含弱透水夹层饱和砂土坡体滑坡的实验研究

通过含有细砂夹层的饱和砂土在冲击载荷下的滑坡模拟实验，考察了土层参数不均匀的坡面的滑坡模式，坡体变形，破坏和不均匀渗流引起的滑坡，特别是散体粒径不均匀时出现的含水层和通道与滑坡的关系，各控制参数(载荷的和土体的)对滑坡的影响，并对这类滑坡中的现象给出了定性解释。     

考虑层间作用的多层滑坡分析方法

对于发育多层滑面的复杂滑坡,工程中较少考虑各滑面之间的相互影响,而所提出的分层计算方法,考虑了各滑面之间的相互影响。各层分别核算其滑坡稳定性,抗滑结构物设计中的滑坡推力及其分布形式。上层滑体按照一般的传递系数法计算,下层滑体按照考虑上层滑体在上层滑面处的作用力传递系数法计算。算例分析表明,分层计算方法将使多层滑面的复杂滑坡抗滑结构物的设计更为合理。     

具有蠕变特点滑坡的加速度变化特征及临滑预警指标研究

 具有蠕变特点的滑坡从变形启动到整体滑动破坏这一过程一般要经历初始变形、等速变形和加速变形3个阶段,且不同阶段有其不同的变形特点。依托于大量滑坡变形监测数据,对滑坡从开始变形到失稳破坏全过程中的累积位移、变形速率和加速度等的变化规律进行系统地分析和研究,发现加速度的变化表现出与累积位移和变形速率完全不同的特点。在斜坡变形进入临滑阶段之前的所有时间段内,加速度值基本在0附近作上下振荡,而一旦进入临滑阶段,加速度则骤然剧增,呈现出明显的突变特征。也就是说,加速度在斜坡进入临滑阶段前后呈现出迥然不同的特点。针对此特点,提出基于加速度的滑坡临滑预警方法和临滑预警指标d。根据该指标,可望实现滑坡的自动临滑预警。     

推移式滑坡渐进破坏机制及稳定性分析

 在现行滑坡稳定分析的基础上,建立推移式滑坡渐进破坏稳定性分析法。在分析滑坡破坏机制的基础上,提出临界状态条块或单元,该临界状态条块或单元处于破坏和峰值应力之前两状态之间,并提出相应的决定方法。提出推移式滑坡2种破坏模式,模式I：整个滑体沿弱面发生推移破坏,模式II：后缘沿弱面发生推移破坏,而前缘局部沿滑体发生剪切破坏;在滑坡破坏控制的研究基础上,提出模式I滑坡破坏受弱面的基本力学特性所控制,对于模式II,滑坡后缘破坏受弱面的基本力学特性所控制,而前缘受滑体的抗剪力学特性所控制,2种破坏模式的临界状态逐步由后缘向前缘移动,也即是滑坡破坏不断地产生新的峰值应力状态和破坏后区状态。对推移式滑坡的变形规律进行研究,提出在滑坡模式I和II渐进破坏全过程中,滑坡破坏面上的每一点的时间与位移关系均会呈现不同的“S”型曲线特征,对于整个滑体而言,滑面上每一点的位移与高度关系曲线,在不同时刻呈现不同的抛物线型特征。分析滑面的位移与时间的关系曲线特征,提出滑面位移与时间的关系曲线呈现3种类型：类型a：I型非稳定时间曲线,类型b：I型稳定时间曲线,类型c：III型稳定时间曲线。研究现行滑坡稳定性系数的计算特点,提出滑坡稳定性计算的综合下滑力–抗滑力、主推力和基于位移变化的方法。研究了滑坡的运动特点,提出了主滑方向的定义,且主滑方向随力和位移的变化而变化。研究有限元滑坡稳定计算的特点,分析引起滑坡有限元法计算不收敛的原因,提出滑坡有限元计算的滑面边界法,其滑面既可以施加理想弹塑性模型边界,计算所得稳定系数可与传统的极限状态稳定计算结果相比较,又可以施加不同的应力–应变模型边界,从而获得真实的应力场和位移场,也可利用各种方法计算相对应的稳定系数;对于滑面确定可以采用各种优选计算和现场勘查方法。提出了各种对应关系图,这些图形有利于理解提出的系统理论。     

水位变化引起分层边坡滑坡的实验研究

通过对分层的边坡在水位变化时滑坡的模拟实验，起的滑坡，重点考察了水位涨落速度对坡体稳定的影响，考察了分层坡体的滑坡模式、坡体变形、破坏和渗流引以及坡面从产生张拉裂缝直到形成滑面的整个过程，并对这类滑坡中的现象给出了定性解释。最后用有限元对实验坡体进行了应力和位移的静力场分析，计算结果与实验结果基本一致。     

