金沙江白格滑坡裂缝区失稳概率分析

金沙江上游白格滑坡于2018年10月10日和11月3日连续发生两次滑坡堵江-溃坝事件,给沿岸居民带来巨大灾害。滑坡发生之后,在滑坡体后缘形成3个裂缝区,存在再次滑坡堵江的可能。鉴于白格滑坡岩土体试验数量有限,试验成果不能反映坡体抗剪强度参数的统计特征,本文针对白格11.03滑坡,采用基于极大似然估计的优化算法,对滑坡岩土体的抗剪强度参数进行了反演,并利用反演参数,采用蒙特卡洛方法对滑坡后缘裂缝区进行了可靠度计算和稳定性评价。研究表明：（1）将响应面法与基于极大似然的概率反分析方法结合起来对滑坡体参数进行反演,计算过程简便,计算方法适应性强。（2）根据白格11.03滑坡反演得到的滑坡岩土体抗剪强度后验分布为c~N(13.05kPa, 32),tanφ~N(0.64, 0.042),计算结果表明通过反演可以降低先验参数的不确定性。（3）采用自动搜索最危险滑动面的方法得到了各裂缝区的局部破坏模式。计算得到的最危险滑动区范围与现场调查及监测得到的失稳区范围基本一致,且局部破坏模式下的破坏概率均明显大于整体破坏模式,表明裂缝区破坏以渐进牵引破坏为主,与实际的裂缝发展规律及破坏模式一致。（4）白格滑坡后缘3个裂缝区的潜在失稳区域C1-1、C2-1和C3-1的体积分别为7×105 m3、3.2×106 m3和1.3×106 m3,对应的失稳概率分别为21.70%、33.90%和27.30%,均为极高危险性。因此,有必要对滑坡堵江-溃坝洪水灾害链进行风险评价,并提出合理的处置措施和应急预案。     

滑坡–堵江–涌浪灾害链模拟的DEM–CFD耦合分析方法及其应用

滑坡-堵江-涌浪灾害链的演化过程涉及复杂的滑坡-河流相互作用。为了真实再现这一演进过程,本文提出了一种扩展的离散元法（DEM）与计算流体动力学（CFD）耦合数值方法,通过在局部平均DEM-CFD耦合方法中引入流体体积法（VOF）建立了一套能够描述河流自由水面演化的扩展DEM-CFD耦合数值框架,实现了对滑坡涌浪形成及传播过程的追踪;并提出了一种新的局部孔隙率计算方法即虚拟球模型,来克服网格颗粒临界尺寸比的限制,从而实现复杂地形建模要求;进一步通过多个典型算例验证其准确性和有效性。在此基础上,开展了滑坡-堵江-涌浪灾害链演化模拟,并应用至白格滑坡坝形成过程复演,深入分析了滑坡-河流动态演化过程及耦合作用机理。结果表明：所提出的方法能够准确模拟滑坡-河流相互作用;滑坡-河流-河谷地形的耦合作用驱动了灾害演化,滑坡体驱动了涌浪的传播,而河流则增加了滑坡体的动能耗散,且对其沉积过程在河流流向上产生相反影响;模拟得到的白格滑坡运移路径、沉积形态及涌浪侵蚀面积与实地调查结果吻合度较高,成功再现了2018年10月11日白格滑坡堵江事件。本文所提出的扩展DEM-CFD耦合数值方法为深入研究滑坡-堵江-涌浪灾害链演化机制提供了有力的数值工具,对于灾害预测及防灾减灾策略的制定具有一定的参考价值。     

