基于统计方法的高速远程滑坡距离预测分析

目前高速远程滑坡最大水平距离的计算方法还不够完善,基于国内外的高速远程滑坡文献资料,结合相关性分析和敏感度分析原理,对高速远程滑坡的最大水平运动距离L、最大垂直高度H与滑坡体积V的关系进行数据分析,并通过多元非线性回归分析,给出了高速远程滑坡最大水平距离的经验公式。研究结果表明:1高速远程滑坡最大水平运动距离与和滑坡体积、最大垂直高度均为正相关,且最大垂直高度的相关性系数更大;2高速远程滑坡最大水平距离对最大垂直高度的变化更为敏感,这与相关性分析保持一致;3考虑最大垂直高度与滑坡体积两因素,提出了高速远程滑坡最大水平距离预测公式。研究成果可用于高速远程滑坡的运动特性分析中,为致灾区域和致灾强度的预测和评价提供参考依据。     

滑坡碎屑流运动特征的模型试验研究

运动距离、速度变化及堆积体厚度是滑坡致灾区域和致灾强度的主要评价指标,其复杂的运动机制使灾害预防十分困难。通过开展室内滑坡模型试验,研究了岩土体类型、斜坡坡度和滑体体积对其运动特征的影响。试验结果表明:滑坡碎屑流的运动距离受控于岩土体类型,且随着碎屑粒径的增大而增大。且随着斜坡坡度的增大,滑坡由分级启动向整体启动转变,撞击坡脚引起的持速特征,是造成同等规模下滑坡运动距离和堆积厚度差异的原因。同时,滑坡规模越大,其运动距离越远,符合滑坡的规模效应。     

白格滑坡-碎屑流堆积体颗粒识别与分析

受到滑坡-碎屑流灾害瞬时性及致灾性极强的影响,滑坡-碎屑流灾害往往极难直接观察研究。对其堆积体颗粒的研究是滑坡-碎屑流研究极好的切入点。为方便快捷的统计分析堆积体颗粒粒径分布,采用无人机航拍与图像识别技术相结合的方式获取堆积体粒径数据,并将PCAS软件运用于堆积体粒径识别,并提出"无人机航拍-PCAS图像识别"的粒径分析工作方法。以2018年11月3日发生的白格滑坡-碎屑流为研究案例,对滑坡-碎屑流堆积体粒度分布进行统计分析。结果显示:(1)PCAS软件能有效识别堆积体颗粒粒径;(2)堆积体中小粒径占了绝大多数,随滑坡-碎屑流运动距离增加,小粒径含量增加,且大粒径出现"双峰"现象;(3)白格滑坡斜坡堆积面密度与斜坡坡度之间存在一定关系,并推导建立了其关系的经验公式;(4)堆积体形态特征参数的变化能侧面反应滑坡-碎屑流的运动过程及运动特性。对白格滑坡-碎屑流堆积体颗粒的研究结果表明,PCAS软件应用于堆积体粒径统计分析是可靠的,能在滑坡-碎屑流研究领域发挥一定的作用。     

颗粒反序现象及对滑坡碎屑流冲击作用的影响

滑坡碎屑流的堆积形态、运动速度及冲击力影响着滑坡碎屑流的致灾程度。颗粒反序现象是滑坡碎屑流动力行为的典型特征,探究反序现象的成因机制、反序堆积过程中冲击力变化的主控因素是滑坡碎屑流防灾减灾工作的重要切入点。运用三维离散元素法,结合模型试验的结果,以控制粒径d_(60)为参数,探索了滑体颗粒运动过程中的反序分离对滑体的堆积形态、运动速度及冲击力的影响,并对滑坡碎屑流颗粒反序现象的成因机制进行了讨论。研究表明,滑坡碎屑流运动过程中的颗粒分选能大大增强滑体的流动性、平均速度峰值及最大冲击力,滑体最终形成反序堆积结构。对于单一粒径滑体模型,粒径为14 mm时滑体流动性最差,滑体平均速度峰值和冲击力峰值随着粒径的增大而增大;对于混合粒径滑体模型,滑体流动性、平均速度峰值和冲击力峰值随控制粒径d_(60)尺寸的增大而增大;颗粒反序现象的形成是由消散压力、振动筛分、大颗粒碰撞分离、小颗粒率先停积等因素共同作用的结果。     

