西气东输管线陕西省子长县永平镇段黄土滑坡形成机制与防治对策研究

西气东输工程管线陕西省子长县永坪镇段黄土滑坡地质灾害发育,对管线的运行安全存在一定的威胁.本文通过对区域内黄土滑坡的已有变形破坏迹象、岩土体结构特征等的分析的基础上,深入的研究了该区段黄土滑坡的形成演化机理,最后根据滑坡的变形破坏机制,提出了切实可行的滑坡防治对策,取得了良好的防灾、减灾效果, 改善了研究区的生态地质环境, 保障了输气管线的安全.     

蠕变对河流侧蚀型黄土滑坡影响的数值模拟

为了解蠕变对黄土斜坡变形破坏的影响,给河流侧蚀型黄土滑坡治理提供技术参考,对泾河下游舒唐王村一带塬边黄土进行蠕变试验,建立适用于该区黄土的自定义蠕变模型并进行数值模拟,分析蠕变效应对河流侧蚀型黄土滑坡变形破坏的影响,结果表明:蠕变对黄土滑坡变形破坏过程具有显著的促滑效应,蠕变效应显著加速了滑坡土体塑性区的发展及贯通,明显加剧了滑坡土体剪应变增量的放大与集中、增大了滑坡的水平位移。     

西气东输甘-陕-晋段滑坡对管道的破坏特点

西气东输干线甘-陕-晋段是我国油气管道中遭受滑坡危害最严重的地段之一。自2002年以来,该段至少发生了32起危害或严重威胁管道安全的滑坡事件。基于32处滑坡灾害数据,分析了滑坡作用下管道的变形破坏特点与管道展布方向和滑坡轴向的关系以及与滑坡发育特征的关系。研究发现:管道变形破坏程度与管道展布方向和滑坡轴向有直接关系,与滑坡岩土类型无对应关系,与滑坡规模正相关。滑体厚度对纵向滑坡中管道变形破坏无明显影响,对横向滑坡中管道变形破坏作用显著。针对管道沿线滑坡,设计时应以避绕为优先原则,避无可避时应采取排水、抗滑支挡、减重反压等方式提高坡体稳定性;建设阶段应分段施工减少对坡体的扰动;运营阶段,可在管侧增加抗滑桩或固定支墩、开挖隔力沟、更换管沟回填材料等方式降低管道周围土压力及约束强度。建议开展坡体变形及管道应变监测,便于及时采取工程措施防止滑坡发生或管道应力过度集中。     

突发型黄土滑坡的临界水位研究——以甘肃黑方台黄土滑坡为例

甘肃省黑方台黄土滑坡的现场调查表明,地下水位的上升会导致突发型黄土滑坡发生;典型滑坡水位和变形的同步监测,证实地下水位上升到一定限度后会引起滑坡的变形破坏。为进一步揭示水位对土体破坏的影响,采用三轴常偏应力排水剪试验研究了孔隙水压力逐级增加过程中土体的破坏过程。结果表明,孔隙水压力达到轴向应力26%时会引起土体变形的突然增长并破坏,对应了黑方台地下水位占黄土厚度比例为0.4时会引起坡体失稳,并通过现场调查滑坡水位和黄土厚度验证了试验结果。结合试验和调查,以水位比例建立了这类滑坡的判识方法。     

滑坡作用下埋地管道的受力分析与防护对策

我国长距离输油气管道沿途发育有众多的地质灾害,其中滑坡地质灾害是导致埋地输油气管道损坏的重要原因之一,因此,在滑坡变形带中敷设管道时必须考虑坡体变形对管道的影响。根据工程实例,运用ANSYS有限元模拟软件建立模型,以Flac3D软件进行计算,对管道横穿、纵穿滑坡两种不同形式下的管道受力和变形进行模拟分析。结果表明:管道横穿滑坡时,管道两端和中间部位易出现破坏;管道纵穿滑坡时,管道两端易出现破坏。最后,针对分析结果提出了管道穿越滑坡的防护对策。     

