云南鲁甸M_S6.5地震红石岩滑坡稳定性的数值模拟

2014年8月3日鲁甸MS6.5地震触发了大量的滑坡崩塌,其中,位于鲁甸县李家山村和巧家县红石岩村交界处的牛栏江干流北岸的红石岩滑坡规模巨大,与此处位于左岸的红石岩古滑坡体的前缘部分一起堵塞了牛栏江而形成高达120m、体积达1 200×104m3的大型堰塞体。通过震后开展的野外实地调查,获得了红石岩滑坡发生处的地形地貌、地质构造、岩体结构及物质组成等资料。以这些第一手资料为基础,构建了红石岩滑坡的边坡模型,并应用边坡稳定性分析软件Geo Studio中Slope/W模块分别计算了红石岩滑坡体震前坡体安全系数和地震作用下的坡体安全系数。结果表明,红石岩滑坡体发生处的坡体安全系数在地震前为1.450,处于相对稳定状态,而鲁甸地震的地震动作用则使坡体的安全系数降低至0.962,直接导致红石岩坡体的失稳。文中进一步讨论了坡体滑动面的存在与否对坡体稳定性的影响:安全系数计算的结果表明,在中强地震作用下,先存滑动面的存在是导致大型滑坡形成的重要条件;对于高陡岩质边坡,如果没有先存滑动面,只可能形成浅表性滑坡。     

地震作用下非贯通节理岩体斜坡破坏的物理模型试验研究

地震作用下高斜坡破坏的发生发展过程比较短暂、剧烈,破坏机理相对复杂。本文采用模型试验的方法来研究地震作用下非贯通节理岩体斜坡的反应。试验结果表明:节理上的应变最大,模型上部应变大于下部应变;节理贯通机理复杂,多为拉剪复合型破坏;节理的贯通并不意味着斜坡的破坏,而是破坏了斜坡的整体性,使其处于临界状态。试验揭示了此类斜坡在地震作用下的动力响应及破坏机理,可为理论和工程实践应用提供有益的参考和指导。     

2014年鲁甸MS6.5地震后地质灾害发育分布特征

2014年云南鲁甸“8·03”M_S6.5地震造成了重大人员伤亡和财产损失,诱发了大量滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。基于对鲁甸县龙头山幅（G48E006006）地质灾害调查数据和对典型地质灾害的剖析,震后地质灾害发育分布有特征如下：（1）震后地质灾害较震前成倍增长,震前地质灾害多以中小型浅层崩滑为主,地震诱发了诸如甘家寨、红石岩等大型—特大型滑坡、崩塌,大量沟谷崩滑堆积物为泥石流储备了丰富的物源;（2）震中高烈度区域地质灾害密度大,沿发震断裂带NNE—NE向构造密集发育,震中区龙头山镇地质灾害发育最为集中;（3）地质灾害呈带状分布,明显受控于河流水系（牛栏江、沙坝河、龙泉河等）、公路（昭巧二级公路、沙乐公路）等线性地貌单元和线性工程,人类活动影响明显。     

降雨型与地震型滑坡试验研究

为了研究和探索降雨和地震诱发滑坡灾害的成因机理,对降雨型滑坡和地震型滑坡进行了物理模拟试验,系统地研究了坡度、坡体结构、降雨量、振动强度等因素对斜坡破坏变形的影响规律,探讨了降雨和地震诱发斜坡失稳破坏的主要模式和过程.对于降雨型滑坡,通过实验确定不同坡度滑坡的临界降雨量,发现临界降雨量与滑坡坡度呈幂指数关系.对于地震型...     

