩埋部分道路。随后，局部堰塞体发生溃决，形成沿河道下泄的泥石流，影响下游河段约6.4 km，对沿线交通设施及下游居民安全造成严重威胁。该滑坡群规模大、破坏过程复杂、具有明显的多阶段运动特征，是研究季冻区大型黄土滑坡群形成机制的典型案例。

图3 滑坡发生前的积雪、气温和降雨变化过程

利用高精度地形资料、遥感影像和现场地质调查，重建了滑坡群的地貌结构与运动过程。调查结果表明，3处滑坡并非同时发生，而是在2002年5月9日至10日期间相继失稳，形成持续约两天的多阶段、多次渐进破坏过程。5月9日下午，东侧2号滑坡首先发生快速滑动，滑体冲击并刮蚀北侧沟谷坡脚，诱发3号滑坡失稳，两处滑坡物质向沟谷及河道汇集；5月10日，受前期滑坡运动和坡体牵引作用影响，东南侧1号滑坡进一步发生失稳。滑坡群表现出明显的连续破坏和相互影响特征，反映了大型黄土滑坡群形成过程中多滑体运动及其相互作用的复杂性。

图4融雪—冻融—降雨作用下黄土坡体渐进失稳模式

结合现场调查和气象过程，研究认为，前期融雪入渗在坡体渐进变形过程中发挥了重要作用。冬季积雪在坡面大量累积，春季升温后融雪水沿地表裂缝、落水洞等优势通道入渗，使坡体内部水分不断增加。现场调查发现，黄土坡面广泛存在裂缝、沉陷坑和落水洞，部分裂缝向坡体深部延伸，坡脚还分布有多处地下水出露点。这些结构为融雪水向深部迁移提供了通道，使融雪水能够越过部分表层土体，进入潜在滑动带及其附近区域。长期融雪入渗不仅促进黄土湿化软化，还可能引起地下水位变化、孔隙水压力增加及坡体抗剪强度降低，使斜坡逐渐进入较低稳定状态。

图5 融雪入渗作用下黄土落水洞的形成演化过程

研究认为，加朗普特大型黄土滑坡群的形成是前期融雪入渗引起的坡体水热条件变化、黄土结构与强度劣化，以及后期降雨作用共同影响的结果。周期性融雪入渗和冻融循环促使黄土斜坡长期累积变形，特殊的地层结构和渗透性差异有利于滑动带及坡脚水分富集，当坡体稳定性逐渐降低至临界状态时，后续降雨可进一步促使滑坡发生。滑动面静态液化与坡脚滑动液化的共同作用，是解释该类大型黄土滑坡渐进失稳及快速运动的重要机制。

该研究从融雪、冻融、降雨及坡体结构共同作用的角度，深化了对季冻区大型黄土滑坡群形成条件和渐进破坏机制的认识。研究成果表明，季冻区黄土滑坡的危险性评价不应仅关注短历时降雨，还应重视冬季积雪、春季升温、融雪入渗、冻融作用及坡体地下水变化等因素，为寒冷山区大型黄土滑坡的早期识别、稳定性评价和综合防控提供了科学参考。

论文链接： https://doi.org/10.1186/s40677-025-00334-8