金沙江白格滑坡堰塞坝溃决洪水灾害调查与致灾浅析

2018年10月10日和11月3日,西藏自治区江达县波罗乡白格村金沙江右岸同一位置先后两次发生滑坡堵江事件并形成了巨大的堰塞湖,其堰塞坝在自然泄流和人工开挖泄流槽两种处置方式后溃决。其中,第二次滑坡堰塞坝的溃决洪水给下游西藏、四川和云南3省（自治区）受灾范围内的道路、桥梁、耕地和房屋造成了巨大破坏。为了应对类似的极端、超常规、特大堰塞坝溃决洪水威胁以及相关的基础性研究需要,课题组于2018年12月21日至29日对这次金沙江白格堰塞湖溃坝洪水对下游的受灾情况进行了考察调研。考察以受灾最为严重的巴塘县巴楚河（又称巴曲河）与金沙江的交汇口为起点,直至洪水威胁基本消除的梨园水库库区为终点沿江共计488.6km的受灾河段为主。考察重点为沿岸房屋、道路、桥梁和水利基础设施等受损情况,并对溃坝洪水的最大淹没水位（洪痕）、考察时的河道水位,河道两岸堆积的泥沙及其颗粒级配,桥梁致灾水位等进行了分析,得到了一些有价值的灾情数据与成果,这些成果可为进一步的基础性研究提供一定的数据支撑。     

河谷文明演变与历史滑坡堵江——以金沙江上游卓英村为例

近年来,作者在横断山脉三江并流区开展历史堵江滑坡调查,在金沙江上游发现序列沿江分布的残碉,其中以左岸的白玉县卓英村残碉分布最为集中,共17座,且未见公开报导。这些残碉是一个历史部落或村庄的遗迹,是藏彝走廊历史文化遗存的组成部分。鉴于藏彝走廊研究主要集中在社会科学方面,本文尝试采用自然科学方法拓展相关研究。基于现场调查和地质测年,结合前人工作成果,确定残碉群的建造时间与历史归属,分析历史滑坡堵江事件对河流地貌与河谷文明演变的影响。结果表明：（1）卓英村残碉群兴建于1780~1490 a BP,相应的历史年代为东汉末期至南朝时期,按地域极有可能是古白狼国遗迹;（2）残碉的修建高程与时间与措拉古滑坡堰塞湖尾部的湖滩高程与溃决时间等具有较好的一致性,湖泊淤积、干热河谷气候、取水便利等为卓英村的兴起奠定了基础;（3）约1510 a BP前的一次大洪水事件导致措拉堰塞坝完全溃决,岸坡塌岸引起的耕地逐渐消失、取水不便等人居环境恶化是导致卓英村被遗弃的自然因素;（4）横断山脉河流历史堵江滑坡引起的河道淤积为民族迁徙提供了良好的通道,也留存了丰富的历史遗迹,类似卓英村残碉的深入研究有望丰富和拓展白狼国与藏彝走廊的研究内容。     

青藏高原三江并流区重大堵江滑坡孕育规律及其防灾挑战

青藏高原三江并流区剧烈的构造活动和强烈的河流侵蚀导致其高山峡谷中大型堵江滑坡频频发生,并且链生灾害剧烈,严重影响川藏铁路、滇藏铁路等国家重大工程的建设。青藏高原重大滑坡堵江具有独特的天然形成条件以及鲜明的内外动力特征,通过对典型堵江滑坡的考察,建立青藏高原三江并流区堵江滑坡数据库,对认识堵江滑坡地质孕育特征在区域上的普遍性规律及孕灾条件意义重大。本文基于2019年实施的三江并流区堵江滑坡野外地质调查和滑坡地质成因分析,阶段性揭示了堵江滑坡的一般孕育规律：（1）三江并流区的缝合带和活动断裂不仅易使斜坡岩体发生蚀变,从而降低坡体结构的完整性、提高对风化作用的敏感性,还会产生剧烈的地震内动力作用诱发堵江滑坡的启动;（2）堵江滑坡具有发生在倾倒变形的逆倾斜坡上以及岸坡凹岸处的空间分异特性,在河流下切作用下高势能、大方量的滑体往河谷运动形成堵江;（3）河谷中的背斜构造在河流侵蚀过程中为两岸的逆倾或近直立岩层创造了倾倒变形的临空条件,加上背斜核部邻近斜坡岩体的挤压破碎性质,使斜坡结构更易发生深层变形破坏,造成堵江滑坡事件;（4）软弱炭质岩层化学风化在内的外动力地质作用对坡体结构的变形、破坏亦有不可忽视的促进作用。基岩滑坡一旦发生堵江,其潜在的灾害链问题将十分严重,未来需要进一步优化、整合资源,借助高科技手段克服青藏高原滑坡灾害考察的诸多困难。本文通过揭示堵江滑坡孕育的一般规律,为堵江滑坡数据库的完善奠定了基础,有助于应对更严峻的青藏高原防灾减灾挑战。     

