滑坡堵江灾害分析及离散元数值模拟

简要分析了滑坡堵江形成的灾害链,采用离散元软件PFC2D对其进行了模拟,考虑了地形坡度及河道宽度对堵江的影响,模拟结果表明,河宽是决定滑坡体能否堵江的重要因素,随着河宽层增加,滑坡堵江由全堵型变成部分堵江。     

肖家桥滑坡堵江机制及灾害链效应研究

 地震是滑坡灾害的一个重要触发因素,而这类形式的滑坡通常体积较大。以肖家桥滑坡为例,在对滑坡区进行详细的地质调查基础上,结合动力有限元分析技术,再现滑坡三维空间失稳过程。在此基础上,提出肖家桥滑坡形成及堵江的4个阶段：地震触发及岩体的累进破坏→滑体破坏、高速下滑→撞击解体、堵江形成堰塞体→震动密实。通过对堰塞体结构特征及不同工况下堰塞体的稳定性分析的成果表明：堰塞体边坡在天然状态下稳定性较好,当再次发生强地震时可能会发生局部的坍塌;最可能的破坏方式为“漫顶式”逐级冲刷破坏,由于其内部岩体结构相对较为完整,发生管涌及整体破坏的可能性较小。     

唐家山滑坡堵江机制及堰塞坝溃坝模式分析

 在对唐家山滑坡及其堰塞坝现场进行详尽地质调查结果基础上,结合早期(地震前)资料开展研究,结果表明,该滑坡形成及堵江过程可概括为：顺层岸坡结构地震诱发→滑坡体前缘剪切、后缘拉裂→高速下滑、形成气浪、前缘刨蚀河床、对岸阻化隆起→后缘边坡坐落下滑→堰塞堵江。对堰塞坝体地质结构、不同水位条件下堰塞坝整体及上下游部位不同工况稳定性分析表明,堰塞坝以沟槽部位表层松散体水流逐级淘刷的“溢流破坏”方式为特点,整体溃坝可能性小。     

大埔县崩滑地质灾害发育特征与分布规律初探

大埔县是地质灾害多发区,灾害类型以滑坡、崩塌为主,具有数量多、密度大、规模以中小型为主发育特征。滑坡平面形态典型、剪出口高;崩塌规模小、危害大、变形模式多样;灾害诱发因素清楚、宏观前兆明显、可预防性强。地质灾害在空间分布上主要集中在4个高易发区,在时间上集中在雨季。     

金沙江结合带高位远程滑坡失稳机理及减灾对策研究——以金沙江色拉滑坡为例

金沙江结合带是一条以强烈挤压为主的活动性断裂带,带内经强烈侵蚀切割形成褶皱高山与深切河谷地貌,岩体结构复杂破碎,软弱岩层发育,流域性特大高位地质灾害频繁发生。以金沙江色拉滑坡为例,采用现场调查测绘、多期遥感数据分析、InSAR动态观测、物探、地表位移监测等手段,详细分析了色拉滑坡的基本特征、变形过程、形成机理及发展趋势,并结合金沙江水电开发及特殊地质条件探讨了高位堵江滑坡早期识别与灾害风险管理问题。形成认识如下:色拉滑坡前后缘高差693 m,体积约6520×104 m3,属于典型特大高位滑坡。可分为后部下错变形区(Ⅰ)、中部拉裂变形区(Ⅱ)和前部应力集中区(Ⅲ)3个变形区。受地质构造、地层岩性、降雨与河流冲刷侵蚀等作用影响,失稳模式为多级渐进式破坏,未来滑坡前部发生破坏失稳的可能性较大。采用空天地一体化等先进技术手段,可及时识别高位滑坡变形区域与变形量等信息,为此类流域性灾害链防灾减灾提供科学依据。     

大埔县崩滑地质灾害发育特征与分布规律初探

大埔县是地质灾害多发区，灾害类型以滑坡、崩塌为主，具有数量多、密度大、规模以中小型为主发育特征滑坡平面形态典型、剪出口高：崩塌规模小、危言大、变形模式多样；灾害诱发因素清楚、宏观前兆明显、可预防性强，地质灾害在空间分布上主要集中在4个高易发区，在时间上集中在雨季。[编者按]     

