三维确定性模型在浅层黄土滑坡稳定性预测中的应用

浅层黄土滑坡是黄土高原广泛分布和频繁发生的地质灾害,造成了巨大的人员伤亡和财产损失.尽管二维确定性模型已被广泛用于浅层滑坡稳定性预测,但不能充分考虑岩土性质、地层结构、地下水等条件的三维空间变化,这可能与实际的斜坡稳定性不相符.因此,利用能考虑复杂斜坡环境的三维确定性模型评价滑坡稳定性,对获取更真实的评价结果以及指导滑坡防治工作具有重要意义.本文利用Scoops3D三维确定性模型评价了在浅层黄土滑坡稳定性预测中的适应性和可靠性.首先,模型计算参数敏感性的分析发现黏聚力、滑动视倾角和栅格单元重量对安全系数准确度影响较大,并用于指导获取详细的关键参数.然后,选取不同分辨率的数字高程模型(DEM)数据,利用Scoops3D模型对典型黄土沟壑中的浅层黄土滑坡稳定性进行预测,并通过详细的点状和面状滑坡分布图与预测结果的对比发现,该模型对黄土沟壑区的浅层滑坡稳定性预测准确度较高,且点状滑坡分布图可能更适合模型适应性的检验.最后,混淆矩阵法和成功率曲线法对不同分辨率数字高程模型预测结果可靠性的检验显示,该模型能够有效地预测黄土浅层滑坡的稳定性,且在高分辨率数字高程模型数据下可以获得可靠的预测精度.      

露天金属矿排土场边坡稳定性评价及时序性分析

大阳沟排土场可能发生滑坡的形式为排土场的内部滑坡。采用极限平衡法对最危险截面在现状和降雨条件下进行稳定性分析,表明在降雨条件下会降低排土场的稳定性。运用时序模型做出分析和预测,通过和现场监测对比较为吻合。同时加强动态的降雨监测。     

降雨和蒸发对粉质黏土边坡稳定性影响分析

以山西某露天矿粉质黏土边坡为工程背景,基于饱和-非饱和渗流理论及流固耦合原理,采用有限单元法研究了降雨和蒸发作用下边坡孔隙水压力、体积含水量、位移及应变变化特点,并对不同降雨强度和蒸发强度下的边坡孔隙水压力和安全系数进行了对比分析。研究结果表明:降雨入渗导致浅层土体含水量增大,基质吸力降低,降低边坡稳定性,降雨强度越大,边坡稳定性下降越快;蒸发会降低浅层土体的含水量,增加吸力,提高边坡稳定性,且蒸发强度越大,安全系数提高越快;边坡孔隙水压力和安全系数与天气条件之间存在滞后关系,滞后时间随土体深度增加而增加。     

滑坡地质灾害研究进展

滑坡地质灾害是我国尤其南方地区最多发的地质灾害之一,具有历时时间短、破坏程度大的特点,滑坡灾害是多种地质环境因素共同作用的结果,往往难以准确预判,严重威胁着人们的生命财产安全。如何对此类地质灾害进行易发性评价,采取预防措施减少损失,已成为当今地质学家以及地理学家们对地质环境研究的重要课题。目前已经有很多地质学、环境学领域的学者采用了多种研究方法对滑坡灾害进行了较为详细的研究,也已经取得了一定的成果,但是由于不同研究区具有不同的地质环境条件,滑坡灾害发生的影响因素相应地也会有所不同,所选用的灾害评价模型也会有所差异。因此,建立滑坡灾害统一的评价指标体系和研究模型对于滑坡灾害易发性评价研究具有重大的指导意义。     

强降雨条件下离子型稀土矿山边坡稳定性分析

降雨是诱发离子型稀土矿山滑坡灾害的主要因素之一。以赣南某离子型稀土矿山边坡为研究对象,采用数值模拟方法得到强降雨下边坡孔隙水压力的变化情况,分别分析降雨类型、停雨间隔时间和降雨强度对边坡孔隙水压力的影响,并应用有限元强度折减法计算拟定工况下的边坡稳定性系数。结果表明:①不同降雨类型下边坡孔隙水压力变化情况不同,增强型降雨对边坡稳定性系数影响最大。②边坡表面孔隙水压力回落幅度随停雨间隔时间的增加而增大。总降雨量相同时,停雨间隔时间缩短对边坡稳定性不利。③随着降雨强度的增大,边坡孔隙水压力的变化速率增大,边坡稳定性系数下降速率增大并且下降幅度增大。      

碎石土滑坡综合治理及评价决策方法

碎石土滑坡是一类由降雨激发失稳而产生滑动破坏的滑坡类型,要实现对其综合治理和评价决策,滑坡治理稳定性分析及效果评价就不容忽视.基于官家滑坡实际地质条件和变形破坏情况进行变形破坏机制研究和稳定性影响因素分析,在此基础上实施滑坡工程治理规划处置和治理稳定性分析,然后再参照降雨及滑坡变形情况构建加卸载响应比模型来实现滑坡稳定状态反馈和工程治理效果评价.研究表明:降雨作用及地下水变化是碎石土滑坡变形破坏最主要的动力因素,滑坡工程治理依据排水及抗滑原则确定综合处置措施,经治理稳定性分析,其稳定系数可大幅提高,完全满足不低于1.25的规范要求;并且基于加卸载响应比模型分析滑坡经综合治理后处于安全稳定状态,工程治理措施实施科学合理,工程治理效果显著,综合作用下滑坡稳定性好、安全可靠.     

