四川罗家青杠岭滑坡成因机制及稳定性分析

我国多山,滑坡灾害频繁发生,相应的滑坡稳定性分析也是一个重要研究课题.四川罗家青杠岭的滑坡现场非常典型,而且现场资料较全,是较好开展滑坡稳定性评价研究的实例.首先采用综合的勘察方法对该滑坡发育特征进行了详细调查,根据坡面岩土体性质的不同,将滑坡体划分为4个区域,并分析了滑坡的成因机制.然后基于FLAC3D软件,利用强度折减法对滑坡的稳定性进行模拟计算.通过建立三维数值计算模型和选取合理的计算参数,模拟得到了滑坡体天然和暴雨工况下的稳定性系数、剪应变增量云图等.通过计算和综合分析表明,滑坡变形较大的区域集中在坡体后缘残坡积区的两侧和崩坡积区后缘,滑坡在天然条件下处于稳定状态,在暴雨条件下处于欠稳定状态,坡体后缘左右两侧裂缝发育的区域很容易再次发生局部滑动,有必要采取相应的防灾减灾措施.     

融合升降轨InSAR数据的东川区滑坡隐患识别

为解决常规In SAR技术仅能获取一维视线上的形变,导致升、降轨监测的模糊性和差异性,难以全面完整识别出区域内滑坡隐患问题．本文利用小基线数据集技术,以云南东川区为研究对象,获取该区域2018年至2020年升轨和降轨Sentinel-1A数据,采用融合升降轨数据的方法,反演研究区垂直向和东西向二维形变场进行滑坡隐患识别,并结合遥感影像对识别结果的可靠性进行验证．实验结果显示:(1)研究区在升轨和降轨雷达视线方向上的形变速率分别为-188.1～88.9 mm/a、-163.6～74.7 mm/a,融合升降轨数据反演出的东西向形变速率为-123.9～136.7 mm/a,垂直向为-206.5～58.5 mm/a,说明研究区地表形变在垂直方向变化较大,相对于其他方向,沉降中心更为明显．(2)在单一轨道雷达视线向的升降轨形变结果中,分别有15和12个滑坡隐患区被识别;而在融合后所提取的垂直向形变场中,则有25个滑坡隐患区被探测,除升降轨所识别的区域外,还新增6处滑坡隐患．表明垂直向形变结果具有较好的监测能力,能够有效识别区域内滑坡隐患,弥补单一轨道在复杂山区应用的不足．(3)通过对融合结果中典...     

地震后降雨作用下堆积体滑坡模型试验研究

为研究震后降雨作用下堆积体滑坡的灾变机理、裂缝发展规律、滑坡启动时间等问题,以甘肃省舟曲县江顶崖滑坡为对象,采用振动台及人工降雨模型试验,开展4组相同地震烈度不同降雨强度的震后降雨试验。研究结果表明：(1)地震作用使坡体发生剪切破坏,震后降雨工况坡体呈现土体流失的浸蚀破坏,在坡脚处产生明显的剪出口,震后降雨作用诱发堆积体滑坡发生局部失稳。(2)地震作用使坡体中部产生剪切裂缝与错台,后缘处产生“圆弧状”张拉裂缝,在后期降雨中,裂缝变形随降雨强度增大而加剧,并在降雨中期发生突变变形。(3)地震烈度相同的情况下,滑坡启动时间与降雨强度呈指数函数关系,土体沉降变形与降雨强度呈对数函数关系。研究成果可为堆积体滑坡在震后降雨作用下的预警及防治提供参考。     

未完全受阻地震滑坡运动距离的影响因素及机制分析

地形条件、启动机制和岩性条件是滑坡运动的主要影响因素。通过分析汶川地震诱发的215处体积1×10~4m~3的未完全受阻滑坡的运动场地地形条件、岩性、地震烈度、岩层倾向与坡向的关系,建立各影响因素的分类指标,分析各影响因素对滑坡运动距离的影响及作用机制。研究结果表明:场地地形条件不仅显著地影响了大型滑坡的运动距离,而对中小型滑坡同样有效,是同等规模下滑坡运动距离产生差异的最主要影响因素。运动场地地形条件中沟谷顺直型滑坡的运动距离最大,随后依次为凹面型、阶梯型、沟谷偏转型、坡脚堆积型和坡面堆积型,由岩性、地震烈度和岩层倾向与坡向关系确定的滑坡成因模式或启动机制对中小型规模的滑坡运动距离影响不显著。对于体积1×10~6m~3的大型滑坡,同等规模下中等硬度岩性的运动距离大于坚硬岩体和软岩;在Ⅸ—Ⅺ度地震烈度区,与滑坡点密度和面积密度的分布规律相反,滑坡运动距离随烈度的增加而减小;坡体结构虽然影响了滑坡发育的分布规律和成因模式,但对滑坡运动距离的作用却不显著。     