滑坡不同变形阶段演化规律与变形速率预警判据研究

 预测预警是国际滑坡灾害研究的热点与难点,目前滑坡不同变形阶段历时与变形速率临界值方面的研究存在不足。为深入探索滑坡不同变形阶段演化规律与变形速率预警判据,将滑坡变形演化过程划分为初始变形、匀速变形、加速变形和急剧变形4个阶段,基于滑坡数据库信息,采用统计分析方法研究滑坡不同变形阶段历时特征及其与不同影响因素的相关性、总结不同变形阶段裂缝发展及宏观特征、分析不同变形阶段滑坡位移速率预警判据。通过研究发现：(1) 滑坡加速变形阶段历时18 ～1 080 d,接近一半的滑坡加速阶段历时位于区间30～90 d;绝大部分滑坡急剧变形阶段历时小于30 d。(2) 滑坡破坏模式、滑体方量、滑面类型与滑坡变形阶段历时相关,其中滑面类型与变形阶段历时的关系最为密切,滑面为硬性结构时滑坡加速与急剧变形阶段历时较短,滑面为软弱层面时加速与急剧变形阶段历时较长。(3) 滑坡进入加速变形阶段时裂缝最大宽度为1～50 cm,进入急剧变形阶段时最大裂缝宽度为4～126 cm,其中土质滑坡与堆积体滑坡临界裂缝宽度较大,岩质滑坡临界裂缝宽度相对较小。(4) 滑坡进入急剧变形阶段位移临界速率一般不超过50 mm/d,倾倒型滑坡速率临界值相对较大,软弱滑动面滑坡该位移速率临界值较硬性滑动面滑坡大。(5) 各种滑坡进入加速变形阶段的位移速率均不大,此速率值与破坏模式关系密切。破坏模式为滑动破坏的滑坡该位移速率阈值基本都不超过4 mm/d,倾倒破坏或崩塌破坏的滑坡该阈值稍大,一般大于4 mm/d。     

The Aso-Bridge coseismic landslide: a numerical investigation of failure and runout behavior using finite and discrete element methods

The complex coseismic process of the Aso-Bridge landslide during the main shock of the 2016 Kumamoto Earthquake was investigated. Finite element analysis and discrete element analysis considering vertical seismic accelerations (VSA) were conducted to explore the salient features of the prefailure mechanism and postfailure kinematic process of the coseismic landslide associated with the initiation time and kinematic runout behavior, respectively. Two seismic input conditions, one involving only horizontal seismic accelerations (HSA), and the other accounting for both HSA and VSA, were used to assess the influence of VSA from the prefailure to postfailure regimes. First, satisfactory agreement between the study and the published results in terms of landslide initiation time was obtained. As revealed by the rapid change of source displacement (RCSD), VSA did not alter landslide initiation time; however, it significantly increased the RCSD approximately 2-fold, which provided a clear initiation time. At landslide initiation, the estimated average velocities in a vertical direction increased approximately 16-fold (from −0.011 to −0.174 m/s) by accounting for VSA. Second, the results suggested that VSA had a trivial influence on runout behavior in the postfailure regime, given that such behavior was dominated by the collision and free fall during the sliding as well as the terrain features. With an average velocity of 21.34 m/s, the sliding source ultimately reached the riverbank within 21 s. The paper demonstrates that a combination of FEA and DEA can be used to investigate the coseismic process of the Aso-Bridge landslide and lead to satisfactory agreement with the event. Our comprehensive analysis provides insight into the role of VSA in earthquake-induced landslides.

     

KDF55/椰壳活性炭/石英砂/沸石联用净化饮用水

考察了KDF55、石英砂、沸石、椰壳活性炭联用对饮用水的净化效果.结果表明,系统对浊度的去除主要发生在椰壳活性炭滤层;对铜、铬、铅等重金属离子的去除主要由KDF55滤层完成,去除率均可达80%以上;系统还可明显降低饮用水的硬度和CODMn.该系统在有效去除污染物的同时,又可向水中释放微量对人体有益的锌离子,对家用净水机的开发具有重要的参考价值.     