滑坡-碎屑流冲切铲刮效应的颗粒离散元模拟

滑坡-碎屑流运动沿程冲切铲刮作用对滑坡运动性态(如速度、体积、物质组成等)具有重要影响,如何更好的进行模拟是滑坡动力过程分析的重要技术难题。在室内滑坡-碎屑流物理模型试验的基础上,采用三维颗粒流程序(PFC3D)对滑坡-碎屑流运动过程中对松散基底物质的冲切铲刮效应进行数值模拟,重点分析滑坡方量和滑落高度、基底厚度和强度以及地形坡度等因素的影响。结果表明:随着滑坡方量与滑落高度的增大,铲刮能量增加、铲刮作用时间延长,从而增强了铲刮效应;基底厚度的减小与地形坡度的增加均会引起基底物质稳定性降低,从而在同等条件下更易于被冲切铲刮;颗粒离散元方法是滑坡运动模拟分析的一种有效手段,模拟结果对于更好的理解滑坡运动冲切铲刮效应具有重要意义。     

基于经验统计的弃渣场失稳致灾距预测模型研究

弃渣场失稳滑坡是一种严重的山地灾害,而对其致灾距离的预测对于灾害的防治具有重要意义。通过收集多组山地灾害数据,并经过处理后提出了滑坡碎屑流致灾距的经验预测模型,并基于此,进一步提出了弃渣场失稳滑坡致灾距的经验预测模型,模型考虑了弃渣体内部因素可能造成的影响,并通过数据拟合对模型的适用性进行了验证。其研究成果具有一定的推广价值。     

偏转型滑坡滑动与堆积影响因素研究

高速远程滑坡不仅具有运动机理复杂、危害大、发生突然等特点,而且滑坡在运动中经历了斜坡加速、坡脚碰撞、偏转持速效应、减速堆积的过程。通过室内滑坡模型试验,研究了岩土体类型、偏转角和下垫面对高速远程滑坡运动特征的影响。试验结果表明:滑坡体的运动距离受控于岩土体类型,随着偏转角的增大,滑坡运动距离减小,最大堆积厚度增加,同时偏转角对滑坡体有明显的颗粒筛分现象。下垫面摩擦类型对滑坡运动参数具有明显的作用,影响滑坡体最终的堆积形态。试验结果为深入研究滑坡运动速度、运动距离及堆积形态提供了重要的参考依据。     

高位滑坡成灾地质环境研究进展

高位滑坡灾害主要分布在我国西部高山峡谷地区，具有急剧突发、破坏性强和致灾范围广等特点，危害巨大。加强对高位滑坡成灾地质环境研究，有利于揭示高位滑坡孕灾机制及远程动力成灾机理研究，指导开展高位滑坡减灾措施制定。因此，通过查阅大量文献资料、野外地质调查和归纳分析等方法，提出了高位滑坡灾害定义，分析了高位滑坡灾害特征、易滑地质结构类型、诱发因素及链式灾害特点，主要得到以下结论：(1)高位滑坡的滑源区多位于脊状山顶，坡度较陡，这使得其具有高位隐蔽性、运动速度快、块体破碎性和动力侵蚀等特点；(2)西南高位滑坡的易滑地质结构主要分为软弱结构带控制型和锁固段破裂触发型两类；此外，高位滑坡的诱发因素主要包括地震、降雨和人类工程活动等，这些因素改变了坡体的应力场和位移场，进而诱发滑坡发生；(3)高位远程滑坡链式灾害主要分为三个阶段：高位剪切启动阶段、碎屑流阶段和堵溃放大效应阶段。通过对上述成灾地质环境研究及未来研究方向的探讨，为高位滑坡灾害风险研究提供借鉴。     