拖担水库大坝左岸滑坡形成机制与治理措施

拖担水库大坝左岸为一古滑坡,在水库扩建开挖过程中,诱发古滑坡体复活.在分析了滑坡工程地质特征的基础上,研究了其形成机制,通过反演计算,确定了底滑面的力学参数,提出了抗滑桩、开挖和挖锚结合三种处置方案,其中挖锚结合方案又分别对比了滑坡体上部开挖至2035.0m高程+下部锚固和滑坡体上部开挖至2015.0m高程+下部锚固两种方案.研究结果表明:古滑坡体为一基岩顺层滑坡,滑动模式为"滑移(弯曲)—剪断"型,左岸古滑坡体由于施工扰动,沿坡体内部软弱层面产生二次滑动;结合大坝工程设计,经技术经济比较,确定左岸滑坡体采取开挖治理措施.     

西南山区典型滑坡体时移电阻率动态监测试验研究（英文）

滑坡体动态监测研究聚焦于降水入渗、坡体内部水文地质条件和坡体稳定性之间的复杂耦合关系。我们选择西南山区典型滑坡体,于2013年11月和2014年8月开展时移电阻率层析成像监测工作,以滑坡体电性结构的时间一空间特性来表征地表水入渗及地下水迁移的时空分布规律,构建滑坡演化及其触发的动态过程。结合地质钻孔资料,电阻率反演模型准确划定了基岩与上覆第四系沉积物间的分界面;同时圈定了发育为潜在优先流路径的破碎带网络,推断地表水沿此路径入渗并经基岩风化裂隙水径流排泄,基覆面溶蚀软化致使滑动面逐渐贯穿。研究结果表明时移电阻率监测具备获取临滑前兆信息的潜力,能够为滑坡稳定性分析和预测预报提供准确可靠的依据。     

三峡库区卧沙溪次级滑体变形机理与阈值研究

在库水位升降及降雨作用下,三峡库区不少土质滑坡出现周期性阶跃变形,此类滑坡变形机理复杂,预警预报难。以典型涉水土质滑坡卧沙溪滑坡为例,通过10多年野外宏观巡查资料、13年的人工监测和4年的全自动监测数据,揭示卧沙溪滑坡次级滑体的变形机理,建立降雨及库水位相关阈值。结果表明：(1)次级滑体变形的主控因素由库水位下降和库水浸泡转变为持续性降雨。(2)持续性降雨导致坡体变形,监测点位移速率“峰值滞后”效应为1～2 d,位移速率衰减时间为5～9 d。(3)降雨及库水位阈值：30 d累积降雨量阈值150 mm,且变形前1 d降雨量40 mm;变形启动3 d内,累积降雨量超过50 mm会加速坡体变形,且变形时间延长。库水位下降至146 m前30 d累积降雨量115 mm,库水位下降速率阈值为0.8 m/d。研究成果可为类似滑坡的监测预警提供参考。     

基于多卫星平台永久散射体雷达干涉提取三维地表形变速度场

永久散射体雷达干涉(PSI)技术及其应用于区域地表形变监测已成为雷达遥感领域的研究热点之一.使用单一卫星平台所获取的单侧视SAR影像时间序列进行PSI分析,仅能获取沿雷达视线(LOS)方向的一维地表位移信息.本文提出了基于多平台永久散射体雷达干涉提取三维地表形变速度场的模型与算法,其基本策略是:首先针对每一卫星平台的SAR影像时间序列进行PSI分析,并计算各地面目标沿LOS向的位移速度值,然后联合各平台所对应的LOS向位移速度值进行建模,并基于最小二乘方法解算各地面目标的三维位移速度分量.实验选取天津市西北部作为测试区,使用2007—2010年所获取的39幅TerraSAR-X影像、23幅ENVISAT ASAR影像和16幅ALOS PALSAR影像进行分析,经联合解算得到了该测试区域的垂直位移速度场以及南北向和东西向水平位移速度分量.与地面水准和已有GPS观测结果对比分析表明:多平台PSI的垂直位移速度场精度可达毫米级,而其水平位移速度分量与已有GPS结果基本一致.多平台PSI分析无需引入任何外部形变参考信息,便可以实现形变场的偏差校准和三维形变场的恢复.     

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...     