青海玉树地震灾区地质灾害监测预警浅析

玉树7.1级地震不仅造成大量人员伤亡和财产损失,还造成岩体松动,并引发了大量崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。通过监测获取了崩滑体变形信息,掌握了崩滑体演变过程和泥石流危险信息,为地质灾害分析评价、预测预报及工程治理等提供可靠的资料和科学依据。     

金沙江矮子沟巨型古滑坡形成机制及运动过程研究

通过详细的野外调查，并结合遥感解译、室内试验以及数值模拟等手段，对矮子沟巨型古滑坡的基本特征、形成机制及运动演化过程进行了深入研究。矮子沟古滑坡的形成条件为：滑坡剪出口与坡脚之间存在巨大的高差，为滑坡的形成创造了良好的临空条件；顺向岸坡结构以及坡体内发育的多组控制性结构面是滑坡发生的结构基础；玄武岩系中的凝灰岩软弱夹层削弱了岩体的完整性，地表水及地下水长期入渗，水的软化作用降低了软弱夹层的抗剪强度；地震作用是造成岩体最终滑动失稳的关键因素。该滑坡的动力学过程可划分为四个阶段：(1)启程活动阶段。斜坡地形效应使得地震波在斜坡上部表现出异常放大现象，当短时间内积聚的振动能量超过岩土体的强度时，易形成高位滑坡，滑坡的变形破坏机制为拉裂-滑移；(2)近程活动阶段。近3.82×10⁸ m³的滑坡物质高位高速下滑，与矮子沟右岸坡体发生猛烈碰撞后进一步碎裂解体；(3)高速远程碎屑流阶段。碎屑流继续沿矮子沟高速运动约3 km；(4)堆积堵江阶段。滑坡物质最终形成体积为2.73×10⁸ m³的巨型堰塞坝，堵塞金沙江并...     

采坑型滑坡地质力学模式研究--以贵州省福泉滑坡为例

福泉滑坡具有顺倾上硬下软的结构特征,采用颗粒流离散元模拟采动滑坡的变形破坏全过程,研究福泉滑坡在露天开采条件下变形破坏的地质力学模式。基于颗粒流离散元程序,引入平行粘结模型,通过参数标定确定细观参数与宏观力学性质的关系,据此建立斜坡模型,模拟斜坡采动过程中的变形破坏全过程,确定该类采动滑坡形成的地质力学模式;研究滑坡滑动过程中的速度和能量变化以及堆积特征。研究表明:斜坡采动过程中,潜在滑面顺层滑移,后缘拉裂,裂纹从下往上向软弱面拓展,前缘坡脚处岩体形成锁固段,斜坡出现由前缘至后缘缘递减的蠕滑变形,随着斜坡进一步采动,锁固段发生剪切破坏,前缘坡体启动,中后部裂缝贯通—滑移,斜坡整体失稳破坏,形成牵引式采动滑坡,该类滑坡形成的地质力学模式可分为:滑移—拉裂—剪断3个阶段;对滑坡运动过程的模拟可知,采坑积水是小坝组受灾的关键转化因子。     

喜家湾地震黄土滑坡形成机理

在喜家湾滑坡现场调查基础上,采集黄土斜坡的原状黄土和滑坡滑带土试样进行了室内试验,分析计算了滑坡土体震陷性和液化可能性;并结合滑坡发生前斜坡在地震作用下的稳定性分析及数值模拟,对该滑坡的形成机理进行了研究。研究表明,地震发生时,斜坡上部黄土产生震陷,结构破坏,下部泥岩面附近处于饱和状态的黄土在很短时间内产生了液化现象,坡体下滑形成震陷—液化复合型滑坡。     

金沙江上游贡扎村岩质滑坡发育特征及演化成因分析

以金沙江上游贡扎村滑坡为研究对象,对滑坡滑床及堆积体进行现场调查,研究结果表明:(1)该区滑坡主要受岩层层面和两组共轭节理控制,岩层倾向与坡向相反,属于反倾边坡;堆积体内块石体积较大、形状规整,大部分保留母岩产状,在物质组成和结构上与滑床基岩存在较高相似性,判断贡扎滑坡为整体倾倒滑坡。(2)滑坡规模巨大,堆积体体积约4.5×10~7 m~3,结合川藏地区金沙江流域地震活动特点,推测造成边坡大规模倾倒的主要原因是地震作用。(3)根据两级堆积体分布特点和滑坡后壁结构面发育特点,认为滑坡变形分为4个阶段:坡脚岩土体滑移、陡倾面拉裂、板梁弯曲折断和碎屑岩块堆积。地震是诱发滑坡的重要因素,坡内单一的岩性和岩层密集的节理是发生倾倒的内部原因,坡脚处岩土体滑移是倾倒发生的必要条件。     