横穿滑坡天然气管道失效机制研究

中缅天然气管道在贵州省晴隆县境内横穿蒋坝营滑坡。该管道两端边界岩土性质具有不对称性,一端为土-土边界,另一端为土-岩边界。考虑到管道两端边界岩土性质存在差异,建立了静力学模型,对管道的内力和变形进行分析,以揭示滑坡推力作用下该管道的力学响应特征。结果表明:(1)管道横穿的滑坡段处于不安全或破坏状态,不安全或破坏位置位于土-岩边界端;(2)管道的挠度分布曲线呈近似正态分布曲线形态,最大挠度位于中心偏土-土边界端一侧;(3)管道的弯矩分布曲线呈抛物线形态,管道中部外侧受拉,两端内侧受拉,土-岩边界端弯矩绝对值最大,管道最易发生破坏。研究成果可为类似存在敷设边界差异的管道横穿滑坡的安全评价及防治方案的论证提供参考。     

管道漏水引起黄土滑坡失稳机理研究

2011年3月2号,甘肃东乡县城发生重大地质灾害——滑坡,威胁县城2/3安全。通过对东乡县城"3.2"滑坡的现场勘察,分析了滑坡的发育特征,并对非饱和黄土进行土水特征曲线吸湿测试,运用饱和非饱和渗流理论,进行了管道漏水滑坡渗流场模拟,探讨了管道漏水引起的黄土滑坡渗流场变化规律。最后,对原始边坡与管道漏水边坡的稳定性进行了对比,认为管道漏水是滑坡发生的诱发因素。     

清江地区堆积体滑坡破坏特性及安全预警

分析累计变形~深度曲线、相对变形~深度曲线和相对变形~时间曲线,得出堆积体滑坡的变形破坏特性,即堆积体滑坡破坏前变形量大;堆积体滑坡变形和破坏的历时长;降雨是导致堆积体滑坡变形的主要外部因素;变形和破坏自主滑动面开始自下而上向滑动带的上盘渐近发展等。根据变形和破坏的特性,提出了阶段可控的滑坡稳定性安全预警标准,指出以主滑动面的抗剪参数作为滑坡稳定性设计的依据,参数过低、裕度过大,应按考虑整个滑动带作用在内的综合抗剪参数进行设计,才更符合滑坡的实际情况。     

新疆伊犁典型特大型黄土滑坡群成因机制及变形特征

新疆伊犁黄土的成因、分布特征及物理力学性质与黄土高原的黄土有很大不同,该地区的黄土滑坡也有一定的特殊性。以省道 S316线则克台沟某特大型黄土滑坡群为研究对象,结合地质勘察和土样试验结果,对该滑坡群的成因机制及变形特征进行了分析。结果表明：伊犁地区则克台沟黄土揭露埋深达到62 m ,并具备发生大规模深层滑坡的地质条件。伊犁地区黄土0．005 m ～0．05 mm 粒组含量普遍达到60％以上,相比黄土高原的黄土要高,具有一定的静态液化势,对雨水入渗作用敏感。滑坡区山体植被破坏严重,4月—6月份的融雪和降雨集中入渗是导致该地区黄土滑坡的主要原因。该滑坡成群出现,滑动面上陡下缓,伴随蠕动和滑动液化,属于特大型深层黄土滑坡群。对于伊犁地区的黄土滑坡,预测预报、恢复植被及截排水措施尤为重要。     

南水北调中线邙山黄土边坡稳定性分析

邙山横亘于洛阳至郑州的黄河南岸,由上更新统黄土组成.南水北调中线工程邙山渠段挖深60余米,临河岸坡高80余米,边坡稳定是主要工程地质问题.根据野外调查与分析,黄土边坡破坏形式有4种:浅层滑坡、座滑型滑坡、坡脚冲刷型滑坡和软黄土滑坡.滑坡破坏形式不同,受控因素不同.因此,在边坡稳定性分析中,需要根据边坡的破坏形式选用不同的分析方法.对滑坡进行针对性地治理才能做到有的放矢.分析了邙山黄土自然边坡破坏形式,进而对浅层滑坡和座滑型滑坡的分析方法进行了初步探讨.     