地震诱发低角度黄土-泥岩滑坡动力响应及变形分析

基于室内试验获取黄土滑坡的静力和动力力学强度参数,建立低角度黄土滑坡破坏大型物理模拟试验模型,结合FLAC^3D有限差分软件,分析黄土滑坡的动力响应规律和宏观破坏特性,阐明在地震作用下黄土滑坡的失稳演化规律,揭示黄土滑坡滑体运动迁移路径。结果表明：低角度黄土-泥岩滑坡在地震荷载作用下地震波水平方向和垂直方向均出现明显的放大效应;在黄土层内部,随着斜坡高度增加,坡肩和斜坡后缘加速度放大效应较为明显,对比坡脚、坡腰和坡肩处剖面上加速度放大系数,下伏泥岩对地震波产生一定的放大效应。松弛拉张裂隙,土体强度降低,接触面和坡肩、斜坡后缘处的拉张裂缝形成弧形滑移面,上覆黄土层由内向外依次连带下滑,坡肩处土体的下滑力和地震力促使坡腰土体大面积长距离滑动,最大滑动涉及范围长达200 m左右,土体下滑至坡脚发生堆积并产生隆起。数值模拟结果和振动台试验结果在动力响应和宏观变形破坏特征均呈现较高的吻合度。     

断层垂直形变对强远震的响应

利用新型断层形变三维观测系统的垂直向观测结果， 研究了两年以来7.0级以上强远震在非发震断层上的同震响应特征. 结果表明，非发震断层体垂直向同震形变的延迟时间、 同震位移最大振幅、 振动持续时间等特征与地震震级、震中距等之间存在密切联系. 断层体垂直向同震形变延迟时间与震中距线性正相关，发生地震同震形变的响应速度约为5.5km/s，反映了在上层花岗岩地层中面波的传播速度；同震位移最大振幅和震中距的对数、 震级之间具有明显线性关系，震级越大，同震位移的最大振幅越大；地震震级是断层体垂直同震形变振动持续时间的主要影响因素，震级越大，同震形变振动持续时间越长. 根据断层仪观测数据推算得到的断层体垂直向同震形变延迟时间、同震位移最大振幅、振动持续时间的经验计算公式，对于地震同震形变研究具有一定意义.      

降雨对无支挡结构下隧道-滑坡正交体系的作用机理研究

通过大型地质力学模型试验,研究在无支挡结构下降雨对隧道-滑坡正交体系的作用机理。主要研究不同降雨阶段,隧道-滑坡正交体系下隧道纵向应变的变化特征及隧道不同横断面环向应力变化特点,并重点分析在不同降雨阶段,不同位置及其不同横断面滑体的位移变化特征。试验结果表明:(1)降雨可导致坡体横断面断裂而出现新的滑移面,从而导致坡体失稳。(2)在隧道-滑坡正交体系下,随着雨水的下渗及滑体土样含水率不断增大,隧道局部应变有明显突变,且山侧纵向应变比河侧应变要大。(3)在隧道-滑坡正交体系下,降雨使得隧道环向应力呈不均匀变化:隧道的底部应力大于顶部应力,山侧应力大于河侧应力,表明降雨可导致滑体蠕动或局部滑移,引起隧道不均匀受力及变形,这对隧道结构的安全非常不利。本次试验可为雨水充沛区的滑坡及隧道抗滑设计提供一定参考。     

地震学方法在滑坡体结构及破裂过程的应用研究进展

地震学是利用地震波的传播特性来研究内部结构及震动源的一门学科,在获取滑坡体物性参数、监测其变化,以及探测滑坡发育过程中的变形和微破裂等信息具有天然的优势,这些信息对于滑坡的监测、治理、以及预警至关重要.本文调研了国内外近年来地震学手段在滑坡监测中的应用,分为滑坡体结构研究、滑坡发育过程中滑坡震研究以及滑坡启动后的动态过程研究三部分,主要概括了其原理及结论.调研结果表明,结合密集台阵长时间观测,地震学方法可以有效地获取滑坡体三维结构,局部及内部的变形、破裂情况,以及滑坡发生后的动力学过程.滑坡物性参数变化和滑坡震活动性异常等可能是滑坡灾害发生前的前兆信号,能被地震学手段获取.     