顺层岩质滑坡变形破裂扩展及高速失稳特征研究 ——以四川省"5·5"三河口顺层滑坡为例

2018年5月5日,四川乐山市三河口乡发生高速岩质滑坡,方量约23.4万m~3,滑坡自启动至堆积过程影像记录清晰。基于现场勘探和无人机航空摄影,对滑坡发育的形貌特征、结构特征、运动及堆积过程进行了调查,对滑坡的变形破裂扩展、形成机理进行了分析。研究表明:斜坡侧缘和后缘节理对滑坡启动起到主控作用,滑坡主滑用时16 s,最大水平运动距离约215 m,最大运动速度约24.1 m/s;斜坡在重力作用下沿层面发生蠕变,随着变形累积,周缘节理破裂逐渐贯通、掉块,侧缘的渐进贯通对最终破坏起到控制作用。该滑坡运动和破坏模式较为典型,研究成果对其他类似顺层岩质斜坡失稳机理研究具有借鉴意义。     

基于地震波解译的 2000 年易贡滑坡 － 碎屑流动力学过程分析

为更好地研究 2000 年易贡滑坡碎屑流动力学过程,开展该次滑坡碎屑流地震波解译工作,以该次滑坡碎屑流的地震波和遥感影像为基础,通过快速傅里叶变化和人工识别等手段,解译得出该次滑坡碎屑流地震波信号参数、动力学过程及其特征参数。研究结果表明: (1)该滑坡 － 碎屑流的傅里叶主频率和主功率为 2. 0 Hz,最大峰值加速度为 0. 45g,最大地震动速度为 0. 786 m /s,最大地震动振幅 64 cm。(2)该滑坡 － 碎屑流的动力学过程分为崩滑区裂隙贯通崩滑过程,滑坡转化为碎屑流过程和碎屑流运动堆积过程。崩滑区裂隙贯通崩滑过程中地震波振幅逐渐增大,频率逐渐升高。受强降雨和沟道源头圈闭地形的影响,滑坡转化为碎屑流过程中振幅达到最高值,频率有所减小。受沟道弯曲程度的影响,碎屑流运动堆积过程中振幅呈现波状变化趋势,频率呈逐渐减小的趋势。(3)该滑坡碎屑流的流速过程呈现出一个总体上凸、但存在激烈振动的过程。滑坡 － 碎屑流平均速度为 30. 12m /s,滑坡 － 碎屑流在起点 O － A 段的平均速度为 89. 89 m /s,在 A － B 段平均速度最大,为 120. 98m /s,在出山口 E 点的平均速度为 48. 7 m /s。研究成果为进一步研究巨型滑坡 － 碎屑流动力学过程和运动机理提供参考。     

基于颗粒流方法的滑坡灾变过程及冲击致灾预测研究

滑坡冲击致灾研究是滑坡风险评价的关键环节。以勉县老道寺镇楼子沟滑坡为研究对象,通过PFC2D双轴压缩试验获取岩土体细观力学参数,建立滑坡模型及冲击模型,模拟了滑坡灾变动力学全过程,对滑坡的运动位移、运动速度、冲击力等动力学指标进行了定量分析;根据力与变形关系,建立建筑物失效模型,对滑坡冲击致灾进行了定量化评价。研究认为,数值模拟方法可为同类滑坡运动过程分析提供参考,同时也为滑坡防灾减灾定量评估提供新思路。     

宜都市长江洋溪段河岸塌岸（滑坡）机理研究

2008年4月5日,长江中游南岸湖北省宜都市洋溪段河岸发生崩岸,经过现场地形地质调查,分析了该塌岸（滑坡）的岩土结构特征,提出了塌岸的致灾因素、形成机制与过程,认为凹岸地形及岸坡软岩与回填土的物质组成是塌岸的物质条件,长江水流冲刷是塌岸的致灾动因。此外,还提出了将恢复交通工程和灾害治理工程结合起来的综合治灾建议。     