三峡库区万州金金子滑坡动态变形规律分析

万州区金金子滑坡是三峡水库右岸涉水覆盖层滑坡,在降雨、人工活动等诱发因素影响下,局部发生了较大的变形破坏。该滑坡于1996年发现变形迹象,2003年库区大坝蓄水后仍存在变形,滑坡近20 a来变形持续,2016年滑坡体局部发生了变形破坏。在深入分析滑坡变形特征基础之上,充分利用现场监测数据,从地质因素和环境因素两方面对滑坡成因及变形破坏规律展开研究。通过地质调查发现,斜坡区大量松散崩坡积物堆积于下伏近水平粉砂泥岩上,斜坡形态呈阶梯状,其上冲沟发育,大片覆盖人工种植苗木。滑坡监测数据显示,位移变形曲线存在突变,突变后趋于平缓,在突变前期研究区内有明显的降雨过程。分析认为：滑坡整体仍存在持续变形,局部区域变形失稳后趋于平缓;阶梯状斜坡上覆的松散堆积体和下伏的软弱地层为滑坡变形的地质基础;降雨以及人类工程活动则为该滑坡的主要诱发因素。     

汶川县雁洛大型堆积体特征及成因

基于详细的野外调查,对汶川县雁门乡雁洛村发育的大型堆积体的基本特征、形成及演化过程进行较深入研究,结果表明:雁洛堆积体为残坡积、崩坡积、类黄土堆积以及滑坡堆积等4部分组成的复合堆积,平面上可分2个大区、6个次级区;结合侧缘基岩变形迹象以及UDEC数值模拟对滑坡的形成机制进行分析,其变形破坏模式为弯曲-拉裂模式;雁洛堆积体演化经历早更新世宽谷期黄土堆积阶段,中、晚更新世峡谷期谷坡卸荷变形阶段,峡谷区滑坡形成阶段,全新世堆积体复活变形阶段等4个阶段。     

坡体表面点转动方位测定仪的研制及其应用

坡体表面点转动方位能有效揭示滑坡变形演化过程,为此自主研发了坡体表面点转动方位测定仪,实现了点转动方位定量测量。同时,构建黄土滑坡物理模拟试验,分别在滑坡体后缘、中部以及前缘地表布设2个测定仪。试验过程中采用连续长时的灌水方式来模拟灌溉水入渗对边坡变形的影响,进一步揭示了滑坡孕育过程中多点转动方位响应特征变化规律。试验研究结果表明:①随着灌溉水的不断入渗,坡体内部渗流通道不断发育、扩张,坡脚底部渗流量从24 mL/min增加到1 515 mL/min,呈双指数增长趋势。②滑坡演化过程中坡体中后部率先出现裂缝,裂缝垂直于坡面方向逐渐发展,1^#、2^#、3^#、4^#转动方位角逐渐增大,呈线性增长,随着后缘裂缝贯通后,坡体前缘裂缝逐渐发育,1^#、2^#测定仪转动方位角激增,前缘土体塑性流出。③前缘土体滑出坡体以后,坡体应力状态以及渗流路径发生改变,致使坡体中部3^#、4^#监测仪转动方向发生改变,转角方位急剧减小,中后部土体塑性流出,坡体发生二次滑动。④依据坡体表面点转动方位变化趋势,可以将灌溉型黄土滑坡演化过程概化为稳定孕育、匀速变形以及加速破坏3个阶段,其中稳定孕育阶段占整个滑坡历时时长的99.5%,匀速变形阶段占0.2%~0.3%,而加速破坏阶段仅为10~15 s,进一步表明灌溉性黄土滑坡具有明显的突发性特征。研究成果可应用于边坡滑坡变形监测。     

智能变频位移计在突发型黄土滑坡中的应用——以甘肃黑方台黄土滑坡为例

滑坡变形监测是基于滑坡变形建立预警模型的基础。对于突发型滑坡的变形监测,现有常规监测设备受制于存储和供电负荷的影响,存在高频监测和长期监测无法同时兼顾的问题。通过分析突发型滑坡的变形特征,针对监测要点改进变形监测设备,研发了智能变频位移计,该仪器具备了当滑坡变形加快时自动加密监测频率的功能,解决了现有变形监测设备无法兼顾长期采集和短时高频采集的问题。基于智能变频位移计,以甘肃黑方台突发型黄土滑坡为例,通过调查并布设了多个监测点,成功获取了这类滑坡的完整变形数据,并通过对比常规GPS和智能变频位移计的监测效果,证实了智能变频位移计能有效适用于突发型滑坡变形数据的获取,为突发型黄土滑坡变形数据的获取提供了新的监测方法。     