王家岩滑坡锁固段剪切震动触发启程剧动试验

启程剧动机制一直是高速滑坡研究的热点和难点。以锁固段剪切破裂触发的震动为切入点,通过岩体剪切破裂震动试验,研究王家岩滑坡启程剧动模式及启动加速度。将锁固段面积占潜在滑面总面积的百分比定义为锁固段面积率,进行不同锁固段面积率的板岩岩体剪切破裂震动试验,分析震动加速度与锁固段面积率之间的关系,在此基础上研究锁固段剪切破裂震动对滑坡启动的影响,提出王家岩滑坡启程剧动机制。试验结果表明,剪切破裂震动加速度随锁固段面积率的增加而增大;王家岩滑坡启动为斜向上的抛射,而非沿潜在滑面的滑动,并提出王家岩滑坡的抛射启动加速度及抛射方向。     

斜倾厚层山体滑坡启动机制的模型试验研究

首先分析鸡尾山斜倾厚层岩质滑坡视向滑动的成因机制,对前期的滑坡物理模型进行优化;开展土工离模型试验,重现滑坡失稳过程;研究斜倾厚层岩质滑坡视向滑动的变形破坏特征,对斜倾厚层岩质滑坡视向滑动的"后部块体驱动–前缘关键块体瞬时失稳"的破坏模式进行验证。试验结果显示,滑坡模型在73 g时发生破坏,与前期80 g破坏的试验具有较好的重复性,节理化的滑坡模型与岩体结构完整的滑坡模型相比,更易于发生变形破坏;内侧滑块大部分残留堆积在滑动面上,外侧滑块视向滑动、高位剪出。随着离心加速度的增大,模型后部块体首先出现蠕滑现象,前缘块体阻滑作用明显;当加速度达到73 g时,前缘块体被突然视向挤出,诱发后部块体沿滑面产生滑移;滑坡的初始变形破坏过程是由渐进破坏向瞬时破坏转变的过程,经历蠕滑变形–节理张拉–滑面滑动–前缘撞击–视向偏转–高位剪出–碰撞解体–静止堆积。     

滑坡堵江成坝的形成演进机制及危险性预测方法研究进展

近年来，频发的地震活动和极端天气诱发了大量滑坡堵江，严重威胁所在流域人民生命财产和基础设施安全，而目前对滑坡堵江成坝的形成演进机制认识仍不够全面，值得进一步深化研究。梳理21世纪以来典型的滑坡堵江案例，分析其中危险性较大的堰塞坝形成的一般过程和主要特征；针对大型的岩体滑坡堵江，分别从理论分析、物理模型试验和数值模拟方法 3个方面揭示其成坝的必要条件和堵江过程的流固耦合细观机制；提出滑坡堵江危险性预测的3阶段：即堵江状态预测、堰塞坝稳定性预测和溃坝危险性预测等。通过全面梳理堵江危险性预测3阶段研究成果发现，堵江状态预测参数和标准选取尚没有统一形式，堰塞坝稳定性评价尚未考虑坝体材料和结构等特征，溃坝危险性预测的数学模型物理机制仍有待进一步揭示。基于当前研究存在的局限性，凝炼滑坡堵江研究未来应重点关注的4个问题：(1)考虑碎裂化过程的崩滑体堵江堆积结构及成坝预测模型；(2)滑坡堵江成坝演进过程的物理和数值模拟方法；(3)基于滑坡物源状态的堵江危险性评价方法与风险评估；(4)堰塞坝临灾预警因子及监测预警关键技术。研究成果为高山峡谷地区滑坡堵江灾害链预测、堰塞坝应急抢险地质处置及区域防灾减灾规划...     

陕北延安丹霞地貌类型特征及演化模式分析

陕北延安地处黄土高原腹地,属典型的大陆性季风气候,区内大面积黄土覆盖,中西部地区沿河谷、沟谷出露丹霞地貌造景岩层——白垩系洛河组巨厚-块状红色砂岩,因而形成了延安地区特有的沟谷型丹霞地貌,依据沟谷形态、规模等特征,将其进一步划分为天井式、狭缝式、巷道式、宽谷式丹霞地貌4个类别,并通过对沟谷型丹霞地貌影响因素的分析,初步建立沟谷型丹霞地貌演化模式。     

岩石力学特性分析与高速滑坡启动速度预测

斜坡高速滑动之前，在静力极限平衡状态时形成与抗剪强度相当的抗滑力。一旦锁固段突然被剪断，由于峰残强降效应，原有下滑力的一半得到释放，赋存其中的弹性应变能则转换为滑坡剧动的动能。因此，滑坡体在启程的瞬间产生相当高的初速度，并使其沿着滑动面高速下滑。以云南昭通头寨沟大型高速远程岩质滑坡为例，通过常规三轴压缩试验，研究了滑坡区主要工程地质岩组(玄武岩)岩芯的变形和强度特性。试验结果表明，玄武岩的峰值强度与残余强度之间存在显著的差异，峰残强降率为50％左右。并在试验研究的基础上，对头寨沟滑坡启程初速度进行了预测。     

