汶川地震引发高速远程滑坡运动机理数值模拟研究——以谢家店子滑坡为例

针对汶川地震引发的谢家店子滑坡,在现场调查分析的基础上,建立了二维离散元数值模拟模型,采用2D-Block软件对其进行了全过程的数值模拟研究,并通过对跟踪块体的深入分析,研究了相应地质体在不同阶段下的运动特征.模拟结果表明,谢家店子滑坡经历了剧动启程抛掷阶段、快速撞击飞行阶段、铲刮减速碎屑流阶段及堆积掩埋阶段.为了揭示地震引发高速滑坡的发生规律,分别研究了地震震级、斜坡地形和斜坡上岩块的尺寸对高速滑坡启动和运动过程的影响规律.地震震级对边坡的启动、变形、破坏和运动有很大的影响,地震震级越大,滑体启动的加速度和速度也就越大,从而易形成高速远程滑坡.斜坡体本身的地形地貌对滑体运动也有较大影响.在震级和岩石力学参数一定的条件下,斜坡上岩块的大小对其启动、变形和运动过程有一定影响,随着岩块的增大,滑体运动的每个阶段历时都在减小,但当岩体十分破碎时,滑体虽然能够运动,但是很难发生抛掷.将地震滑坡的启动机理概括为积累变形效应、振荡启程效应和振荡加速效应.     

青海省特大型滑坡基本类型和发育分布特征

本文在阐述青海省特大型滑坡基本类型及分布的基础上,分析了特大型滑坡发育的影响因素,认为构造抬升致使河流快速下切形成高陡斜坡及黄土泥岩组成的斜坡岩性结构,是区内特大型滑坡发生的根本原因.     

基于有效降雨阈值的澧源镇滑坡灾害危险性分析

以湖南省澧源镇为例,利用证据权模型和灰色关联度模型分别计算了坡度、地层岩性、斜坡形态、土地利用类型、人类工程活动5个因子二级状态证据权值和一级因子权重;综合2种模型确定全区滑坡易发性指数后,完成基于斜坡单元的全区滑坡易发性区划;根据研究区岩土体类型（碎屑岩类、碳酸盐岩夹碎屑岩类、碳酸盐岩类和松散岩土体类）分组研究不同滑坡发生概率下的有效降雨阈值曲线（I-D曲线）。研究降雨时间为3日、有效强度为22.4 mm/d的降雨工况下各岩土体类型滑坡发生的时间概率。综合时间概率和易发性结果得到澧源镇基于有效降雨阈值的滑坡灾害危险性区划图。研究结果表明:澧源镇滑坡灾害高和极高易发区占研究区总面积的25%,主要沿澧河分布;极高危险区和高危险区占研究区总面积的14%,主要分布在澧河北侧。      

降雨型滑坡高速运动与堆积特征模拟研究:以宁乡县王家湾滑坡为例

降雨型滑坡在强降雨条件下常突然发生，启动后运动速度大，破坏力强，对其运动与堆积过程的预测是滑坡危险性分析中的难题。以湖南省宁乡县２０１７年７月１日突发的王家湾滑坡为例，在现场调查的基础上，系统研究了滑坡诱发因素和高速运动机理，发现强降雨和孔隙水压力上升是王家湾滑坡的主要诱发因素，高速滑动主要由于滑坡处斜坡坡度陡、滑带抗剪强度快速损失所致。利用 Ｓｕｒｆｅｒ和 ＡｒｃＧＩＳ软件处理基础数据，建 立了 滑 坡 三维模型，并基于有限体积法采用 ＤＡＮ３Ｄ 软件模拟分析了王家湾滑坡整个运动过程，研究了滑坡启动后运动速度、滑移范围和堆积厚度，模拟结果与现场调查数据基本一致。      

