高速远程滑坡加速运动过程能量消耗评判研究

滑坡运动过程中的能量消耗决定了高速远程滑坡碎屑流的最大运动速度和致灾强度,但由于地形地貌、地质条件的复杂性,能量耗散的定量计算存在较大的难度。选取斜坡坡度、斜坡偏转角、岩性、下垫面覆盖物类型、运动路径、横断面形态作为影响滑坡碎屑流运动过程中能量耗散的主要因素。通过详细分析各类因素的耗能机理,运用改进型层次分析法（IAHP）确定因素权重,利用模糊综合评判法（FCE）得出了滑坡运动过程中的能量耗散等级。以某典型高速远程滑坡为例,建立了滑坡运动过程能量耗散分析评判模型。相关结论可为潜在的高位远程滑坡致灾强度和致灾区域研究提供参考。     

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。     

一种改进的滑坡涌浪动力学模型

滑坡涌浪是库区最常见的自然灾害之一,为了对库区滑坡涌浪的灾害范围进行更加准确、高效的模拟,基于Sassa滑坡运动模型、COMCOT海啸模型及其开源有限差分程序、流体力学建立了流动性滑坡涌浪动力学模型.为了使模型能更好地反映滑坡涌浪的实际运动,模型考虑了滑坡涌浪的强烈耦合作用力、波浪破碎等因素对滑坡涌浪运动的影响,并通过...     

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。     

贵州印江岩口滑坡过程的数值模拟分析

在对贵州印江岩口滑坡工程地质背景资料和地质条件进行详细研究的基础上,利用离散元方法建立了滑坡的计算模型,对滑坡滑动的整个过程进行了仿真模拟,着重分析了滑坡后部点、中部点和前部点滑动位移与速度的变化规律以及滑坡的堆积形态,并与实测数据进行了对比。计算结果表明,根据位移和速度的变化,可把整个滑动过程分为4个阶段:即启动加速阶段、高速运动阶段、碰撞减速阶段和缓动夯实阶段;较准确的模拟了滑坡体的灾害影响范围和堆积规模;通过对滑体不同点位移和速度的分析,进一步明确了滑坡为牵引式滑坡和不同点在速度、位移和加速度上的变化规律。研究表明,对滑坡滑动过程的数值模拟可以进一步认清滑坡滑动和转化的本质,这将为合理治理滑坡、估算滑坡体对其下方建筑物的破坏范围和冲击破坏力以及灾害的合理评价提供基本依据。     

基于PSO-SVM模型的滑坡易发性评价

滑坡易发性评价是区域滑坡预警和评估工作的前期准备。滑坡致灾因子的有效选取以及评价模型的构建成为当前滑坡预测研究中的难点问题。以府谷县作为研究区,借助多种技术手段将数字高程模型(DEM)、地质图、路网图、遥感影像图等多源数据进行融合,提取了地形地貌、地层岩性以及地表覆盖等滑坡孕灾环境因子和降雨量、人类工程活动等诱发因素的特征属性作为评价指标。在此基础上,对提取的各因子的相关性进行分析,剔除了地形起伏度因子。采用粒子群优化(PSO)算法对支持向量机(SVM)模型的参数进行优化,得到最佳参数组合为惩罚因子c=1.42,核参数σ=1.15,将最优参数组合代入支持向量机模型中,构建出粒子群优化算法-支持向量机模型(PSO-SVM),并将其用于研究区滑坡易发性定量评价中。最后分别采用ROC曲线与Kappa系数对PSO-SVM模型性能的优越性进行检验,结果表明,PSO-SVM模型成功率与预测率分别为0.931和0.917,训练集与测试集的预测精度分别为79.17%、76.67%。研究结果可以为从事滑坡预测评价工作者提供决策参考。     

基于Voellmy模型的哀牢山地区滑坡泥石流灾害运动过程数值模拟

我国西南山区滑坡泥石流灾害常发,滑坡泥石流灾害体运移堆积的范围是开展区域地质灾害危险性评价的重要指标之一。以云南省哀牢山地区水塘镇芭蕉树滑坡泥石流灾害为研究对象,利用Voellmy流体运动模型进行灾害体运移堆积全过程数值模拟反分析,获取数值模拟模型参数。利用反分析得到的模型参数建立与芭蕉树滑坡泥石流所处地质环境条件相似的戛洒镇南恩小学滑坡数值模型,进行滑坡泥石流灾害运移堆积过程模拟分析,模拟结果与野外地质灾害危险性评估结论符合程度较高。     