青藏高原东南三江流域黄土类堆积体斜坡地震作用下的动力响应试验研究——以四川巴塘下归洼滑坡为例

青藏高原东南三江流域广泛存在堆积体斜坡,该类斜坡极易演化为滑坡灾害。以四川巴塘下归洼斜坡为例,通过振动台模型试验研究地震诱发的堆积体滑坡动力响应特征与破坏模式。试验结果表明,在地震作用初期,由于孔隙被挤密,斜坡的自振频率增大;在茂县波激励下,斜坡肩部动力响应最强烈。高幅值茂县波激励下,因斜坡整体刚度降低,放大效应减弱。Hibert谱描述了地震波在斜坡中的传播特征,向斜坡顶部传播时,地震波高频能量显著增强,地震波经过堆积层后,放大效应减弱。在足以致使堆积层滑动的强震作用下,坡表一定深度下动力响应呈现一致剧烈现象,斜坡上部会形成“脱离体”,“脱离体”在地震作用下上下颠簸运动;在临滑时,坡表出现最强烈的动力响应。斜坡的破坏模式为：地震初期,在重力和地震耦合作用下,坡表土体剥落;随地震幅值增加,坡肩与堆积层发生明显相对位移,堆积层表面出现裂缝;最终,坡脚发生明显相对位移,随后堆积层偏离基岩加速滑塌。基于地震信号特征的斜坡堆积层滑落过程可分为三阶段：(1)稳定阶段;(2)临滑阶段;(3)滑移阶段。     

含厚层软弱夹层硬质围岩的变形破坏特性

以某隧道为背景,通过地质条件分析并结合FLAC3D数值模拟手段,采用对比含有厚层软弱夹层和不含软弱夹层的2个不同模型的方法,从地应力变化、塑性区开展、变形、下覆岩体受压和位移等角度分析了含厚层软弱夹层硬质围岩的变形破坏特性。发现对于含厚层软弱夹层和不含软弱夹层的这2个不同模型,地应力的差别较小,但都为不含节理的岩体的0.5倍或更小,因此认为节理是影响含厚层软弱夹层硬质围岩变性破坏的因素之一;而2个模型在塑性区开展、变形量、下覆岩体受压和位移等方面差别较大,因此认为厚层软弱夹层对硬质围岩的变形破坏起着显著作用。同时通过创建三维模型采用分步开挖的方法,模拟了含厚层软弱夹层硬质围岩的变形破坏过程,分析认为其具有隐蔽性和发生时间不确定性的特点。研究结果可为类似地质情况的隧道建设提供参考。     

鲁甸地震的滑坡物质运移规律与地形特征

长期、缓慢的地貌演化具有阶段性的特点,构造抬升与侵蚀相互作用引起山坡物质运移,使地貌单元具有向相对稳定状态转变的趋势。滑坡作为山坡物质运移的一种主要方式,在地貌演化过程中起到了重要作用。2014年鲁甸MS6.5地震诱发了异常多的滑坡,可以看作是该区地貌物质在短时间内发生的集中调整过程。这些滑坡主要沿河流分布,表明河流侵蚀使河岸地形变陡、强度降低,形成发生物质运移的有利条件,从而增强了地震滑坡的易发性。文中以SRTM 30m数字高程模型(DEM)为基础,通过对鲁甸地震滑坡分布区的网格化划分,对研究区滑坡分布及其与地形特征的关系进行了定量分析。除计算网格单元内的高程、高差及算数平均坡度外,还提出期望坡度的计算方法以对网格单元内的地形进行平滑。在此基础上,对该区域地貌特征参数自相关性进行了分析和比较,以判断地表物质分布是否均衡并寻找其中的分异性单元(滑坡易发区)。结果表明,研究区的高程与坡度、地形高差呈负相关,反映出显著的河流侵蚀效应;其中地形特征在分析单元的期望坡度与算数平均坡度这2个不同尺度下表现出很高的一致性,可能代表着研究区地貌在演化中具有的一种动态稳定特征,而与此特征不符的地貌单元则是可能发生滑坡进行物质调整的区域,是地貌自适应调整的一种表现。2014年鲁甸地震触发的大部分规模较大的滑坡发生在期望坡度与平均坡度差异较大的区域,这些区域大多位于河谷,显示河流侵蚀及其所造成的地形特征对滑坡易发性的控制作用。基于这样的认识,认为该区未来的物质运移区域仍然受到河流侵蚀的控制,滑坡易发性高的位置仍将沿河流分布。作为对比的九寨沟地震震区的地貌参数分析结果则表现出不同的特点,这种地形地貌分布上的差异性与滑坡空间分布及滑坡规模等之间的关系值得深入探讨。     