滑坡图像自动识别浅议

识别滑坡须先了解什么是滑坡,广义滑坡包括崩塌、滑坡、碎屑流、泥石流等所有斜坡重力侵蚀现象;狭义滑坡指部分斜坡沿着斜坡内的一个或数个面在重力的作用下作剪切运动的现象。各类滑坡有自已特殊的地表形态特征,发育的基本地质环境条件和触发因素,据这些特征识别滑坡。利用数字滑坡技术进行滑坡识别大致分为2步:(1)通过RS和GIS技术将不同时间的调查区地物现场以不同分辨率展现在数字图像上,并与地理控制及地质环境信息配准、组合,建立解译基础;(2)在滑坡地学理论指导下,通过人机交互方式进行解译和时空分析,获取减灾防灾需要的信息。该方法尚未达到遥感自动识别滑坡的程度,但建立解译基础的过程已可由计算机通过多种程序软件完成,故认为滑坡模式识别的前2个步骤:数字化及预处理已由计算机实现。现需探索的是用计算机实现基于滑坡地学理论知识,以人机交互方式进行的滑坡识别及分析过程。就狭义滑坡而言,基于DEM的滑坡地形识别已可由计算机实现。如能确定地面滑坡壁及滑体与地下滑面、滑床的关系,了解它们的光谱特征并建立计算模型,便可构建遥感技术的滑坡模式识别。     

“6.1”芦山地震作用下宝兴新华村滑坡动力响应与失稳过程离散元模拟

斜坡浅表层是各类地震地质灾害发育的潜在破坏位置,坡面形态和坡体结构往往造成斜坡动力响应及破坏的复杂化。为探究不稳定斜坡浅表潜在滑动层动力响应特征与失稳过程,以芦山M_s6.1级地震触发的新华村滑坡为例,基于现场调查采用离散元方法建立了二维计算模型,分析了该斜坡潜在滑动层及坡面形态的动力响应特征并对其失稳过程进行了模拟。结果表明：(1)斜坡浅表潜在滑动层具有强烈动力放大效应;(2)微地貌对于潜在不稳定斜坡坡面的放大效应具有明显的影响,浅表潜在滑动层水平向及竖直向加速度在凸出部位的放大效应显著,凹陷部位相较于凸出部位放大效应较低;(3)研究揭示新华村滑坡在微地貌的作用下凸起地形呈现先于凹陷地形遭受破坏,其失稳过程分为震动放大局部震裂-凸出地形破坏-凹陷地形破坏-完全破坏整体下滑-重力堆积5个阶段。该研究结果有助于提升防灾人员对地震诱发潜在不稳定斜坡失稳的认识,为防灾减灾提供理论和数据支撑。     

基于多源数据的谭家湾滑坡变形机制及稳定性评价

针对2016年5月发生于秭归县西北部的谭家湾滑坡,结合卫星遥感影像、现场勘查资料以及历史资料等多源数据,初步明确了滑坡的影响区域、特征及发生时序;综合采用钻探、槽探、物探等手段,开展室内外相关实验,明确了滑坡区的地层特性以及岩土体物理力学性质指标,通过分析该区裂缝位移及GPS数据,对该边坡的变形机制进行了探讨,并对该区稳定性进行了评价。结果表明:①谭家湾滑坡属于不规则"圈椅形"中型松散层的水库下降型滑坡,滑坡区的地表形态、地质构造及岩性等因素决定了滑坡的形成和发育,库水位和降雨的共同作用激励了滑坡的变形;②滑坡根据时序共分为3级滑体,总体呈现多次、多层、相互影响的演化特点,第三级滑体具有牵引式特征;③滑坡体内地下水位随库水位下降而下降,但下降速率缓于库水位,随之坡体内水力梯度和渗透力显著变大,此时碰到强降雨,将会导致坡体地下水赋存,岩土体软化,加剧滑坡变形,须施加必要的防护措施。④稳定性分析表明,该滑坡现处于临界稳定状态,一旦发生降雨和库水位变化,局部段可能发生失稳滑动。      

湖南石门元家台滑坡成因机制及稳定性分析

元家台滑坡位于石门县皂市水库北西侧,现今仍威胁当地10户50余人的生命和财产安全。分析了元家台滑坡的成因机制:斜坡自身稳定性较差,长期降雨和人类活动等因素的共同作用促成了滑坡的发生;利用滑体岩土样品的实验分析数据,结合滑坡形成机制,计算分析了不同工况下元家台滑坡的稳定性:工况一(自重+地面荷载)处于基本稳定状态,工况二(自重+地面荷载+暴雨)为不稳定状态,存在再次滑动可能。     