单体滑坡灾害承灾体的有限元模拟与易损性评估

针对目前单体滑坡灾害承灾体易损性评估定量化程度不高的问题,提出了一种承灾体易损性计算方法。在分析滑坡运动过程和承灾体破坏机制的基础上,引进塑性铰的概念,考虑了承灾体塑性变形过程,建立了简化计算模型。应用有限元软件SAP2000对钢筋混凝土框架结构受侧向力形变过程进行数值模拟,所得受力与位移参数代入简化计算模型,得到易损性数值并确定了承灾体破坏等级。结果表明:建筑物弹塑性变形与局部塑性铰变形过程类似,且塑性阶段所占比例较大;计算所得安全距离92.7m和承灾体易损性V为1时距离69.7m与实际基本相符。     

宣汉地区降雨型滑坡空间发育规律及敏感性分析

宣汉县是四川省达州市地质灾害较为发育的县区。为研究该区域滑坡分布及稳定性规律,通过实地调查滑坡数据信息,并结合GIS技术和确定性系数法,分析与滑坡分布及稳定性紧密关联的多个致灾因子(滑坡坡度、高程、坡向、岩性、水系和公路)的敏感性。结果表明研究区滑坡灾害受到致灾因子影响区间多发生在:①400～1 000 m的高程范围内,其中400～600 m处于高度易发区;②滑坡坡度处于5°～25°的相对区间内,其中5°～15°区间更加敏感;③水系缓冲区和公路缓冲区均在800 m范围内,特别是公路缓冲区在400 m范围内的影响更大。同时,应用敏感性系数比值和敏感性指数进一步分析了致灾因子对滑坡分布和稳定性2个方面的影响程度。分析表明:坡度因子对降雨型滑坡稳定性起到重要的影响,但其对滑坡分布的影响程度要弱于公路因子。研究结果为今后类似条件下的滑坡危险性评价、防灾减灾计划等提供理论依托。     

四川省普格县滑坡孕灾环境因子敏感性分析

四川西部是我国地质灾害高易发区。为了对滑坡孕灾环境因子的敏感性进行定量分析,以普格县境内分布的滑坡为例,基于变维分形理论、ArcGIS平台,借助累积和变换次数和分维值研究区内小、中、大型滑坡孕灾环境因子的敏感性,并引入分维值方差这一概念来度量分维值的离散程度。主要成果与结论为:①坡度、断裂和公路等因子对滑坡发育的影响较大,河流和起伏度等因子对滑坡发育的影响较小;②中型滑坡的孕灾环境因子分维值方差最大,小型滑坡次之,大型滑坡最小;③分维值为滑坡对孕灾环境因子的敏感性提供了定量的分析,而分维值方差为滑坡对各个孕灾环境因子敏感性程度的离散性进行了度量;④变维分形理论为滑坡灾害危险性评价中的孕灾环境因子权重提供了分形学依据。     

潖江滞洪区洪灾风险区划研究

该文采用二维非恒定流模型对渑江滞洪区洪水演进进行数值模拟,根据模拟结果,在GIS平台上对渑江天然滞洪区百年一遇洪水进行了淹没范围、最大流速、淹没历时、淹没水深的计算,从而得出洪灾致灾因子评价指标体系,进行了洪灾风险区划,为洪灾损失评估提供科学依据。     

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。     

基于Pro/E的磁致伸缩直线电机的设计与试制

针对现有压电式惯性冲击电机存在运动稳定性差、运动速度慢、负载能力弱等不足,对磁致伸缩式直线电机结构进行了分析,设计一种以稀土超磁致伸缩材料为驱动源,基于惯性冲击原理,将电磁能直接转换成直线运动的新型惯性冲击电机,应用Pro/E软件建立了整体三维模型,并对样机进行了试制,为直线电机的开发提供了新的思路。     

