滑坡型堰塞坝的形成条件与过程分析

堰塞坝根据形成机理不同可分为滑坡型堰塞坝、崩塌型堰塞坝和泥石流型堰塞坝3种。对占总数70%以上的滑坡型堰塞坝的形成地形条件、河床条件、水动力条件进行分析,比较了不同条件下堰塞坝形成的可能性,并指出在我国易于形成滑坡型堰塞坝的区域。基于堰塞坝的形成条件,对堰塞坝形成的蠕滑拉裂、剪切面贯通、剧烈启动、高速凌空飞跃和撞击、弹落、重夯成坝5个阶段进行了分析。研究表明,在坡度30°~45°、水深较浅、河床较窄的斜坡地带,最易形成滑坡型堰塞坝。     

考虑加速度放大效应的唐家山滑坡运动过程模拟

2008年汶川地震触发了大量的灾害性滑坡。地震动荷载作用下,地形加速度放大效应是影响滑坡运动过程的重要因素。一种结合有限差分法(Finite Different Method,FDM)和非连续变形分析方法(Discontinuous Deformation Analysis, DDA)的数值分析技术用于模拟和研究唐家山滑坡的运动过程。首先唐家山滑坡启动前的动力反应通过FDM模拟,并且获得启动阶段时的速度分布。然后DDA模型中每个块体的初始加速度可通过FDM模型中对应坐标附近的单元获得,而后通过施加后续的地震加速度到DDA模型的基床块体,完成唐家山滑坡整个运动过程的模拟。结果表明,模拟的滑坡的最终堆积状态与实地测量的地形数据吻合较好。     

滑坡碎屑流运动及堵江堰塞体堆积特性模型试验

滑坡堰塞体形成机制复杂，掌握堰塞体堆积特征对其溃决风险评估具有重要意义。通过开展物理模型试验，研究了滑床坡度、滑体物质组成与体积对滑体特性及堰塞体堆积特性的影响。试验结果表明：滑体运动时间随颗粒粒径增大、坡度变陡而变短；单粒径滑体在滑槽前段速度的影响因素重要性排序为粒径、坡度、体积，中后段则为粒径、体积、坡度；分层多粒径滑体在滑槽前后两段的速度主要受坡度影响。单粒径堰塞体长度随着滑体体积增大而增加，且增加速率在陡坡下更快；堰塞体宽度随着体积及颗粒粒径增大而增加，且在陡坡下更敏感。试验数据的逻辑回归分析结果表明：影响堰塞体高度的因素其重要性排序由高到低依次为粒径、体积、坡度；分层多粒径堰塞体长度与坡度无明显相关关系，宽度和高度则随坡度增大而增大。     

冲击碾压法加固堰塞坝料的室内模型试验研究

为丰富堰塞坝开发利用理论，探究适宜堰塞坝料的密实方法和设计参数，研究了冲击碾压方法对堰塞坝料的密实效果和密实机理。基于相似定律设计了不同冲击轮质量及牵引速度的天然堰塞坝料室内冲击碾压模型试验，综合采用宏-细观方法测试了冲击碾压后的动应力发展传播规律、变形特性、颗粒运动和加固效果等。试验结果表明：（1）冲击轮引起的冲击荷载为三角形脉冲荷载，产生的接触应力随着牵引速度和冲击轮质量的增大而增大，引起的地基动土应力随着碾压遍数的增加而增加；（2）冲击碾压对堰塞坝料地基表层的加固效果良好，地基内部动土应力和位移皆随深度迅速减小，深度3.6 m范围内的堰塞坝料强度提升明显；（3）提高冲击轮的速度对加固效果的影响更大，可以有效提高冲击动应力，进而使得冲碾加固效果向深层传递；（4）满足易贡堰塞坝料的冲击碾压参数为：冲击轮质量13.5 t，牵引速度3.46 m/s，碾压遍数12。     

2008—2017年中国典型滑坡堰塞坝(湖)灾害事件统计与初步分析

滑坡堰塞坝相关的地质灾害链每年给我国造成了大量经济损失和人员伤亡,通过数据统计,分析了2008—2017年我国滑坡堰塞坝的触发因素及其分布规律。结果表明,2008—2017年我国形成的有记录的滑坡堰塞坝超过100座,大地震和强降雨是其最主要的触发因素,触发案例占统计总量的90%以上。地域分布上,西南地区是滑坡堰塞坝相关灾害的重灾区,堰塞坝数量占统计总量的80%以上。四川省因接连发生汶川地震、芦山地震,堰塞坝数量远远大于其他地区;排名第2的是台湾省,由于每年均遭受台风的影响,2008—2017年台湾地区形成的有具体数据记录的滑坡堰塞坝11个,占总量的10.2%;其次是云南省、重庆市等省市。时间分布上,除2008年之外,我国滑坡堰塞坝的形成数量基本上在正常范围内波动。     