地震扰动区碎石土滑坡滑动能力分析及预测

滑坡规模、形态及地形地貌条件是影响滑坡滑动能力的重要因素。在对汶川地震极震区滑坡详细调查编目的基础上,对都江堰地区51个不同形态地震滑坡的滑动能力影响因素进行了相关性分析,依据相关系数的大小识别出了影响滑坡滑动能力的主要因素。基于最小二乘法原理,采用多元线性回归方法对主要因素进行拟合,获得了研究区地震滑坡的滑动距离预测关系式。研究结果表明:影响该地区地震滑坡滑动能力的主控因素有滑坡体积、滑坡平面形态和滑坡前后缘高差;斜坡原始坡度、坡面摩擦系数和滑坡厚度与滑坡滑动距离的相关性较弱,故认为这些因素对滑坡远程滑动的贡献较少;不同几何形态滑坡的滑动能力主控因素有所差别,对不同形态地震滑坡建立了有针对性的滑动距离预测关系式。     

公路沿线地质灾害孕灾环境与诱灾因子分析

山区公路建设区内滑坡、泥石流等地质灾害的形成与其区内的地质环境因素密切相关,地质灾 害频发成为制约公路建设的重要因素。以新疆国道Ｇ２１８巩乃斯林场段为研究对象,对国道沿线两侧进 行工程地质测绘与勘探工作,分析区内孕灾环境因素与诱灾因子。研究表明:区内孕灾环境因素主要包 括河流侵蚀、斜坡坡度、斜坡坡向、岩土体类型、断裂、大气降水六大因素,它们共同作用构成了地质灾害 的孕灾基础;区内断裂构造活动加剧了灾害的形成与发展;巩乃斯河流对其两岸斜坡坡脚的侵蚀作用是 滑坡灾害发生的诱灾因子,连续的强降雨是泥石流地质灾害发生的诱灾因子。研究成果可为山区高等 级公路建设中地质灾害的孕灾环境和诱灾因子的识别、灾害绕避等方面提供参考。     

岩屑组成对高位滑坡-碎屑流运动特性影响离散元模拟研究

采用三维颗粒离散元模拟方法,对4种由不同粒径碎屑颗粒组成的岩屑滑坡运动过程进行全程数值模拟,研究了碎屑粒径组成对于岩石碎屑滑坡的运动特性影响。结果表明:碎屑颗粒粒径组成对岩石碎屑滑坡的运动总时间和达到速度最大值的时刻没有影响;物源碎屑粒径的组成对滑坡运动速度、破坏力和滑动距离影响大。粒径组成越不均匀,滑坡运动速度和破坏力越大,滑动距离也越远;碎屑流物源前缘部分是滑坡-碎屑流灾害影响范围大小的控制性因素。成果可为岩石碎屑滑坡灾害的预测和评估提供参考。     

基于地震动信号分析的滑坡堵江过程研究——以白格滑坡堰塞湖为例

为精准识别滑坡堰塞湖灾害过程的动态信息进而重构其致灾过程,以2018年两次白格滑坡堰塞湖为例,基于周围测震台站记录的地震动信号,采用Hilbert-Huang变换方法分析不同频段的地震动信号特征,结合现场调查资料,对白格滑坡和堰塞坝溃决运动特征进行分析,还原了较为完整的滑坡堰塞湖致灾过程。结果表明：第一次白格滑坡发生在10月10日22:05:41,持续112 s,第二次滑坡发生在11月3日17:21:15,持续102 s;两次滑坡激发的地震动信号以低频为主(0.008～0.060 Hz),均先出现低频信号且幅值逐渐增大,随后伴随强烈高频信号的产生并迅速增大到峰值再缓慢降低到噪声水平。两次滑坡的运动过程均分为3个阶段：高位滑坡连续滑落阶段/滑坡启动阶段、滑体破碎解体阶段、散落堆积阶段。两次堰塞坝溃决的过程均可分为4个阶段：过流孕育阶段、侵蚀阶段、溃口加速扩展阶段、水沙再平衡阶段。研究成果可为滑坡堰塞湖灾害链的精准识别和灾后救援工作提供参考,也可为滑坡堰塞湖灾害动力特征参数反演提供基础。     