基于加权信息量与GIS的滑坡易发性评价

选取丹巴县城及其周边典型数个乡镇为研究区,考虑岩组、斜坡结构、斜坡坡度、地质构造、河流水系、变形迹象、人类工程活动等几个致灾因子,借助GIS平台并运用加权信息量模型,对研究区域内的滑坡易发性进行评价,分析区内滑坡关键影响因素。研究显示,岩组对滑坡影响最大,河流与人类活动影响最小;高危险区与中等危险区分别占总面积的0.27%、5.74%,绝大部分地区(94%)为低或极低易发区。     

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。     

山洪易发区土石坝安全评价模型的建立

基于对山洪易发区洪水致灾机理的分析,在对山洪灾害基本特点进行探讨的基础上,分析了山洪易发区洪水的致灾机理,进而提出了山洪易发区土石坝安全的影响因素和安全评价模型建立的原则.然后采用数学理论建立了由9个一级指标、20个二级指标构成的安全评价模型.     

水库滑坡位移与水动力耦合预测参数及其评价方法研究

针对库水涨落诱发滑坡致灾机理,在系统分析水库边坡位移与库水位变化规律及其相互作用关系的基础上,运用弹塑性力学基本原理,提出了以库水位下降引起的边坡下滑动力增量作为边坡的加载动力参数,以相应边坡位移变化量作为边坡位移响应参数,以此确定水库边坡库水动力增载位移响应比参数并建立预测模型。运用动力增载位移响应比预测模型对三峡库区典型水库滑坡-黄土坡滑坡关键部位监测点进行了动力增载位移响应比计算,并采用Geostudio软件对该滑坡稳定性进行了数值模拟分析。该滑坡的位移响应特征与稳定性演化规律表明,该滑坡关键变形部位的动力增载位移响应比参数变化规律与其实际位移与稳定性演化规律基本吻合。研究结果表明了动力增载位移响应比参数是水库滑坡有效的位移动力评价参数,可运用该参数及其评价方法对水库滑坡进行稳定性分析与评价。     

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。     

基于Herschel-Bulkley流变模型的滑坡涌浪数值模拟方法研究

山区水库滑坡涌浪灾害严重威胁库区航运、水工建筑物及沿岸城镇的安全,针对这类次生灾害进行预测和早期防范具有重要意义。滑坡冲击水体形成涌浪的动力过程十分复杂,对其进行准确模拟一直是近年来的研究热点。本文将滑坡视为由流体化物质组成的一类连续的特殊流体,在满足连续方程和动量方程的基础上,引入Realizable k-ε紊流模型和VOF模型,采用自定义函数程序控制滑坡流变特征和底部摩擦阻力,利用有限体积法模拟了Lituya海湾滑坡涌浪运动的全过程,数值模拟得到的涌浪生成形态、速度矢量场与试验结果吻合较好。通过对库区滑坡涌浪开展三维数值模拟,定量获得了不同时刻下库区内涌浪的运动信息。结果表明,涌浪在狭窄顺直河道内传播时波高衰减缓慢,波形类似于孤立波,而在库区弯道地形影响下波幅会迅速衰减。论文研究成果可为科学制定涌浪灾害应急预案和紧急避险方案提供依据。     

考虑阻力作用的碎石土滑坡涌浪数值模拟方法研究

滑坡涌浪是库区水灾害的风险来源之一,开展涌浪预测研究对提升航道安全,减小近岸洪水风险具有重要的工程应用价值,但滑坡体入水形成涌浪的动力过程十分复杂,目前对其进行准确模拟仍是棘手的问题。基于等效流体假设,将非均质的碎石土滑坡视为连续的特殊流体,通过自定义函数编写滑坡体沿滑动面运动的摩擦阻力程序,利用Realizable k-ε湍流模型与VOF法建立了碎石土滑坡涌浪数值模拟模型。研究结果表明：该方法可较好地模拟碎石土滑坡体水下运动与堆积形态,且获得的涌浪波幅精度较高;阻力模型中摩擦系数与内摩擦系数同滑坡体的变形速率分别成反比关系,而湍流阻力系数增大仅能减缓滑坡后缘的变形速率。研究成果可为定量评估碎石土滑坡涌浪灾害风险、制定库区涌浪灾害紧急避险预案提供参考。