金沙江白格堰塞湖溃决过程数值模拟

2018年10月10日和11月3日，在我国四川省与西藏自治区交界处的白格村同一位置连续发生两次滑坡，完全堵塞了金沙江形成堰塞湖。由于“10?10”滑坡形成的堰塞湖水位抬升迅速，堰塞湖于10月12日自然漫顶溃决。“11?03”滑坡堵塞了“10?10”堰塞体溃决形成的流道，形成了更大的堰塞湖，鉴于客观条件允许，采取了开挖泄流槽降低堰塞湖溃决水位的措施，至11月12日，堰塞湖发生漫顶溃决，溃口洪水峰值流量为31000m3/s。由于“11?03”白格堰塞湖溃决案例拥有较为完整的实测资料，为堰塞湖溃决过程的研究提供了宝贵的基础数据。基于堰塞体的溃决机理，建立了可考虑堰塞湖的水动力条件、堰塞体的形态和材料特征的堰塞湖溃决过程数学模型。模型采用宽顶堰公式模拟溃口洪水流量，并根据堰塞湖入湖和溃口流量以及堰塞湖的水位-湖面面积关系曲线确定堰塞湖水位的变化；采用基于水流剪应力和堰塞体材料临界剪应力，并可考虑宽级配堰塞体材料特性的冲蚀公式模拟材料的冲蚀过程；假设溃口在纵向下切和横向展宽过程中坡角保持不变，采用极限平衡法分析溃口在发展过程中发生的边坡失稳；采用按时间步长迭代的数值计算方法模拟堰塞湖溃决时的水土耦合过程。采用建立的模型对“11?03”白格堰塞湖溃决案例进行反演分析后发现，模型计算获得的溃口流量过程、堰塞湖水位变化过程、溃口发展过程与实测值基本吻合。参数敏感性分析表明，冲蚀系数对溃决过程具有重要的影响，残留坝高通过影响下泄库容也对溃决过程产生作用；另外，开挖泄流槽可降低堰塞湖溃决时的库容，从而对溃口流量过程产生影响，是降低灾害损失的有效手段。     

大型地震滑坡高速滑动堵江机制的离散元数值模拟

汶川大地震触发了大量的大型滑坡,这些滑坡体在峡谷河流地带堵塞河道形成了堰塞湖.本文以唐家山滑坡形成的堰塞湖为例,通过离散元数值方法对地震作用下唐家山滑坡的滑动堵江机制进行了模拟,结论如下:唐家山滑坡确实为一高速滑坡,滑坡从启动到停止,其速度变化曲线具有显著的非线性特征,滑坡的最大滑速达27 m/s;直观地再现了唐家山滑坡的滑动以及形成堰塞体的全过程运动特征和滑坡堵江机制,并把其划分为5个阶段,即滑动启动阶段、加速滑动阶段、减速滑动阶段、遇阻堆积阶段和自稳成坝阶段.     