溪洛渡库区典型滑坡堆积体变形与防灾探讨

水库运行过程中,库岸滑坡堆积体表现出不同的变形、破坏特征及其演化规律。根据溪洛渡库区滑坡堆积体的地质调查、变形监测资料,选择了干海子、雨林二组2个滑坡堆积体作为典型实例,分析了水库运行期2个滑坡堆积体的变形破坏现象及其演化特征,探讨了不同滑坡堆积体的变形破坏特征及其与剖面形态之间的关系;依据剖面形态,将滑坡堆积体划分为躺椅型和座椅型两类,进一步分析了躺椅型、座椅型滑坡堆积体的剖面形态特征、势能特点、变形破坏特征以及可能的灾害效应,并提出了针对性的防灾减灾对策。     

唐家山滑坡后壁残留山体震后稳定性研究

 在对残留边坡现场地质调查基础上,根据坡体表部裂缝分布、延伸长度和贯入深度,结合唐家山高速滑坡形成机制,推测残留山体除表层零星塌滑外,仍存在较大规模滑坡的可能,其破坏模式以坡顶拉张裂缝贯穿下错→坡体中部沿顺层滑移→前缘切层剪切破坏的拉裂–滑移–剪断三段式为特点。根据该破坏模式,对残留山坡分别考虑在天然、持续暴雨以及地震等不同工况下,按二维和三维折线型潜在滑面进行稳定性计算和分析。结果表明,残留山坡整体稳定,但浅表部稳定性差。在此基础上,对残留山坡提出相应的整治措施建议。     

滑坡灾害的机制与力学特性分析

滑坡灾害主要是指滑体突然产生较大的土体滑动,巨大的滑动力会摧毁其所遇到的建筑物,造成重大的损失。本文采用数值方法的变模量强度折减法,分析滑坡滑动的位移变化过程,发现牵引式滑坡位移突变性大于推移式滑坡,更容易产生滑坡灾害;相反,推移式滑坡在滑动前会有明显的预警位移,因此提出"塑性"坡的概念,"塑性"坡发生灾害滑动前有显著的变形预警,这样,"塑性"坡可以避免或减少滑坡的灾害。此外,通过计算实例的分析结果,表明牵引式滑坡或当滑面上存在应力水平差异大的情况时,整体极限稳定分析法的安全系数存在偏大的风险。上述结论为避免或减少滑坡灾害开辟新的研究思路。     

唐家山滑坡变形运动机制的离散元模拟

 地震是滑坡灾害的一个重要触发因素,而这类形式的滑坡通常危害较大。以汶川地震触发的唐家山滑坡为例,在野外现场调查基础上,采用离散元数值模拟技术,对滑坡由变形累积到破坏滑动的全过程进行模拟,以研究地震作用下顺层岩质滑坡的变形破坏过程。结果表明：在地震力及滑体重力作用下,坡顶首先形成应力集中,滑体沿中后部的软弱面产生蠕变变形,随着持续的地震动力输入,应力不断向中前部的锁固段集中,使得变形沿接触面不断向坡脚方向扩展,最终从坡脚剪出,破裂面贯通形成滑带;通过滑动过程模拟表明,唐家山滑坡运动模式为：启动→高速滑动→碰撞停积→自稳过程,滑坡滑动过程中,斜坡表层部分块体在地震水平力作用下发生临空抛射现象,表层岩体在滑动过程中,受地震竖向作用力而发生垂直抛落现象;地震力作用下坡体中质点加速度、速度具有高程放大效应,表现为水平加速度放大系数大于竖向加速度放大系数、水平速度放大系数大于竖向速度放大系数,对比结构面监测点和基岩监测点加速度、速度放大系数,表明滑坡启动时具有较大的加速度,也说明不连续结构面对岩质边坡的动力反应起着控制性作用。     

头沟隧道进口滑坡特征及成因机制分析

通过对十天高速(陕西境内)头沟隧道进口滑坡地质环境条件的系统调查研究,分析了滑坡岩土体结构、边界条件、变形条件、影响因素,对其成因机制进行了深入的探讨,为山区滑坡地段的公路沿线地质灾害防治及施工建设提供了参考。     