强震作用下斜坡表面放大效应的三维离散元模拟

为研究强震作用下斜坡表面的动力放大效应, 以陕西勉县某岩质斜坡为例, 建立了三维模型。运用离散元软件3DEC, 模拟了动力条件下斜坡的变形失稳过程, 分析了斜坡表面的动力响应特征, 研究了不同地震波输入工况条件下坡体表面动力响应差异。研究结果表明: 考虑地震纵波的影响时, 竖向加速度得到显著增强, 坡面的PGA放大系数增强了约1.62倍; 坡面形态强烈影响着斜坡表面的动力响应特征, 强震作用下, 斜坡坡肩及坡形转折处的放大效应均十分强烈, 凸出部位次之, 坡表两侧的放大效应最弱; 不同输入工况下, 斜坡坡形转折处的水平向PGA放大系数均维持较高值, 特别是在仅输入水平向加速度的条件下, 该部位在地震滑坡灾害预防中应特别注意; 强震作用下滑坡的运动过程可概括为滑坡孕育启动阶段—挤压碰撞高速运动阶段—堆积阶段。研究成果可为该地区防灾减灾工作提供一定理论支持。      

基于滑面分区段力学模型的高速滑坡运动过程能量转化研究

高速滑坡具有运动速度快、波及范围广的灾害特征, 因此对滑坡启动、加速和静止整个运动过程进行研究很有必要。基于滑面力学特性将滑面分为弹性介质区和应变弱化区, 构建了高速滑坡二维力学模型, 提出了滑坡启动动能计算公式和滑坡运动过程的能量计算公式; 以千将坪滑坡为例, 采用启动动能计算公式得出滑坡的启动速度为2.35 m/s; 依据滑面形态将其运动轨迹划分为快速加速、平稳加速、平稳减速、急剧减速4个阶段, 进行运动过程分析, 得出滑坡最大速度为16.8 m/s, 以滑坡前缘高程所在平面为势能基准面, 分析不同能量与总能量占比的变化情况, 在滑坡的4个运动阶段中, 动能占比分别为9.1%, 25.6%, 15.1%, 0%;摩擦损耗能量占比分别为: 5.5%, 58.8%, 81.7%, 95.5%;势能占比分别为: 85.2%, 14.2%, 0%, 0%;其他阻力能耗占比分别为: 0.2%, 1.4%, 3.2%, 4.5%。研究结论对高速滑坡致灾机制和风险分析具有重要意义。      

浅析娄底市滑坡、崩塌、泥石流成因

从降雨、地形和地质条件等方面论述了娄底市滑坡、崩塌、泥石流的成因特点,指出了强降雨、陡峻的丘陵山区地形、特殊的斜坡岩土结构、不良工程性能的岩土和水文地质条件是影响斜坡稳定性主要自然地质因素.     

基于PS-InSAR和offset tracking技术的金沙江白格滑坡形变监测

2018-10-11西藏江达县波罗乡白格村附近发生山体滑坡,导致金沙江断流并形成堰塞湖。收集高分二号、高分三号卫星数据,分析滑坡形成的堰塞湖对上游村镇的影响,并基于Sentinel-1以及ALOS-2 PALSAR-2数据,分别应用PS-InSAR和offset tracking技术获取滑坡体在滑坡发生前的运动特征。结果表明,白格滑坡在灾害发生前已有明显的滑移,根据PS-InSAR技术结果,2017～2018年白格滑坡边缘处存在年平均视线向滑动速率超过2.5 cm/a的PS点,且在白格滑坡周边发现2处潜在滑坡;根据offset tracking结果,白格滑坡在2015-07～2018-07期间的3个时间段呈现出滑动不断加速的特征,滑坡累计滑动量超过30 m。应用InSAR技术可在滑坡灾害发生前识别出活动性滑坡,为滑坡监测预警提供重要依据。     

