滑坡型泥石流转化机制环剪试验研究

 以四川省达县青宁乡滑坡为研究对象,在查明青宁乡滑坡转化泥石流过程的基础上,利用环剪试验模拟青宁乡滑坡失稳以后滑体长距离滑动剪切的过程,分析在剪切过程中土体的物理力学性质变化。结果显示,滑坡型泥石流的转化,除了目前国际上普遍关注的超孔隙水压力的作用外,软弱基座效应也是重要的转化机制之一。滑体在滑动剪切过程中,滑体的剪缩效应以及颗粒的破碎和分层,使滑体土的体积减小,孔隙水压力上升,滑体土的剪切强度降低;同时,滑体的底部形成粉土液化层,且剪切距离越大,黏质粉土液化层的厚度越大,托着滑体快速向前滑动,大大降低了滑体的整体稳定性,该效应为软弱基座效应。     

易贡远程高速滑坡形成原因试验探索

 针对易贡远程高速滑坡的高速、长距离等特点,结合环剪试验可模拟大位移剪切的特点,通过不同剪切速率下环剪试验以及排水和不排水条件下的对比环剪试验分析易贡远程高速滑坡的形成原因。结果表明,高速剪切使孔隙水压力不能及时消散,剪切过程引发孔隙水向剪切面运移,剪切面土体含水量和细粒含量明显高于剪切面上下层土体,以致剪切面液化。不排水剪切条件下的有效内摩擦角比排水剪切大幅降低,初步揭示了剪切速度越高,土体强度越低,两者交互作用的滑坡加速促进原因。     

基于GIS的汶川地震滑坡灾害影响因子确定性系数分析

 2008年5月12日14时28分,四川省汶川发生了8.0级大地震,地震诱发了数以万计的滑坡灾害。在大约48 678 km2的区域内,采用震后航空像片与多源卫星影像解译并结合野外调查验证的方法,共圈定出48 007个地震滑坡灾害。在此基础上,选取地层、岩性、断裂、地震烈度、宏观震中、地表破裂调查点、地形坡度、坡向、顺坡向曲率、高程、水系与公路共12个影响因子作为汶川地震诱发滑坡影响因子,利用GIS强大的空间分析能力与确定性系数方法,对这12个影响因子进行敏感性研究。研究结果表明：(1) 寒武与震旦系是地震滑坡易发地层,侵入岩组、灰岩为主的岩组是地震滑坡发育的高敏感性岩组;(2) 地震滑坡受中央断裂影响最大,同时还受控于前山断裂,受后山断裂的影响较小;(3) 地震滑坡易发性分别随着地震烈度、与震中的距离、与地表破裂点距离的增加而减少;(4) 坡度大于40°是地震滑坡的易发坡度,E,ES方向为地震滑坡的易发坡向,高程范围为1 000～2 000 m,尤其是高程1 000～1 500 m范围为地震滑坡易发区;(5) 400 m水系缓冲区和2 000 m公路缓冲区范围内滑坡易发性较高。确定研究区内各地震滑坡影响因子最利于滑坡发生的数值区间,为进一步地震滑坡区域评价及预测奠定基础。     

滑带土环剪试验及其对水库滑坡临滑强度的启示

滑坡临滑强度在滑坡研究中是一项重要内容,如何准确地确定其值是长期以来的重点和难点。开展滑带土环剪试验,不仅可以获取土体峰残强度参数,且能揭示土体剪切力学特性。通过黄土坡滑坡滑带土的环剪试验,确定出以180 kPa为界的高、低法向压应力区间,并分区间进行了土体剪切强度研究,分析了滑带土的剪切力学分区特性。揭示出本次滑带土以黏聚力下降为主(高压应力区下降44.8%,低压应力区下降93.8%),而摩擦角几乎不变(高、低压应力区峰残摩擦角之差分别为0.136°,0.468°)的峰后强度弱化机制。结合试验,通过引入黏聚力弱化系数,采用一种能反映滑坡演化过程的临滑强度反演方法,研究了不同工况下水库滑坡的临滑强度。并且从坡体受力状态和强度参数弱化的层面探讨了临滑强度因工况而异的原因,阐明其启示意义和工程意义。     