矿山地质滑坡灾害的三维GIS预测系统设计及实践

解决传统预测系统在对矿山地质滑坡灾害进行预测时,开展矿山地质滑坡灾害的三维GIS预测系统设计及实践研究。通过矿山地质滑坡数据采集装置选型和无线显示告警终端设备选型,实现对系统的硬件设计,建立矿山地质滑坡灾害三维预测模型。通过实验进一步证明,本文提出的预测系统与传统预测系统相比有效提高了预测精度。     

基于信息量法的多模型对比分析石家庄西部山区滑坡易发性研究

石家庄市西部山区地质状况不良,气象方面常在雨季形成暴雨,因而地质灾害频发,其中滑坡灾害占比较重,因此针对石家庄市西部山区的滑坡灾害进行易发性分析有重要意义。现有单一模型在滑坡灾害易发性评价方面应用广泛,但仍有局限性。为提高对区域滑坡灾害易发性评价精准度,采用单一模型和复合模型等多模型对比分析研究区滑坡易发性,得到评价精度更好的评价模型。首先通过对研究区孕灾条件筛选出降雨量、坡度、高程、坡向、曲率、地质岩性、距水系距离、距断层距离、地震烈度、距道路距离、植被覆盖率和土地利用类型共12项评价因子。基于信息量法,用层次分析法、熵权法以及组合赋权法进行对比分析,最终得到易发性分区图,通过ROC曲线和灾害点密度验证其可靠性。结果表明,以上三种分析方法在ROC曲线中的AUC值分别为0.732、0.749、0.766,三种模型评价结果都有一定的可靠性,其中组合赋权法模型精度更高,可靠性更好,确定采用组合赋权模型。     

BP神经网络对滑坡稳定性评价的非线性方法

分析了滑坡稳定性评价方法,确定了影响滑坡稳定性的相关因素,运用BP神经网络建立了滑坡稳定性评价模型.经应用表明,该模型精度很高.将该模型用于预测巴河流域的相关滑坡稳定性,其结果与实际相符.     

汶川强震区都江堰虹口小沟地震泥石流灾害调查研究

汶川地震诱发了很多地震泥石流.通过对四川省都江堰市虹口乡小沟泥石流沟实地考察和室内实验数据分析,得出小沟泥石流暴发的主要原因是:(1)2008年5月12日汶川大地震导致大量山体滑坡,在四川省都江堰虹口乡小沟流域内大量滑坡体失去了原有稳定性但还没有滑动,(2)强降雨作用使滑坡体运动至沟道内,阻塞束窄沟道,后在洪水冲刷下溃决,摹发泥石流.目前小沟流域内还存在大量潜在滑坡,在强降雨作用下,很客易再次滑至沟道,并在洪水作用下启动形成泥石流,造成灾害.此类强震区泥石流的暴发具有一定的隐藏性,事前不易被发觉,危险性更大.     

基于层次分析法的矿区场地风险管控与治理技术综合评估体系构建

针对我国矿区场地风险管控与治理技术的量化评估方法及体系建立不完善的问题,以矿区场地风险管控与治理技术为研究对象,通过文献法及已有研究初步构建评价指标体系,采取专家咨询法对指标体系进行调整优化,结合层次分析法构建矿区场地风险管控与治理技术综合评估体系。根据文献调研,通过隶属函数给定性指标与定量指标赋值,通过各项指标权重与赋值相乘之和得到综合评价得分。最终筛选出3个准则层、7个因素层、9个指标层,准则层中权重最大的指标为技术指标B1(0.45),指标层中综合权重最高的为生态恢复率D9(0.2);对定性指标和定量指标均使用隶属函数定量化,最终得到矿区场地风险管控与治理技术综合评估得分。     