风振影响下乔木坡地暴雨型浅层滑坡演化机制

强对流或台风等极端天气下乔木坡地发生浅层滑坡灾害往往是暴雨和强风共同作用的结果。以皖南山区一处暴雨型浅层滑坡——畈章组滑坡为例, 通过现场调查和气象资料的分析表明, 除暴雨外风荷载也有可能促进滑坡的启动。为揭示该滑坡启动与破坏后这一完整运动过程的演化机制, 首先基于无限斜坡模型分析了实际降雨条件下的滑坡稳定性, 然后对取自于滑坡体内乔木根系周围和滑动面附近的两种土样利用DPRI型环剪仪, 分别开展了不排水循环剪切试验和自然排水残余剪切试验。结果表明: ①降雨入渗引起滑动面孔隙水压力的上升, 并导致稳定性的降低是畈章组滑坡启动的直接原因; ②乔木根系周围的饱和土在风振作用产生的动剪切荷载下易形成高的超孔隙水压力, 并导致浅表层的局部失稳滑动, 增加了畈章组滑坡整体破坏的可能性; ③滑动面土体的残余强度具有强烈的"正速率效应", 从而控制了畈章组滑坡启动后不会表现出高速远程的运动特征, 与现场调查结论一致。研究结果可以为暴雨协同风振作用下富乔木坡地浅层滑坡的预警预报研究提供参考。      

基于升降轨Sentinel-1A SBAS InSAR的西南山区滑坡隐患早期识别研究

以贵州省水城县为研究区,使用SBAS InSAR分别对2018-07~2019-07鸡场镇滑坡发生前31期升轨和30期降轨Sentinel-1A数据进行处理,提取地表形变场。结果表明：1）鸡场镇滑坡发生前SBAS InSAR形变场并未出现明显形变,已超出12 d重访周期SAR的形变监测能力;2）研究区存在5个明显形变区,推断与斜坡失稳、地下/露天采矿和矿物加工的抽排水有关;3）升降轨数据的SBAS InSAR形变场相互补充、验证,可显著提升卫星雷达对山区滑坡隐患早期识别和形变监测能力。研究方法可为贵州省以及中国西南山区滑坡隐患调查与早期识别提供技术参考。     

基于深部位移监测的浙江省中林村滑坡变形特征分析

位移监测是获取滑坡范围、滑面位置、滑坡方向等变形特征最直接和最有成效的一种手段,可以为滑坡防治提供较为精准的数据。采取测斜仪和FBG光纤等2种深部位移监测方法,对浙江省中林村滑坡的变形特征与稳定性发展趋势进行了较系统研究分析。监测结果表明:中林村滑坡可分为上部、中下部2个部分,它们均处于蠕滑状态,变形呈缓慢增长趋势。2部分岩土体滑向、滑面埋深、滑动方式等差异明显,斜坡上部具有牵引式滑动特征,活动性不明显,受高陡临空面影响;斜坡中下部具有推移式滑坡特征,活动特征较明显,降雨为主要的诱发因素。      

基于演化过程的互层斜坡深层倾倒稳定性评价

互层倾倒是一类典型的深层倾倒模式,为准确评价其稳定性,开展互层倾倒的工程地质特性及稳定性评 价研究.以雅砻江上游发育的深层倾倒体为典型实例,利用基于演化过程的研究方法,在构建倾倒体工程地质模 型的基础上,从变形过程和演化阶段上定量评价斜坡整体稳定性.研究表明:互层倾倒是由块体倾覆和板梁弯曲 形成的复合倾倒模式,即:硬岩发生块状－弯曲倾倒,而软岩发生弯曲倾倒;空间上,一个发育完备的倾倒体可划 分为:滑动区(A 区)、强倾倒区(B区)、弱倾倒区(C区)以及原岩区(D区).基于实测数据提出的斜坡倾倒定量描 述体系,可以作为岩体倾倒变形识别和变形程度分级的基本依据;时间上,互层倾倒演化过程主要经历４个演化 阶段:卸荷回弹陡倾拉裂面阶段,初始变形阶段,板梁根部折断、剪切面贯通阶段以及破坏阶段,并最终转化为蠕 滑－拉裂模式形成滑坡.该滑动面受强变形岩体中倾向坡外结构面控制,而并非沿最大弯折带发育;滑动区(A 区)的出现意ζ着斜坡最终破坏的发生,对应于演化的第三阶段,为斜坡的极限平衡状态,稳定性系数介于１．０~ １．０５之间.基于演化过程的评价方法,能有效解决互层倾倒稳定性评价问题.      