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。     

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。     

GIS支持下基于层次分析法的汶川地震区滑坡易发性评价

 2008年5月12日14时28分,四川汶川发生了Ms8.0级大地震,地震诱发了数以万计的滑坡灾害。在大约48 678 km2的区域内,采用震后遥感影像解译并结合野外调查的方法,共解译出48 007个滑坡。应用GIS技术,建立了汶川地震诱发滑坡灾害及相关地形、地质空间数据库,分析了断层、岩性、高程、坡度、坡向、河流、公路等7个因素与滑坡分布的关系,应用滑坡面积百分比这一标准来分别衡量每个因素中各个级别对滑坡的影响程度;然后使用层次分析法对这7个参数进行权重分析;在GIS平台下对这些参数进行综合分析,通过分析结果将研究区内滑坡按易发程度分为极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区与极低易发区5类,极高易发区与高易发区面积约8 211 km2,占研究区总面积的16.9%;最后,使用汶川地震滑坡数据库对研究结果进行检验,检验曲线表明分区效果良好,其中极高易发区与高易发区内实际发生滑坡面积为430 km2,占滑坡总面积的60.5%。     

新疆某滑坡现场大面积直剪试验研究

以新疆吉木萨尔县大有乡泉水地上村、贾家湾村滑坡现场大面积直剪试验为例,采用堆载式加荷直剪试验方法,经野外大面积现场试验,获得了堆积体直剪时的剪应力—应变关系曲线,并对滑坡体的剪切强度性质进行了相应的理论分析,同时为该滑坡的稳定性评价提供了参考。     

叠溪地震滑坡振动台试验研究

实验室振动台模拟试验是研究地震滑坡的手段之一.本文选取1933年岷江上游叠溪地震诱发各类滑坡中的两种(岩质顺层滑坡和深覆盖层孔隙水压力激增型滑坡)为例,借助水平加垂直双向振动模拟试验台,进行地震滑坡的振动台模拟试验.以此分析和探讨各种斜坡在地震力的作用下的变形破坏的规律和机制,并以此验证前人所建数值模型和计算模型的正确性.斜坡模型的建立是在对叠溪地震进行详细的分区分带研究,对叠溪地震形成演化机制的深入探讨后建立起来的,具有较强的针对性和模拟性.     

汶川地震滑坡分布规律与危险性评价

汶川地震诱发了数以万计的滑坡灾害,造成了巨大的财产损失与人员伤亡。本文基于地理信息系统、遥感、地质工程、统计学等理论,以汶川地震滑坡为研究对象,开展人机交互解译、信息自动提取、失稳机制分析、分布规律分析、危险性评价等方面的研究工作,取得了以下主要研究成果:(1)采用震后多源遥感影像人机交互解译,结合野外调查验证方法,圈定出48 000多处地震滑坡,总面积约为711.8km2。应用GIS技术,建立了汶川地震滑坡及相关地形、地质等空间数据库。(2)基于不同遥感影像,采用监督分类、非监督分类、决策树等多种方法,对北川县湔江流域部分地区进行地震滑坡信息的提取与对比分析。结果表明,采用SPOT5影像,基于最大似然法分类方法与坡度的决策树方法所得结果最理想。(3)对一些源区被地表破裂穿过的滑坡进行野外调查,在分析其与地表破裂空间关系的基础上,初步提出这些滑坡的触发原因不单是地震动作用,而是断裂错动与地震动2种外力的综合作用,且断裂错动的影响甚至高于地震动。(4)分析汶川地震滑坡强度–频率关系,分析结果表明:大光包滑坡与文家沟滑坡是汶川地震事件诱发的2个超大规模滑坡事件,除这2个滑坡及与其面积差小于0.1 km2的滑坡,汶川地震诱发的滑坡强频方程为y=-1.834 17x+12.369 1,其中,x为单体滑坡面积(m2)的常用对数值,y为滑坡面积大于该面积值的滑坡数量的常用对数值。统计滑坡空间分布与地震烈度、地震动加速度峰值PGA、岩性、地形等参数的关系,得出汶川地震滑坡易发因子内部级别。(5)分别采用确定性系数方法与证据权重方法,对汶川地震滑坡区域进行危险性评价,结果表明,证据权重方法略优于确定性系数方法。考虑了不同因子组合情况下的滑坡危险性,结果表明:地震烈度对地震滑坡的影响最大,而地形、地质、人类活动因素对地震滑坡危险性评价的影响较小。滑坡极高危险区与高危险区主要集中在一个沿发震断裂分布的带状区域内,表明地震滑坡受活动构造的控制作用强烈。(6)基于Logistic回归模型,分别对2组模型训练样本和不同百分比(100.0%,90.0%,80.0%,70.0%,60.0%,50.0%,40.0%,30.0%,20.0%,10.0%,5.0%,2.0%,1.0%,0.5%,0.2%,0.1%)训练样本开展地震滑坡的危险性评价。结果表明:2组模型训练样本的滑坡危险性评价结果较接近;对于不同百分比训练样本,当训练样本百分比大于等于10%,尤其是大于30%时,评价结果稳定;当训练样本百分比小于10%时,评价结果出现较大异常。(7)以北川县湔江流域部分地区作为研究区,采用人工神经网络模型,基于3组不同的滑坡训练样本、两类与单类评价样本、Logistic函数与Hyperbolic函数等12种方法进行地震滑坡危险性评价。结果表明,人工神经网络方法应用于汶川地震滑坡危险性评价的结果不理想。(8)基于3组不同的滑坡训练样本,采用两类支持向量机与单类支持向量机评价模型以及线性函数、多项式函数、径向基函数、S型函数4类计算函数等方法(共24种),对北川县湔江流域部分地区进行地震滑坡危险性评价。结果表明:基于500个最大滑坡的点数据训练样本的两类支持向量机模型与径向基函数结果的正确率最高;在地震滑坡危险性评价中,两类支持向量机比单类支持向量机更科学;在核函数的选择上,径向基函数最优。     