灌溉诱发黄土滑坡的离心试验研究

黑方台从开始农业提灌以来,持续发生成群滑坡,台缘部位密集裂缝逐年增加,滑坡规模和频率呈逐年增大趋势。以黑方台焦家13号滑坡为地质原型,利用原状黄土制成1:200室内灌溉模型,采用大型土工离心机进行离心试验。试验结果表明:(1)自制灌溉水模拟装置,能有效模拟不同灌溉程度(不同渗透水量和渗透深度);(2)灌溉诱发黄土滑坡变形及破坏程度与灌溉水入渗阶段密切相关,主要分为灌溉水下渗阶段、地下水壅高阶段、初次剪滑阶段、溯源滑动阶段,由此可以判识灌溉水渗流阶段及该类滑坡发育阶段;(3)该类滑坡形成机理为:灌溉水下渗、阻水层地下水壅高→阻水层上部黄土软化、蠕滑(峰值强度)→坡脚泥流潜蚀、前缘剪滑(残余强度)→前缘临空、溯源滑动、后缘新拉裂。研究再现了灌溉诱发黄土滑坡形成过程,指出了灌溉水与黄土相互作用的致灾机理,可为灌溉诱发黄土滑坡研究提供试验依据。     

三峡库区曾家棚滑坡变形破坏影响因素分析

三峡库区曾家棚滑坡是三峡水库蓄水以来继千将坪滑坡后第二个发生整体滑移破坏的特大型滑坡。通过对滑坡变形速率与库水位、降雨之间的相关性分析,建立了滑坡变形与外界动态影响因素之间的响应关系,分析了其主要诱因及变形机理。分析结果表明：暴雨或久雨以及首次水库高水位的浸泡是引起曾家棚滑坡变形的主要因素,库水位上升乃至骤升及缓降对滑坡影响不大;在水库高水位运行和暴雨的耦合作用下,导致了曾家棚滑坡最终发生变形破坏。      

水库蓄水对库岸滑坡影响分析

水库库岸滑坡是人类工程活动经常遇到的重大工程问题之一，深入研究库水对滑坡的诱发机制及水库蓄水后滑坡的变形破坏特征，对评价滑坡的稳定性和确保水库正常运行具有重要意义。本文在广泛研究水库库岸滑坡的变形破坏特征的基础上得出了库水诱发滑坡的五种破坏机制，并通过实例运用数值模拟的手段研究了库水诱发滑坡的演化过程。     

南水北调中线工程永年县湿陷性黄土地基渠段有限元分析

南水北调填方渠道湿陷性黄土破坏使渠道产生变形,对总干渠通水运行产生影响,需进行处 理。利用黄土湿陷经验模型、变形倾度法等对永年县湿陷性黄土地基渠段进行有限元分析计算。结果 显示湿陷区域的大小对堤身因湿陷造成的沉降有较大影响,裂缝产生位置对工程安全无明显影响,考虑 实际地基分布,采取强夯等处理措施后,能够保证渠道的运行安全。通过工程实例计算,说明提出的方 法可用于湿陷性黄土地基安全分析。     

降雨诱发黄土边坡失稳破坏机制研究

通过现场调查查明黄土边坡的变形破坏模式,使用灰色理论研究对该边坡的稳定性敏感因素进行分析。研究表明:该边坡的破坏主要是由持续强降水引起的,降水产生雨水入渗,坡表混凝土层阻碍雨水排出,土体强度降低,产生由坡脚开始逐渐向坡顶延伸的破坏。雨强的大小对这类黄土边坡的稳定性影响较大。该滑坡的敏感性为降雨强度内摩擦角Φ内聚力C。     

防渗技术在湿陷性黄土灌区改造工程中的应用

湿陷性黄土渠道常因渗漏造成渠床、渠基遇水大幅度沉陷变形而被破坏，引起渠道产生裂缝、变形，甚至周围土体产生漩涡，造成渠道渍堤破坏，危及工程安全运行。介绍了各种防渗技术措施在湿陷性黄土灌区渠道工程中的综合运用，使渠道渗漏量得到了有效控制，从而提高了渠道的抗渗能力，确保了灌区工程的安全运行。