三峡库区大型-特大型层状岩质滑坡成因模式及地质特征分析

三峡库区大型-特大型滑坡发育，尤以层状岩质滑坡的危害性大。因库区各段地质条件差异使得滑坡成因模式各不相同，这影响了滑坡的运动形式和岩土体解体程度。在收集三峡库区51处典型的大型-特大型层状岩质滑坡调查资料基础上，根据堆积岩体结构和区段地质条件反推该段滑坡破坏成因模式，而不同成因模式下的滑坡坡体渗透性不同，分析已有滑坡对库水位变动存在的复活响应差异，据此得出以下结论:①在成因模式上，除顺层滑移型滑坡在库区中均有分布外，从库首至库尾随着岩层倾角的逐渐减缓，滑坡成因模式从崩塌型、反倾弯曲型逐渐过渡到平推式；②在坡体渗透性上，成因模式造成的岩体结构变化与坡体中的泥质含量共同作用，导致顺层滑移型滑坡前后缘渗透性存在较大差异；反倾型滑坡渗透性则整体变化较小；③在库水位变动影响下，不同坡体渗透性与滑面形态共同决定了滑坡的复活变形差异。      

宜昌斜坡区南华系-震旦系断坳结构发现及其地质意义

宜昌斜坡区钻获南方复杂构造区下寒武统水井沱组、下震旦统陡山沱组高含气页岩，首次实现了古老层系页岩气重大发现，南华系-震旦系构造-沉积格局是认识盆地构造属性及古老页岩气富集的关键。基于前人的研究成果，开展了宜昌地区南华系-震旦系沉积岩石特征、地震资料分析。结果表明:宜昌及周缘存在克拉通内Ⅰ型(宜昌型)、克拉通边缘过渡区Ⅱ型(长阳型)断坳结构控制的沉积区类型。在经历了早期断陷、中期成冰、断坳转换及晚期坳陷4个演化阶段，断坳结构控制了陡山沱组及灯影组-水井沱组Ⅰ_Ⅰ型台地边缘-斜坡和Ⅰ_Ⅱ型台内洼地及Ⅱ型陆棚相沉积区，富有机质页岩相对发育。结论认为:Ⅰ型、Ⅱ型断坳结构发育区是陡山沱组-水井沱组自生自储页岩气的规模聚集区；Ⅰ型控制下灯影组旁生侧储边缘滩也是天然气聚集的有利场所。      

关于滑坡泥石流预警预报的几个问题

一、历史的回顾在各种自然因素引发的各类地质灾害中,以降雨引发的滑坡（狭义的土体和岩体滑动）、泥石流发生的频度最高,分布的地域最广,造成的灾害最严重,是滑坡、泥石流预报研究的主要对象。目前一般认为,雨水渗入斜坡岩土体后导致其内部孔隙压力增大及有效应力减小是降雨引发滑坡、泥石流的主要机制。     

横山滑坡发生机理及形成原因探讨

横山滑坡是一个具有多层滑带且处于蠕滑挤压阶段的新生滑坡。研究表明,由于雨季降水和地表水渗入倾向(氵居)水河、倾角呈10°～15°的潜在多层滑带内,导致主滑带岩石泥化和软化并形成塑性蠕滑区段,滑体在自重压力作用下沿滑带蠕动,形成滑坡。降水和地表水渗入,造成滑带岩石泥化和软化,使岩石强度降低,是滑坡形成的主要原因;山坡超挖过陡和具有宽阔的临空地带等,是滑坡形成的重要因素和条件。而因煤层采空而形成的冒落,不是引起滑坡发生的原因。