某地区滑坡地质灾害危险性评估研究

滑坡地质灾害危害大,其危险性评估研究对于灾害的预警具有重要意义。以滑坡灾害点作为研究对象,总结了研究区域内的的地质地理环境特性,对滑坡灾害的产生因素进行了研究;通过建立信息量模型,在研究区建立滑坡风险评价指标体系,利用信息模型和基于层次分析法2种方法开展了风险评估分析,最终得到了研究区的滑坡灾害风险评估区域分布情况,并依据研究区滑坡地质灾害危险性评价提出了相对应的防治措施和建议。     

基于动态演化特征的锁固段型岩质滑坡前兆信息研究

 大型岩质滑坡是高能量突然释放的突发性地质灾害,常造成重大人员伤亡和经济损失。其中锁固段型岩质滑坡为大型岩质滑坡的主要类型,其发展演化具有较强的隐蔽性和突然性。依据锁固段存在形式和赋存位置,将锁固段型滑坡细分为“三段式”、“挡墙式”、阻滑块体、线性多级和阶梯状多级型5种类型。通过分析典型锁固段型滑坡的工程地质特性、滑坡阶段性演化规律和突发失稳特征,并基于动态演化特征从滑坡后缘拉裂缝开裂闭合、前缘鼓胀、坡体加剧变形和岩体微破裂声学信号特征等对岩质滑坡失稳前兆信息进行了系统总结。根据不同滑坡不同演化阶段的前兆失稳信息,利用InSAR,LiDAR,GPS,三维激光扫描和岩石微震等先进技术,采用“空–天–地–内”一体化的滑坡失稳预警防治方法。不同演化阶段的滑坡前兆信息的获取,对具有突发灾害的锁固段型岩质滑坡防治具有重要指导意义,可提高灾害预警预报准确率。     

自然灾害的基本型式及防控对策研究

为了全面反映自然灾害的属性，更加科学地服务自然灾害的预防应对，在国内外研究成果的基础上，结合多年的研究积累和实践经验，采用综合归纳、分析抽象的方法系统提出并论证了自然灾害的基本型式。一般地，自然灾害分类考虑致灾原因和成灾过程等因素，如经常使用气象灾害、水旱灾害、地震灾害、地质灾害和海洋灾害等。随着认识的深化，应用的广泛，仅仅立足动力成因尚不能全面反映自然灾害的特征，还需要从自然灾害发生发展空间和危害强度及其关联性进行考量。把自然灾害的基本型式划分为孤立型、链锁型、群发型和广域型，对应着自然灾害点、线、面和体4种空间分布。孤立型自然灾害单点出现，如雷击、雪崩、滑坡灾害等。链锁型自然灾害具有空间关联、时间接续、动力转换和灾情放大的链式作用特征，如滑坡–涌浪–堰塞湖–溃决洪水。群发型自然灾害指面状或区域分布，既具有分散群发性又具有相对集聚性的特点，一般由若干灾害点或灾害链组成。广域型自然灾害在大范围三维空间出现，不但可能出现灾害点、链、群型式，更会在广大地域造成无差别危害，如飓风、海啸或火山灰云导致的灾难。4种自然灾害型式存在组合关系，关联的多点可能构成链，点、链成群，点、链、群在一个广大的...     

汶川地震触发窝前滑坡特征及失稳机制探讨

 为弄清汶川地震触发窝前滑坡特征,探讨该滑坡的失稳机制,笔者先后多次赴滑坡区开展调研。调研结果表明：(1) 窝前滑坡为上陡下缓、上硬下软型地形地质结构,属于拉裂–走向滑移型的斜坡失稳破坏模式;(2) 由于石坎断层活动,在近断层上盘效应、强地震动集中性、地震波长持时累积效应、地形放大效应和地震动水平加速度效应作用下,直接触发的一起剧动式高速远程滑坡;(3) 表现出一系列与一般重力环境下滑坡迥异的运动和堆积特征,如高陡粗糙的滑坡壁、弯道超高和侧向抛撒、颗粒分异堆积等特征,运动中形成滑源区、陡坡加速区、碎屑流通区(流槽区和爬高区)、堆积区和抛撒区;(4) 主要经历山体震动拉裂、高速溃滑、碎屑流和堆积4个阶段。滑坡运动至800 m左右时,峰值速度达56.1 m/s,全程运动时间约57.1 s,平均速度35.6 m/s;高位势能和滑体碎屑化是窝前滑坡产生高速远程运动的主要原因。