基于两相双质点MPM的滑坡堵江灾害链生全过程分析

滑坡-堵江-堰塞湖灾害链是高山峡谷地区的典型地质灾害,其中滑坡堵江环节作为该灾害链的衔接过程,往往决定了后续灾害在时间、空间上的延拓规模,合理再现这一复杂流-固耦合过程对于灾害链风险评估至关重要。基于物质点法（MPM）模拟岩土材料非线性的优势,采用Drucker-Prager模型表征失稳运动的岩土体,引入人工状态方程表征水体流动过程,发展了岩土体（固相）与水体（液相）相互作用的两相双质点物质点法（TPDP-MPM）;通过模型试验尺度下滑坡体-水体相互作用过程的仿真分析,验证了TPDP-MPM处理岩土体、水体两相耦合的有效性。以此为基础,针对2011年湖北十堰市二荒村滑坡堵江（平渡河）灾害链,再现了灾害演化全过程,通过演化过程中的速度场与动能分析,认为二荒村滑坡堵江全过程可分为失稳启动、高速滑动、入江制动和堆积成坝4个阶段,揭示了滑坡体在失稳启动和高速滑动阶段的运移模式以及入水制动阶段水体对于滑坡堆积过程的影响规律。研究成果为滑坡堵江灾害链的全过程推演与风险评估提供了理论与方法。     

基于斜坡单元优化的高海拔地区滑坡危险性评价——以金沙江白格滑坡为例

为了开展高海拔、人员难以到达地区滑坡危险性评价,以金沙江白格滑坡为例,利用遥感影像,通过设置最佳填洼阈值、集水面积阈值来消除斜坡单元的误差直线,优化斜坡单元,采用优化后的斜坡单元对研究区进行危险性划分,评价效果有所提高。研究结果表明,研究区有80.95%的验证滑坡位于较高危险性和高危险性区内,验证滑坡集中率为2.266,较好集中了滑坡危险性分布特点。白格滑坡危险性指数为0.75,属于高危险性滑坡区,高危险性滑坡区还涉及江达县14个村庄和白玉县12个村庄,对此类地区应加强防范意识、完善应急设施。     

蠕动型滑坡位移变形规律与失稳判据

针对蠕动型滑坡位移监测预警中滑坡稳定性难以准确判定的问题,利用FLAC^3D数值软件建立土质边坡数值计算模型,基于强度折减系数法分析滑坡变形过程中的表面位移和内部应力变化规律,构建蠕动型滑坡的失稳判据,并用于相似试验验证和实际滑坡案例分析。结果表明：蠕动型滑坡发生、发展至滑移破坏过程中,内部破坏特征在宏观上可通过滑坡地表位移变形来反映;滑坡地表位移随滑坡破坏程度呈现出规律性的变化,且在滑坡稳定性阶段发生变化时滑坡地表位移会出现突变性的拐点;依据滑坡位移变化规律建立的失稳判据得到的滑坡稳定状态与实际情况相符,验证了所建失稳判据在实际工程中的适用性。     

金沙江结合带巴塘段滑坡群InSAR探测识别与形变特征

金沙江结合带结构破碎,软弱岩层发育,流域性特大高位地质灾害频繁发生。针对该区域开展大范围滑坡调查与监测研究,对减灾防灾具有重要意义。以金沙江结合带巴塘段为试验区,采用堆叠InSAR技术分别利用升轨、降轨Sentinel-1A卫星数据对该区域滑坡隐患开展了调查研究。在此基础上,以中心绒乡滑坡群为重点研究区,利用多维小基线子集技术获取了区域二维形变速率(水平东西向和垂直向)及二维时间序列结果。通过对4处典型滑坡体的形变时间序列结果进行分析,发现在两年时间段内安里克米滑坡、仁娘村滑坡、贡伙村滑坡1和贡伙村滑坡2水平方向累积位移量分别达到44.3、-26.6、65.3和-77.1 mm,垂直向累积位移量分别达到-30.2、-88.3、-80.9和-56.9 mm,且这4处滑坡呈现缓慢蠕滑变形趋势。通过对贡伙村滑坡2的形变监测二维时间序列与降雨数据分析发现,强降雨对滑坡变形有一定短暂影响。由于滑坡群处于地质条件脆弱地区,构造活动强烈,在强降雨条件下极易导致滑坡失稳,建议对其进行持续监测,同时该研究成果对流域内其他区域的滑坡调查与监测研究具有参考意义。     