重庆巫山望霞W2-2危岩体失稳演化过程分析

重庆市巫山县望霞危岩是长江三峡黄金水道巫山段左岸的一处典型重大危岩体,2010年雨季出现明显变形,随后转入应急监测,并依据监测成果两次成功预警。本文基于地质分析和监测成果,研究望霞W2-2危岩体变形-演化的动力学过程,发现持续降雨是崩滑灾害发生的直接诱发因素。雨水渗入浸泡使泥岩软基强度降低,塑流变形加剧,加大了危岩的下部变形程度,使上覆砂岩层沿接触底面出现拉裂。同时水体作用造成危岩中节理、裂隙极其发育。W2-2危岩体变形破坏演化过程可分为前期累积变形、匀速变形、加速变形和临界加速变形四个阶段,其中加速变形点和临界加速变形点具有很好的预警指示意义,加速点可视为岩体稳定与不稳定破坏的分界点。     

降雨诱发山区公路边坡危岩崩塌机理研究

危岩崩塌是危害山区公路安全的主要地质灾害类型之一.以2018年汛期暴雨诱发的北京市房山区军红路塔柱状危岩崩塌为例,基于现场调查、工程地质分析、岩石物理力学实验、数值模拟等方法,从孕灾地质背景、岩体物理力学性质、降雨触发因素等方面分析了崩塌成因,利用UDEC软件模拟了地下水渗流、岩体强度软化对斜坡变形的影响.调查研究结果表明,军红路崩塌为发生在反倾斜坡中的塔柱状危岩崩塌.边坡上部塔柱状危岩由玄武岩被深大裂缝切割形成孤立的塔柱状危岩,下伏含大量黏土矿物的凝灰岩在长期风化作用下形成陡坡,构成灾害易发的靴状地貌.临崩的短时强降雨入渗在斜坡中形成地下水渗流,渗透压力导致岩体结构调整、斜坡变形,基座岩体在充分饱和、岩体强度降低的作用下,最终发生压裂破坏诱发危岩整体下座,冲击铲刮下部岩体并沿路堤下方斜坡运动,堆积在沟底.     

鲁甸地震生命线工程震害特点及应急抢修

在现场调查的基础上,本文总结分析了鲁甸地震交通、通信和电力等三类生命线工程的震害特点及应急抢修情况。鲁甸地震是一次较典型的山区地震,地震地质灾害和强地震动共同作用是造成生命线工程破坏的主要原因。交通系统的主要震害是山体滑坡引起的道路中断,灾区属于高山峡谷地形,道路抢通困难。电力系统的小型水力发电站破坏严重,龙头山变电站的破坏直接导致其下级的2个变电站也断电。通信系统在本次地震中受的影响相对较小,恢复也较快。     

鲁甸5.6级地震震害分析

通过对云南鲁甸5．6级地震中47个居民点的震害调查,给出了本次地震的等烈度分布图,分析了场地条件与震害的关系、各类房屋的震害特征、典型房屋震害累积效应以及生命线工程震害。结果表明：这次地震比2003年11月鲁甸5．1、5．0级两次地震破坏严重,形成了Ⅷ度破坏区及较大范围的Ⅶ度和Ⅵ度破坏区,盆地区的震害比基岩区的要重．其主要原因是：①盆地区广泛分布有软弱地层;②震区建筑结构简易,抗震能力极差;③三次地震震区基本重叠,震害累积效应表现突出。     