土质边坡地震动力响应规律研究

地震往往会触发大量的山体滑坡,给人类和社会带来巨大灾难。为研究探索土质边坡在地震作用下的动力响应规律,本文建立了二维均质边坡有限元模型,模拟计算了其在地震作用下的动力响应,对地震响应中学术界和工程界最为关心的加速度、位移和频谱特性响应进行了研究分析,并得到以下几点结论:①在坡顶和坡面处,与输入地震动加速度时程比较,输出加速度峰值出现的时刻有滞后现象;②坡体内部对输入地震动PGA存在垂直和临空面放大作用,同时垂直放大作用呈现出节律性变化的特点;③地震作用下坡体的最大变形在水平方向上出现在坡脚处,在竖直方向上出现在坡肩处;④边坡体内部对输入地震动的频谱成份产生滤波作用,滤掉了输入地震动中的高频成份,且随着高度的增加,这种滤波作用呈现增强的趋势。     

山区剧动高速滑坡超前气浪的动力学机理

针对高速滑坡超前气浪灾害的动力学问题,建立了滑坡体沿坡面滑动的二维模型;采用动网格技术,数值仿真了高速滑坡超前冲击气浪的流场特征,分析了其形成的动力学机理。计算结果表明：随着滑坡体下滑速度增大,在滑坡体前缘上方和滑坡体后方出现的涡流逐渐加强,速度也逐渐变大;滑坡体下滑速度越大,在滑坡体正前方不同高度处的气浪速度越大,气浪所影响的距离越远,所造成的破坏也越大。在滑坡体正前方出现高压区,并且随着滑坡体下滑速度增大,滑坡体前方的压力变化也增大,压力的急剧增大也导致气浪速度变大。高速滑坡引发的,中击气浪在前方100m范围内产生12级以上的大风,破坏力极大。此研究将为超前气浪灾害的防治提供科学依据。     

2017年九寨沟MS7.0地震同震地表三维形变场解算研究

利用覆盖九寨沟M_S7.0地震的Sentinel-1升、降轨和Radarsat-2升轨数据,分别提取了3个轨道沿雷达视线向形变,运用多平台联合观测方法解算了九寨沟地震沿地表真实的垂直向、SN向和EW向形变信息。结果表明,3个轨道InSAR数据均监测到了LOS向同震形变,范围约55km×45km,呈“果仁状”,靠近卫星飞行方向最大形变量为12.9cm (降轨),远离卫星飞行方向最大形变量为19.5cm (升轨)。三维形变结果显示,垂直向上位移达23.4cm,垂直向下位移达17.6cm;北向位移达141.8cm,南向位移达100.2cm;东向位移达22.0cm,西向位移达10.7cm。树正断裂两端地块呈非对称水平相对运动,上盘单侧向东形变较剧烈,符合左旋走滑型地震事件的运动特征。     

滇西南普洱强震群地区地壳形变的数值模拟

滇西南普洱一带地质构造复杂,中-强地震成群活动特征明显,地壳的形变特征与形变机制引起了地学界的广泛关注和深入研究。在参考、借鉴以往研究成果的基础上,本文构建了普洱一带包含活动断裂的二维板有限元模型,以GPS测量得到的块体年运动量作为模型区域的边界约束,模拟计算获得了普洱地区的构造形变空间分布,以NEE、NNW 2个方向、从数值模拟角度对普洱地区的水平形变特征和区域地壳垂直形变场进行了分析和探讨。结果表明:在青藏高原东南缘扩展、高原物质重力滑塌型南东向移动的动力学背景下,研究区内NEE向断裂的活动带动牵引NNW向断裂共轭运动,隆升性质的垂直形变场与60年的大区域水准测量结果相吻合,沿NNW向形变场的分布无规律,应是区域应力累积和震后调整双重作用的结果。沿NEE向形变场呈现了较明显的西部大于东部的分布图像,特别是西北部高值区对应了2014年景谷6.6级强震,最后对研究区的区域动力学问题进行了初步探讨。     

强降雨作用下金场坝水库边坡稳定性分析与治理评价

以FLAC3D数值模拟计算为主要研究手段,基于结构动力学非线性有限元理论,结合某水库左岸边坡实例,对强降雨作用下滑坡体应力、位移、塑性区域进行研究,以及采用混合抗滑措施后的加固效果进行评价.结果表明:强降雨作用下,滑坡体内部主要以压应力为主,不存在拉应力;滑坡产生的最大竖向位移位于滑坡体的中下部;塑性区域面积存在集中现象贯穿滑坡体内部,滑坡处于不稳定状态.加固处理后,滑坡产生的最大竖向位移相比设抗滑装置前滑坡滑动位移量明显减小,塑性区域的面积减少,滑坡整体处于稳定状态,治理效果明显.     

滇西近廿年断层形变与地震的关系

对滇西地区6个断层形变测量场地的资料进行处理。获取研究区每月的总体运动速率，绘制每月的形变等值线图，求出每幅图的容量维，探讨容量维，形变等值线和总体运动速率在历次地震前的演变特征。     

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。