基于PFC3D的滑坡堰塞坝堆积过程与形态模拟

基于PFC3D离散元软件,开展雅砻江唐古栋滑坡1967年失稳堆积堰塞坝的反演模拟,并基于反演参数对强变形A区失稳堆积进行预测模拟。结果表明：① 通过开展唐古栋滑坡1967年失稳堆积堰塞坝的反演分析,校核得到一组合理的细观力学参数;② 强变形A区失稳并整体下滑约1 600 m后在河谷堆积形成堰塞坝,堰塞坝形态呈中部高两边低的梯形形态分布,坝顶宽437.91 m,坝底宽994.39 m,坝高92.65 m;③ 堰塞坝在3种不同来流量下发生溃坝,其洪峰流量均远大于楞古水电站拟选坝址校核洪水流量。通过模拟发现,PFC3D软件对于模拟滑坡堰塞坝堆积过程及堆积形态有较好的适用性,可以获取堰塞坝堆积的三维形态和较准确的坝高。     

堰塞坝渗透稳定性评估

2008年5月12日,汶川特大地震在灾区诱发了34处规模较大的堰塞湖,影响巨大,特别是唐家山堰塞湖,引起了全国广泛关注和重视。堰塞湖往往会带来严重的灾害,不仅在形成过程中可能造成生命财产的直接损失及上游的淹没损失,而且在形成后还会对下游带来淹没或溃坝洪水等次生灾害。考虑堰塞坝应急处置的特点,评价了堰塞坝的渗透稳定性,确定了渗透破坏的形式和程度,并以唐家山堰塞坝为例进行了渗流计算分析,以期对堰塞坝安全性状评估的进一步研究提供参考。     

唐家山堰塞坝泄流对坝坡稳定的效果分析

采用极限平衡有效应力法研究了不同上游水位下唐家山堰塞坝坝坡的稳定性，评估了该堰塞坝滑坡的可能性，为制定科学有效的泄流方案提供了依据。同时，对泄流后该堰塞坝坝坡以及泄流形成的新河道岸坡的稳定性进行了分析，研究了泄流对坝坡稳定的效果。研究结果表明，上游水位继续上涨可能导致唐家山堰塞坝下游坝坡滑动破坏，应在水位达到高程675 m前采取泄流措施降低库水位，以确保下游侧坝坡的安全；泄流后剩余堰塞体的稳定性较好，不会发生大规模滑动；泄流形成的新河道岸坡可能发生局部垮塌，但其规模较小，应不会造成堵塞断流和影响行洪能力。     

怒江干流堰塞坝特征及稳定河床机制

滇西怒江是青藏高原东缘地形急变带内深切河流的典型代表,因崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害在干流形成数百个稳定堰塞坝,有效抑制了河流下切。为探究怒江堰塞坝发育及提升河床稳定性的负反馈机制,通过野外考察和卫星影像,总结了怒江干流沿程和堰塞坝地貌特征,基于地貌水力特性对堰塞坝分类,并量化评估不同类别堰塞坝的稳定性和消能率特征。研究结果表明,怒江干流的堰塞坝分布密度较高,且与单宽水流能量正相关。干流堰塞坝可分为崩塌滑坡(崩滑)堰塞坝与泥石流堰塞坝。崩滑堰塞坝可在特大洪水中保持稳定,泥石流堰塞坝则可在一般性洪水中稳定。两类堰塞坝的消能率接近自然阶梯-深潭结构。崩滑堰塞坝消能率随单宽水流能量增大而提高,而泥石流堰塞坝则因较大的河谷横向空间汛期单宽水流能量增长较慢。干流堰塞坝的稳定性和消能特点均与当地单宽水流能量特点匹配,从而持久高效地消耗水流能量,提升河床整体稳定性。     

堰塞坝溃决及防范

由暴雨、地震等引起的山体滑坡或泥石流堵塞山区河道形成堰塞湖和堰塞坝.所壅起的水量会淹没上游地区,且堰塞坝一旦溃决,所产生的洪峰将淹没下游地区.尽管阻止滑坡和堰塞坝的形成十分困难,但若有必要的信息资料可资利用的话,即可对溃坝及由此引发的洪水危害做出预测.