2013年岷县漳县M_s6.6地震滑坡特征参数分析

2013年7月22日,甘肃岷县、漳县发生了M_s6.6地震。震后遥感影像目视解译与实地调查结果表明,本次地震触发了至少2 330处滑坡,大概分布在一个面积为330 km~2的矩形区域内。本文在GIS平台下统计了这些滑坡的发生高程、坡度、坡向、斜坡曲率、地层岩性、PGA共6类地形、地质与地震特征参数的特征。结果表明2400 m~2 600 m的高程范围、10°~20°的坡度范围、西与北西坡向、-1~-0.1斜坡曲率值范围、古近系(E~b)砾岩与砂岩中、地震动峰值加速度(PGA)为0.16g是岷县漳县地震滑坡的多发因子区间。     

黄河上游某水电站坝址区顺层岩质斜坡变形破坏模式及成因机制分析

通过对黄河上游某水电站坝址区顺层岩质斜坡的野外调查,分析研究区表部及深部的变形破坏特征,初步探究其力学机理,结果表明,研究区顺层岩质斜坡的变形破坏模式为弯曲—倾倒,中部冲沟处表现得更为明显。弯曲—倾倒演化过程为:在河流下切初期,反转应力导致坡体卸荷,后缘产生拉裂缝,表现为悬臂梁式横向弯曲变形。随着河谷下切加深,坡体进一步卸荷,在反转应力、上覆岩土体荷载及自重作用下,较弱的板岩逐渐被剪断,砂岩出露。静水压力加剧倾倒变形,裂隙向下部和深部不断发展贯通,上部破碎岩体拉裂并沿坡面滑动,下部岩层反转,总体上岩层倾角从坡底到坡顶增大,倾向相反,最终表现为岩层倾倒变形。     

垂直向地震作用对节理岩体失稳破坏的影响

基于线弹性断裂力学理论分析了垂直向地震作用对节理岩体地震动力破坏的影响。在仅考虑峰值时,最不利的单向地震动加速度方向是水平倾向坡外,双向则依据破裂机制是拉剪或压剪,加速度分别是水平倾向坡外与向下或向上的组合。地震动的幅值、作用方向及双向地震动的组合都可使岩体的破坏机制发生转化,并且是突变的、不可逆的。较低峰值的双向地震动产生的应力强度因子可能大于较高峰值的单向地震动所产生的应力强度应子。在岩体节理分布特征和静态应力场一定的初始条件下,第一个导致岩体中产生破裂的地震动加速度幅值及其方向的组合唯一地决定了岩体不可逆破坏发展的方向、机制及最终的破坏特征,其复杂性远大于静力作用时的情况。对岩体地震动力破坏问题的认识应充分考虑垂直向地震动的重要影响。     

云南鲁甸M_S6.5地震余震重定位及其发震构造

整合了鲁甸震区周边的云南省地震台网、昭通市地震台网、巧家台阵,以及流动台站2个月的震相观测数据,对鲁甸地震序列进行了重新定位,得到了1 750个地震的震源参数。重定位结果显示,余震有2个优势分布方向,分别为SE向和SW向,具有不对称的共轭分布特征。2个余震条带的展布长度相当,约为16km,夹角约100°。余震分布显示鲁甸地震的发震断层为高倾角的走滑断层。主震位于2个余震条带中间略偏西南的位置,早期余震主要沿NW-SE向垂直于昭通-鲁甸断裂分布,主震西南侧的余震可能为后期触发的。根据余震分布与周边断层的关系、主震震源机制、烈度分布的长轴方位,以及滑坡分布等资料,认为鲁甸地震的发震断层为NW向的包谷垴-小河断裂。包谷垴-小河断裂南北两侧无论是在地震活动、深部速度结构,还是块体运动方向和速率方面都存在显著差异,断裂北侧的高速异常可能是阻止余震向北继续扩展的主要原因。