黄河小浪底工程滑坡体监测的GPS数据分析

通过黄河小浪底滑坡体GPS监测试验，阐述了GPS在滑坡体监测中的数据处理技术分析了GPS用于滑坡体监测工作的可行性。     

大渡河上游某水电站滑坡体成因机制及稳定性研究

滑坡体位于大渡河上游某水电站闸址右岸,最大厚度73m,据勘探平洞揭露,滑坡体内存在大量假基岩,基本保持一定层序,大部分层理倾向坡外,具有一定的规律性。在深入调查滑坡体基本特征的基础上,结合滑坡体的赋存环境,查明其形成地质力学模式为蠕动-滑移-拉裂破坏模式,以垂直位移为主。最后采用地质分析和极限平衡对滑坡体稳定性进行了综合评价。结果表明,滑坡体的影响因素多数有利于稳定性,在各工况下均满足安全标准,其成果可为拟建工程提供重要参考。     

汶川震区寿溪河流域崩滑物源演化特征分析

崩滑堆积体是洪沙灾害的主要物源之一,其时空分布与演化特征对洪沙灾害易灾区早期识别、风险区的研判有重要作用。为探究汶川震区洪沙灾害崩滑物源时空演化特征,选择汶川典型流域寿溪河流域为研究区域,对寿溪河流域2007年、2009年、2012年、2015年、2019年5期高分遥感数据进行崩滑物源解译,建立了研究区“震前—震后”崩滑物源的长时间序列数据集,并利用确定性系数Certainty Factor(CF),结合高程、坡度、坡向、距沟道距离、距断层距离、年均降水量等关键控制因子,定量分析崩滑物源在各个因子上的活跃程度以及演变特征,最后计算植被覆盖度Vegetation Fraction Coverage(VFC)与植被恢复速率Vegetation Coverage Recovery Rate(VCRR),探讨植被恢复对崩滑物源活动的影响。结果表明：5期解译的崩滑物源面积分别为15.68×104m2、442.45×104m2、252.86×104m2、146.07×104m2、98.97×104m2,且以指数函数的模式衰减,预测物源面积恢复到震前水平的时间约为21a。研究区震后崩滑物源活动性最强的区域为高程为1200～2400m,坡度为大于60°,坡向为SE,距沟道距离为小于800m,距断层距离为小于1500m,年均降水量为830～850mm。演化趋势为崩滑物源在高程大于2000m、坡度小于40°、距沟道距离大于200m、距断层距离大于1500m、年均降水量大于840mm的区域的活动性增强,在坡向为E、SE、S侧活动性减弱。震后随着时间的推移VFC以线性形式增长,预测震后至少14a植被覆盖度恢复到震前水平,2012年、2015年、2018年植被恢复中等及以上的区域分别占37.32%、64.24%、70.69%,在植被恢复程度高的地方,崩滑体的活动性低且随着时间的推移而降低,植被的恢复能有效减弱崩滑物源的活动。以上研究对于丰富崩滑物源演化理论与洪沙灾害风险预测具有重要意义。     

三峡工程大江截流风险决策研究

通过对三峡工程截流施工过程中水文、水力等不确定性因素的分析,揭示了施工截流的风险本质;计算了动态风险率,提出了风险控制的措施．     

地震作用下的高速公路滑坡稳定性分析

通过定量分析地震力和滑坡稳定性之间的关系,对地震作用下滑坡稳定性分析进行研究.以地震加速度作为反映地震荷载的主要因素,以德昌、米易滑坡为例,基于有限元理论开展了地震作用下滑坡的动力学分析,并运用GEO-SLOPE软件模拟了地震对滑坡的影响机制,研究了滑坡稳定性的变化规律.     

地震作用下的高速公路滑坡稳定性分析

通过定量分析地震力和滑坡稳定性之间的关系，对地震作用下滑坡稳定性分析进行研究．以地震加速度作为反映地震荷载的主要因素，以德昌、米易滑坡为例，基于有限元理论开展了地震作用下滑坡的动力学分析，并运用GEO-SLOPE软件模拟了地震对滑坡的影响机制，研究了滑坡稳定性的变化规律．