Numerical and safety considerations about the Daguangbao landslide induced by the 2008 Wenchuan earthquake

The 2008 Wenchuan earthquake resulted in a large number of fatalities and caused significant economic losses.Thousands of landslides,many of which are very large,were triggered by the earthquake.A majority of catastrophic landslides were distributed along the central Longmenshan fault system,at the eastern margin of the Tibetan Plateau.Some of the landslides resulted in sudden damming of rivers causing flooding,which in turn induced secondary sliding disasters.Among the most significant landslides,the Daguangbao landslide was the largest in volume with the maximum thickness.For this,a numerical model of the Daguangbao landslide,using the material point method(MPM),was developed to simulate the interaction of the seismic loads imposed on the slope.The numerical results then are compared with the post-earthquake profile.As a consequence of the landslide,a nearly vertical head scarp with a maximum height of about 700 m was generated.This is considered as a high risk situation that requires constant monitoring and evaluation.Finally,we propose a methodology based on Bayesian networks(BNs) to manage the risk associated with the stability of the rockwall at the Daguangbao landslide site.     

大光包滑坡滑带碎裂岩体原位钻孔剪切试验研究

安县大光包滑坡是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,其岩体高度碎裂化,引起广泛关注。为准确评价滑带碎裂岩体的强度参数,笔者在前人研究的基础上开展了细致的野外调查工作,采用法国Phicometre岩土两用原位钻孔剪切试验仪对大光包滑坡滑带碎裂岩体进行了原位剪切试验。将试验结果与Hoek–Brown岩体强度准则估值和基于工程地质类比法的力学参数建议值进行了对比分析。基于以上研究,提出了大光包滑坡南侧顺层滑带碎裂岩体力学参数建议值:内聚力为245~480 k Pa,内摩擦角为25.0°~26.5°。     

从剪切试验分析滑坡机理

通过制样并做饱和前后的剪切试验对比,测得其粘聚力及内摩擦角,结合土的力学性质,具体分析了滑坡发生的层面和机理,为更好更全面地预防滑坡、治理滑坡提供了可靠数据。     

地震诱发高速黄土滑坡的机理研究

针对１９２０ 年海原大地震（ Ｍｓ ＝ ８ ．５） ,１７１８ 年通渭大地震（ Ｍｓ ＝ ７ ．５） 和１６５４ 年天水大地震（ Ｍｓ ＝ ８ ．０） 等诱发的高速黄土滑坡所出现的种种现象与特征,提出了一种地震诱发高速黄土滑坡的机理---黄土体解体、斜抛和粉尘化效应。通过动力变形分析导出了黄土滑体斜抛运动的全过程及滑速、滑距公式。以海原大地震时,西吉县（１０°区） 回回川高速黄土滑坡为例,对这些公式进行验证,结果与实际情况相符。     