Creep model for unsaturated soils in sliding zone of Qianjiangping landslide

The mechanical behavior of sliding zone soils plays a significant role in landslide. In general, the sliding zone soils are basically in unsaturated state due to rainfall infiltration and reservoir water level fluctuation. Meanwhile, a large number of examples show that the deformation processes of landslides always take a long period of time, indicating that landslides exhibit a time-dependent property. Therefore, the deformation of unsaturated soils of landslide involves creep behaviors. In this paper, the Burgers creep model for unsaturated soils under triaxial stress state is considered based on the unsaturated soil mechanics. Then, by curve fitting using the least squares method, creep parameters in different matric suction states are obtained based on the creep test data of unsaturated soils in the sliding zones of Qianjiangping landslide. Results show that the predicted results are in good agreement with the experimental data. Finally, to further explore the creep characteristics of the unsaturated soils in sliding zones, the relationships between parameters of the model and matric suction are analyzed and a revised Burgers creep model is developed correspondingly. Simulations on another group of test data are performed by using the modified Burgers creep model and reasonable results are observed.     

汶川地震大光包滑坡动力响应特征研究

 运用FLAC3D模拟大光包滑坡变形失稳特征,并输入距离滑坡约4.3 km的清平台站强震加速度三向记录,结果表明：其地震动力响应较为复杂,受控于斜坡形态、岩体(地质)结构及地震强度和振动持时等因素,在水平加速度响应方面,前缘滑坡更为明显,地震动频率更高,振幅更大,利于前缘的顺层失稳滑动;在竖向加速度响应方面,后缘滑体的振幅更大,竖向加速度(绝对值)数倍于水平加速度,利于拉裂、振碎解体和抛掷失稳。大光包滑坡与简单均值结构的边坡地震动力响应特征不完全一致,随高程、坡度放大的趋向性和节律性不明显。结合地震动力响应和运动特征,对滑坡堆积和滑源进行概化分区：(1) 下部顺层滑坡堆积区,是滑坡的主堆积区,分布于滑坡东侧,堵塞黄洞子沟;(2) 上部崩滑堆积区,分布于滑坡西北、北侧,具有明显的带状特征;(3) 后缘陡壁及倒石堆区,侧缘拉裂边界,近直立不规则凹凸状断壁,分布多组张拉裂隙,说明受陡倾角张性裂隙控制,表现为张性破坏特征,陡崖下部分布大量倒石堆,呈串珠状分布,以碎块石为主,岩性与后缘及北侧陡壁岩体一致,系地震后的重力调整所致;(4) 顺层滑面及擦痕区,在滑面上分布大量与岩层倾向相同的擦痕,说明顺层滑坡在后部具有向北方向偏转滑动的特征。     

大型高速滑坡启程流体动力学机理研究

大型高速滑坡在启程活动阶段中，由于锁固段突然被剪断，高度集中的剪应力突然被释放，常出现孔隙水压力突然增大；同时，饱水的滑带由于强烈的高速摩擦，使滑面附近产生高温，并使滑带水突然汽化，产生巨大的水汽化压力；孔隙水压力与水汽化压力耦合，使作用在滑面上有效应力减小。这两种流体动力学现象是大型高速滑坡产生启程剧滑的重要原因。通过三轴剪切试验，探讨了滑带孔隙水压力与剪切速率的关系，导出了大型高速滑坡启程活动阶段滑带孔隙水压力的计算公式。详细地研究了大型高速滑坡启程活动阶段滑面瞬态温度场的变化规律，导出了滑面温度变化的方程式，计算了云南头寨沟滑坡启程活动阶段由于强烈高速摩擦产生热量的传导深度，进一步对该滑坡启程活动阶段滑带孔隙水汽化效应进行了研究。     

降雨入渗对泥岩–土混填路堤稳定性的影响

 降雨入渗是诱发泥岩–土混填路堤边坡失稳的主要因素之一,为了揭示降雨对泥岩–土混填路堤边坡稳定影响的变化规律,选取济邵高速公路一典型路段的泥岩–土混填路堤边坡进行人工降雨模拟试验,对边坡土体中的孔隙水压力、边坡土压力和变形进行监测;探讨雨水入渗对路堤边坡稳定性的影响,推断滑坡的形成机制和预测边坡的稳定发展趋势。原位综合监测和数值分析结果表明：降雨入渗影响下泥岩–土混填路堤边坡的滑动变形区的变形量以坡面最大。裂缝的出现使得雨水更容易进入深层土体,土体吸水崩解、软化,强度急剧下降,使得边坡的稳定性安全系数在降雨后显著降低。     