鸡尾山大型高速滑坡近程飞行数值分析

为了研究鸡尾山大型高速滑坡的运动规律,提供确定滑坡灾害预警范围的科学依据,应用matlab软件,基于空气动力学理论对滑坡近程飞行阶段初始速度及飞行时间进行了反演分析,并得到近程飞行阶段的运动方程及其运动特征。为类似高速远程滑坡运动特征的研究及灾害预警范围的确定提供科学依据,对山地滑坡带防灾减灾具有重要意义。     

颗粒级配对碎屑流运动速度影响的滑槽试验研究

滑坡-碎屑流是一种突发性地质灾害,具有速度大、破坏性强等特点。滑坡-碎屑流灾害发生时,不同粒径颗粒组成的碎屑流体运动速度差异较大。为了探究颗粒级配对碎屑流运动速度的影响,设置了单一粒径组、三粒径组以及全粒径组共14种不同级配的工况进行碎屑流滑槽实验,并引入分形维数D对颗粒级配进行量化,获得了最大运动速度与颗粒级配的关系。结果表明：在单一粒径工况下,随着粒径由小到大,碎屑流与底面的摩擦形式由滑动摩擦变为滚动摩擦,颗粒的摩擦耗能减小,碎屑流体运动速度增大;在混合粒径工况下,碎屑流在运动过程中会出现明显的分层现象,而初始级配决定了其中垫层的厚度与结构;伴随着分形维数D和细颗粒含量的减少,运动过程中的垫层厚度也同步减小,导致碎屑流的运动速度增大。     

河流作用下堵江滑坡运动特征差异性研究

【目的】水因素在滑坡灾前变形、运动解体、堆积过程中均发挥重要作用。从水力学角度,讨论河流流水对滑坡堆积、堵塞河道、形成堰塞坝的影响有重要减灾意义。【方法】基于2018年金沙江白格滑坡基础信息,聚焦有、无河流作用下滑坡运动演化过程中滑速、能量、形态特征差异,分别考虑白格滑坡处于无河流流水、有河流流水作用两种情况,开展了其运动过程的DEM模拟、CFD-DEM耦合模拟。【结果】根据计算捕获的速度、能量、形态等滑坡运动特征,量化揭示了河流流水对堵江滑坡的具体影响。【结论】研究发现：(1)河流流水影响下,滑坡体平均速度偏小,因河流影响的滑体部分较少,河流流速变化对滑坡体运动的影响较小且无明显规律;(2)动能和应变能在滑坡高速运动阶段受河流影响更明显,重力势能及能量损失在滑坡堆积阶段受河流影响更为明显,较无河流作用对白格滑坡应变能的影响最大,为1.80%。(3)河流对滑坡体形态特征的影响主要体现为最终纵向堆积长度的变化,滑坡计算启动后70 s,不受河流流水影响时,滑体纵向长度稳定在1.7 km,考虑河流流水影响下稳定在1.5 km,考虑河流影响下的模拟结果与实际情况较为吻合。     

降雨型滑坡浅层滑动对土体含水率变化的响应

降雨是滑坡的重要诱因,以往的研究通常以滑体含水率达到饱和作为滑坡发生的判别指标,实际上多数滑坡发生时仍处于非饱和状态。因此,有必要研究滑坡变形对含水率变化的响应,进一步揭示降雨型滑坡致灾机理。通过野外现场监测、现场模型试验和室内土柱入渗试验等多种手段深入研究土体含水率与降雨型滑坡的相关性。结果表明:①含水率变化速率是降雨型滑坡致灾的关键指标,降雨对滑坡的影响体现在降雨引起滑坡内部含水率增加速率达到峰值进而引起滑坡失稳破坏。②前期降雨过程是含水率变化速率的重要影响因素。久旱后发生高频降雨,易使土体含水率迅速增加。③强降雨是含水率变化速率增大的关键影响因素。在相同初始条件下,降雨强度越大,含水率变化速率越大,且含水率变化速率到达峰值速度越快。