汶川地震框架填充墙的震害现象及分析

针对汶川地震灾区框架填充墙结构体系抗震破坏现象的震害调查资料,结合现行抗震设计理论,分析框架填充墙等非结构构件的破坏机理,说明填充墙的存在,或多或少地会造成许多不同于纯框架结构的地震破坏形式,除了应加强填充墙与主体结构的抗震构造措施外,还应适当考虑底层填充墙和弧形填充墙与结构构件在同一水准下的抗震设计,认真对待填充墙等非结构构件对人类生命安全带来的危害以及所造成的经济损失.     

从汶川地震震害谈建筑结构抗连续倒塌设计方法

在5·12汶川特大地震中,许多建筑物发生了连续倒塌。本文结合该次地震造成的建筑物连续倒塌震害,介绍分析了建筑结构连续倒塌的定义、原因以及抗连续倒塌主要设计方法,并对我国抗连续倒塌设计研究提出建议,为我国深入研究和尽快完善建筑结构抗连续倒塌设计提供参考。     

汶川地震震害调查与启示

结合地震调查结果,介绍并分析了工程地质震害、建筑物震害和生命线工程的震害现象。得到以下主要结论:在强震区对重要建筑应选取合适的建筑结构体系来抵御地震作用;应高度重视建筑结构的抗震概念设计和耗能减震技术的应用;在强地震活动区要对现有房屋进行全面的安全性评定;应加强桥梁结构与公路路基路面的抗震设计和研究工作;应高度重视通讯和供电供水等设施的抗震设计和研究工作,确保震后电力供应和通讯畅通,为抗震救灾工作赢得时间。分析结果可供建筑抗震设计、灾后重建和今后有关规范的修订参考。     

汶川地震建筑震害分析

汇总了清华大学、西南交通大学和北京交通大学土木工程结构专家组在四川地震主要灾区所调查的建筑震害资料,根据建筑的结构类别、建造年代、地震区估计烈度和使用功能进行了震害状况统计分析。结合典型工程震害案例,分析了此次地震中的建筑震害特点,总结了结构抗震概念设计、结构抗震设计和工程质量管理等方面的经验和教训。根据震害调查统计和典型震害分析,得到以下结论:严格执行抗震设计规范是保证建筑物抗震性能的主要前提;砌体结构应加强结构体系和抗震构造措施设计,并保证施工质量;框架结构应加强围护结构和填充墙与主体结构的抗震构造措施,并应改进"强柱弱梁"的设计;应进一步重视整体结构抗震概念设计;应充分考虑非结构构件的影响。     

金沙江支流冲江河巨型滑坡及其局部复活机理研究

中国西南三江活动构造带是大型滑坡的高发区。笔者在滇西北金沙江支流冲江河螺丝湾电站一带发现的巨型滑坡——冲江河滑坡,位于区域性活动断裂带的阶区,属于古地震造成的巨型古滑坡或坐落体,体积可达5.8×10⁸ m³。该巨型古滑坡在后期演化中经历了趋稳和局部再复活的过程,其内部存在若干次级滑坡,且表现出级序越低、稳定性越差的特点。在野外调查的基础上,对复活次级滑坡的滑带土进行了环剪试验研究,获得了不同部位滑带土在较大剪切位移条件下的抗剪强度变化规律,认为活动构造带斜坡岩体破碎软弱、坡脚处于应力集中区是冲江河巨型滑坡局部复活的重要因素;在剪切作用下,饱和或近饱和的滑带土因超孔隙水压力而发生液化作用,促进了坡体大变形的发生。试验结果很好地解释了公路坡脚部位,即使少量开挖就可以引起缓慢、持续发生的大变形现象。从滑坡复活机理角度,加强坡面排水和坡前采用抗滑桩技术可以有效控制坡体稳定性。