双层反翘滑坡弯曲蠕变及时效变形特性研究

 为了研究双层反翘滑坡的变形破坏机制,以襄十高速公路韩家垭滑坡为背景,结合非线性蠕变模型建立考虑岩层弯曲蠕变特性的时效变形方程及平面应变条件下反翘弯曲岩层的蠕变压屈方程,对双层反翘滑坡的弯曲蠕变及变形破坏机制进行深入阐述,提出根据岩层反翘弯曲蠕变的变形速率进行滑坡稳定性评价及预测的方法,并就不同荷载水平下岩层的蠕变压屈失稳机制进行探讨,最后将分析结果与现场监测成果进行定性对比,结果表明：在雨季时,滑坡前缘岩层的荷载水平在 ＞ ＞ 之间,岩层的反翘变形逐渐累积,滑坡发生延迟性失稳破坏;在旱季时,其荷载水平为 时,滑坡处于暂时稳定状态。采用本文模型对该滑坡进行定性分析、评价合理可行。     

石榴树包滑坡机制的有限元分析

石榴树包滑坡是黄蜡石滑坡的组成部分。利用基于位移控制技术的有限元法对滑坡机制进行了分析，展示了Katona接触单元在模拟滑面时的应用。作为对比，还设置了另一计算方案，在此方案中，将整个滑体的力学参数都取为滑带的力学参数，同时，将滑体和基岩之间的界面作为普通的岩性分界面。计算结果表明，两种不同的连接形式的安全系数相近，但失稳机制却不同，从而证实了边坡的稳定性是由滑带的性状控制的。对于常规有限元法所求得的安全系数与经典的极限平衡法的安全系数之间存在较大差异的原因也进行了分析。     

大光包滑坡滑带岩体碎裂特征及其形成机制研究

 大光包滑坡是“5•12”汶川地震触发的最大规模滑坡,滑坡南侧暴露长约1.8 km顺层滑带,其岩体高度碎裂,引起广泛关注,6 a来对此开展了持续研究。在前期工作基础上(工程地质测绘、坑槽探及浅孔钻探(钻孔声波)等),对滑带岩体的碎裂特征进行了充分的揭露和系统的描述,结果表明,滑带发育的地质基础是滑前坡体内部发育的层间剪切错动带。强震过程中,由于靠近发震断层的强烈垂向地震动,从而导致坡体沿相对软弱的层间错动带分离,并产生垂向振冲或夯击效应,导致层间错动带的进一步碎裂化。对滑带的细观分析表明,这种强震滑带碎裂化现象不仅存在,而且还表现出伴随碎裂过程的扩容效应。采用物理模拟和PFC数值模拟,进一步验证了强震过程中滑带的碎裂和扩容过程,揭示其产生的内在机制。研究表明,滑带岩体碎裂化及扩容现象具有特殊的工程地质和岩体力学意义：一方面滑带岩体的进一步碎裂、细粒化从物理上降低了滑带的摩阻力;另一方面,也是更为重要的是,由于滑带的夯击扩容,地下水将强力挤入扩容空间,从而可能激发水击作用机制,导致孔隙水压力激增,滑带抗剪能力急剧降低,从而促使滑坡骤然启动,产生高速滑动。     

不同滤料对丹江口水库水的过滤效果研究

以丹江口水库中试基地的沉淀池出水作为试验用水,对比研究了细石英砂单层滤料、粗石英砂单层滤料、无烟煤单层滤料及无烟煤-石英砂双层滤料的过滤效果。结果表明,4组滤柱对浊度的去除效果相近,但无烟煤-石英砂双层滤柱受进水浊度变化的影响较小,抗冲击能力较强,出水浊度相对稳定;无烟煤-石英砂双层滤柱与无烟煤滤柱对有机物的去除效果优于细石英砂与粗石英砂滤柱,无烟煤-石英砂双层滤柱与无烟煤滤柱对CODMn的去除率分别为(31.45±10.39)%和(28.23±9.15)%,对UV254的去除率分别为(13.05±5.3)%和(14.23±4.97)%;细石英砂滤柱水位增长最快,且运行周期最短,无烟煤-石英砂双层滤柱与无烟煤滤柱水位增长相对较慢,运行周期是细石英砂与粗石英砂滤柱的2～3倍。     

The role of active faults and sliding mechanism analysis of the 2017 Maoxian postseismic landslide in Sichuan,China

A giant, high-position rockslide occurred in Xinmo village of Maoxian County, Sichuan, China, on June 24, 2017. It was the largest rockslide recorded since the 2008 Wenchuan earthquake, and caused great loss. We use field survey data and relevant information to describe the geometric and zoning of the Maoxian landslide, and we discuss its sliding mechanism and the role of active faults in its formation. The sliding mode of the Maoxian landslide involves a plane failure mechanism (sliding rupture), while the slipping process can be divided into two stages: a rock cracking and deterioration stage, and a high-speed sliding stage. The role of active faults (earthquake and fault movement) is probably the most important factor in the Maoxian landslide formation, while lithology played a catalytic role and rainfall acted as an inducing factor. The fault vertical combination model (“back thrust” dynamic model) proposed in this paper provides a reasonable explanation for the different distribution of the coseismic landslides caused by the 1933 M 7.5 Diexi earthquake. We consider that a steep slope near the active fault, especially where the active fault intersects, just like the “locked segment” of a fault, is the uppermost area to develop a large landslide.

