NG：地形应力对岩体滑坡规模的控制在高山峡谷区

在高山峡谷区，岩体滑坡对地表侵蚀、化学风化、水文过程、碳循环和地貌演化等过程起着重要作用。同时，岩体滑坡，尤其是大型岩崩，是一种严重的自然灾害，威胁着人类生命财产的安全，并对基础设施造成严重破坏。因此，为了更好地量化滑坡引发的物质流动和减轻滑坡危害，岩体滑坡规模的控制要素一直是地球科学及工程减灾领域的研究难点和热点问题。
已有的研究表明，与滑坡规模相关的滑坡面积、深度和宽度等指标呈现幂律分布的特征，表现出滑坡面积越大，破坏深度越深和破坏宽度越宽，且滑坡的规模与基岩的岩体强度相关（Larsenet.al,2010）。而其他的研究揭示，基岩的岩土体强度主要受结构面和风化作用的影响，因此以上两个因素也可能是控制岩质滑坡规模的主要因素（ClarkeandBurbank,2010）。
理论和观测研究表明，由于构造和重力场对地形扰动，地下基岩的结构面分布存在显著差异。这些研究表明，地形应力场随构造应力的大小和方向、重力应力和地形形状的变化而变化，从而影响基岩地下结构面发育的水平和垂直范围。这些张开结构面影响着地质体的各种物理和化学风化过程，并控制了风化基岩的底部边界。因此，这些受到地形应力控制的张开结构面的范围对基岩滑坡的发生提供约束，并控制基岩的岩土体强度，从而限制基岩滑坡的规模。然而，由于在区域空间尺度上表征这些结构面的难度，对以上的相关研究仍然是空白。
美国加州大学洛杉矶分校的GenK.Li及其合作者SeulgiMoon（LiandMoon,2021）的研究表明，地形应力（Topographicstress）是构造应力和地形相互作用的结果，它和断裂、风化作用协同调节地表岩土体的强度，从而控制不同规模基岩滑坡发生。
作者选取青藏高原东缘的龙门山区作为研究区，该区域地形陡峭、季风作用和地震活动频繁导致滑坡密集分布，在龙门中部选取了总面积为525km2的研究区域（图1）。并依据0.5m分辨率的卫星图像，分别建立2008年Mw7.9级汶川地震主震和余震期间的地震滑坡编目，以及汶川地震前降雨触发的滑坡编目。作者选取了编目中滑坡物源面积20000m2以上的岩质滑坡982个，其中由降雨型滑坡121个，地震滑坡861个。

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图1研究区基本信息图（LiandMoon,2021）。（a）研究区地貌位置图；（b）研究区地质构造图；（c）研究区高程图；（d）研究区滑坡分布图；（e）研究区断裂倾向等级图
考虑构造和重力场对地形应力场的影响，作者使用三维边界元代码Poly3D（Clairet.al,2015）模拟了研究区地下应力场（图1e），构造应力场的数据来源于收集的水力压裂的数据。进而得到了研究区的主应力（第一压应力（σmcs）、第二压应力（σics）和第三压应力（σlcs））的大小和方向，并计算了用来表示岩体破裂面倾向的2个指标，分别为破裂倾向（FP）和σlcs ，分别代表产生或重新激活剪切型和张开型结构面的倾向。 FP由（σmcs-σlcs）/（σmcs+σlcs）计算得到。
作者绘制了500m深度FP（FP500m）、500m深度最小压应力（LCS500m）和σlcs=10MPa（D10MPa）的空间分布图（图2b-图2d），从而推断出结构面发育的水平和垂直范围。指标FP和σlcs显示在研究区地貌近地表发生了水平方向上的显著变化（图2）。基于高的FP500m值，低的LCS500m值和深D10MPa值，推断深部张开结构面发育在山脊区，而浅的张开结构面发育在山谷区（图2b-d）。随着深度的增加， FP减小， σlcs增加（图2d-f）。 FP500m与FP1000m和FP1500m均呈正相关，但与FP1500m的相关性较小（图2g）。这证实了近地表地形扰动对应力场的影响较大，且随深度增加而减小（图2h-图2i）。根据研究区域的面积和模拟时间，作者选用500m深度处应力代表的平均值和最大值，并与实测的岩质滑坡尺寸进行了比较。