基于MSR300雷达监测的凹山采场降雨条件下的边坡变形及滑坡

降雨是诱发滑坡的主要因素之一,尤其在暴雨条件下,更易激发滑坡.随着南帮边坡开采高陡化,滑坡发生频繁.为研究降雨条件下南山矿凹山采场南帮边坡稳定性特征,采用MSR300型雷达对边坡进行了连续4 a的实时稳定性监测,基于采集到的采场降雨数据和边坡滑移数据,分析了降雨量和降雨强度与边坡变形规律,对凹山采场滑坡各阶段进行了划分,建立了凹山采场边坡失稳模型和预警阈值.结果表明:凹山采场变形与降雨量呈正相关,服从幂函数规律;边坡变形速度曲线与降雨强度有良好的一致性,滑坡一般发生在最大降雨强度之后;滑坡阶段主要包括初始变形阶段,稳定变形阶段和加速变形阶段;报警阈值分别为:6 h时序内,位移阈值为20 mm,速度阈值1.5 mm·h-1;12 h时序内,位移阈值为30 mm,速度阈值为2.5 mm·h-1.凹山采场滑坡曲线与岩土体非稳定蠕变曲线具有较高的相似性,位移曲线出现了"阶跃"现象,速度曲线出现了"尖凸"现象,这种情况易引起滑坡事故,其中在位移曲线的"拐点"处和相应速度曲线的"凸点"处发生滑坡的可能性最大.研究成果为类似矿山边坡稳定性监测和破坏机制提供了科学依据和参考.      

Geographic Information Systems-Based Three-Dimensional Critical Slope Stability Analysis and Landslide Hazard Assessment

In this paper, by combining the geographic information systems (GIS) spatial analysis function and a hydrologic analysis and modeling tool with a column-based three-dimensional (3D) slope stability analysis model, a new GIS grid-based 3D deterministic model has been developed for slope stability analysis. Assuming the initial slip as the lower half of an ellipsoid, the identification of the 3D critical slip surface in the 3D slope stability analysis is performed by means of a minimization of the 3D safety factor using Monte Carlo random simulation. By using this hydrologic analysis and modeling tool, dividing the whole study area into slope units, and taking each slope unit as a study object, the minimum 3D safety factor for each slope unit can be obtained, and the landslide hazard can then be mapped for the whole study area.     

渗透剪切作用下黄土的力学特征

黄土高原地区黄土在灌溉作用下,逐渐达到饱和状态,饱和中,陡坡类黄土坡体自重增加引起下滑力增加. 该过程持续进行后,坡体内部同时发生渗流和剪切过程,导致坡体的变形不断增大,直至破坏后形成滑坡. 本文选取黑方台4.29滑坡为研究对象,在现场调查的基础上,利用滑坡后壁原状黄土试样,基于三轴试验设置10组共60个原状样对饱和黄土的渗透剪切行为进行模拟. 试验中设置了0.5、0.1和0.05 mm·min-1三个不同的加载速率对黄土试样进行剪切,为比较分析,对0.1 mm·min-1剪切速率试样设置了0、1、2和5 m几个不同水头进行了试验. 试验结果表明:饱和黄土在渗流与剪切耦合作用下,表现出应变硬化特征,渗透作用明显降低了黄土的强度,尤其是黄土黏聚力降低,其降幅达5.24%~63.35%. 对已有强度指标拟合后获得黄土在渗透剪切工况下的强度修正公式.      

地质灾害治理工程施工中边坡稳定问题及滑坡治理方法

近年来,伴随国民经济发展速度的不断加快,现代化基础建设的重要性也逐渐突显出来。基础建设的力度的不断加大,导致人与自然发展失调,诱发诸多地质灾害。将青海省黄南藏族自治州州府隆务镇西山滑坡(Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ)灾害防治工程作为主要研究实例,结合工程项目实际情况,重点阐释边坡稳定问题与滑坡治理方法,为其他地质灾害治理工程项目的建设提供必要保障。     

Method of Up-Slope Mitigation Priority for Alishan Mountain Road in Taiwan

Rainfall-induced up-slope failure has been a major issue for the mountain road mitigation. To determine the mitigation priority of the roadside slopes, a model to evaluate the stability of the up-slopes is proposed in this paper. This model is developed using Bayesian classification theorem, historical rainfall and landslide data, and an artificial intelligence skill—Gaussian process. The parameters needed for this model include the up-slope features, catchment area, lithology, vegetation coverage, and rainfall data. Among these parameters, rainfall is considered to be the triggering factor of landslide in this study. In addition, each slope has also demonstrated a unique failure probability relationship with the 72-h accumulated rainfalls. Such a relationship is adopted to define a threshold rainfall factor which is used as an index to estimate the likelihood of landslide occurrence under a rainfall event. Using the threshold rainfall factor of each slope, a priority list is proposed for the mitigation of roadside up-slopes along the Alishan mountain road in Taiwan.     

工程地质勘查中滑坡的识别及其防治策略

滑坡是一种严重的地质灾害,在滑坡识别和防治的过程中,首先应该对于滑坡的形成机制进行分析,要结合滑坡的形态特征等实际情况采用合理有效的防治措施,这样得出的方法会更有利于提升滑坡治理的水平。对此,介绍了滑坡的形态特征和滑坡形成的原因,对工程地质勘查中滑坡的识别及其防治策略进行了简要的分析。