     

In situ observation of storm-wave-induced seabed deformation with a submarine landslide monitoring system

Submarine landslides move large volumes of sediment and are often hazardous to offshore installations. Current research into submarine landslides mainly relies on marine surveying techniques. In contrast, in situ observations of the submarine landslide process, specifically seabed deformation, are sparse, and therefore restrict our understanding of submarine landslide mechanisms and the establishment of a disaster warning scheme. The submarine landslide monitoring (SLM) system, which has been designed to partly overcome these pitfalls, can monitor storm-wave-induced submarine landslides in situ and over a long time period. The SLM system comprises two parts: (1) a hydrodynamic monitoring tripod for recording hydrodynamic data (e.g., waves, tides, and currents) and (2) a shape accel array for recording seabed deformation at different depths. This study recorded the development of the SLM system and the results of in situ observation in the Yellow River Delta, China, during the boreal winter of 2014–2015. The results show an abrupt small-scale storm-wave-induced seabed shear deformation; the shear interface is in at least 1.5-m depth and the displacement of sediments at 1.23-m depth is more than 13 mm. The performance of the SLM system under real-time field monitoring conditions confirms the feasibility and stability of this approach.     

砂-黏土混合物的压缩性状及其粗颗粒骨架形成机制

众多学者已对黏土和砂土的压缩特性开展了大量研究,但在自然界或者人工吹填造陆工程中,更为常见的地基土类型是粗细共存、级配不连续的砂-黏土或粗粒-细粒混合物,而关于该类特殊土压缩特性的研究成果却鲜见报道。针对该问题,配制不同砂土比例和含水量的砂-黏土混合物,开展一维固结试验,以研究砂-黏土混合物的压缩特性并明确粗颗粒骨架形成机制。结果表明：混合物与一般黏性土的压缩性状有所不同,虽用于评价纯黏土压缩特性的归一化指标e/eL和孔隙指数Iv均能拓展运用在砂-黏土混合物中,即建立其与荷载之间的关系式,但是纯黏土与砂-黏土混合物归一化压缩特性存在明显的差异性,表现出不适用性。本质原因在于混合物在荷载作用下形成了砂骨架,骨架形成前后混合物的压缩特性分别由黏土和砂骨架控制。引入了砂-黏土混合物四相体系,根据黏土孔隙比和砂孔隙比两个参数阐明了砂骨架的形成机制,给出了压缩性状差异性的机理解释。文末给出了砂骨架形成的预测方法,明确了两种压缩机制转换的阈值。研究成果对阐明砂-黏土混合物的压缩机制具有重要的科学意义,对该类土地基的沉降计算有参考价值。     

岩门村滑坡高分辨率遥感调查与机制分析

 2007年7月7日,四川达县岩门村斜坡发生滑坡,造成直接经济损失约人民币1.5亿元。采用滑坡前后的高分辨率卫星影像及“数字滑坡”技术,获取滑坡地质环境及滑坡前后的道路、水塘、植被群位移及高程变化的定量信息,根据斜坡各部分变形特征,将其划分为主滑区、牵动滑区、强影响区及影响区4个部分,各自活动方式分别为快速推移+前缘砂土液化和面状流动,牵引(或后退)式滑移,受拉力发生拉张裂缝、错位和局部位移,以及受振动发生小规模的裂缝和错位。以DEM求得原地面以上的滑走及堆积方量分别为132.6×104和132.2×104 m3;结合钻孔资料求得滑面以上滑坡规模为1.97×106 m3。岩门村斜坡具备形成滑坡的岩性及坡体结构条件,但所临河谷狭窄,难以发育大型厚层滑坡,但有适宜的临空空间供局部浅层滑坡活动。长期强降雨是岩门村滑坡的主要触发因素。就斜坡整体而言,本次滑坡活动释放能量不充分,在连续降雨情况下局部可能再次发生浅层滑坡,但难以发生整体大规模滑移。