甘肃天水地区强降雨诱发黄土-泥岩滑坡机理实验研究

在甘肃天水地区每年由降雨诱发的黄土-泥岩滑坡灾害事故很多,给当地人民生命财产造成巨大损失。为探索该类斜坡的滑动破坏过程与机理,在野外地质调查、工程地质钻探及岩土体力学测试的基础上,通过室内大型物理模型实验,研究“上部黄土+下部泥岩”二元结构类型斜坡在强降雨作用下的动态变形演化过程,揭示该类斜坡的破坏机理和破坏模式。结果表明:强降雨作用下斜坡变形破坏以滑动破坏为主,水分的作用主要表现为增加土体自重、引起土体强度降低、降低结构面的抗滑力、产生孔隙水压力及降低有效应力等几个方面,斜坡的破坏模式则主要表现为坡肩侵蚀→微裂隙产生、发展、贯通→斜坡局部滑动破坏→斜坡整体滑动破坏。研究结果对天水地区该类滑坡的早期识别有重要的参考意义,可为该类滑坡的防灾减灾提供科学依据。     

天水锻压机床厂滑坡变形破坏机制及形成演化

天水锻压机床厂滑坡(1.4×106 m3)发生于1990年8月11日, 滑坡体主要由次生黄土组成, 滑床为第四系黄土和新近系泥岩, 滑坡沿黄土-泥岩接触面发生, 属黄土接触面滑坡。通过野外调查和工程钻探对锻压机床厂滑坡变形破坏机制及形成演化进行研究, 结果表明, 该滑坡变形破坏方式表现为滑移-拉裂式, 受区内二元斜坡结构控制, 是在工程切坡和降雨、灌溉等诱发因素作用下形成; 其形成演化经历了高陡边坡形成期→滑坡孕育期→滑动面贯通临界期→滑坡启动下滑堆积期→滑坡复活变形期等过程。该滑坡目前处于欠稳定状态, 遇地震或强降雨等作用, 极有可能再次复活下滑。研究成果可为该类滑坡的防治预警提供理论依据。      

甘肃天水黄土梁峁区强震诱发滑坡特征研究

我国黄土梁峁区历史强震频发,地震触发的滑坡等地质灾害是导致震后大量人员伤亡和财产损失的主要因素。1718年甘肃通渭7.5级地震在极震区附近诱发了300多处大规模滑坡,其中在甘谷县磐安镇（原永宁镇）地震使得“北山南移,覆压永宁全镇”,导致3万余人伤亡。以往的研究认为,该类地震滑坡是黄土沿古地形面的滑动,属于黄土滑坡。通过详细野外地质灾害调查,对通渭地震诱发滑坡的分布特征、灾害类型和失稳模式进行了研究;以研究区最大的滑坡——尉家湾巨型地震滑坡为典型案例,结合工程地质钻探,对该滑坡的深部结构特征进行了分析,并对其力学机制进行了探讨。研究发现,该类滑坡的滑动面主要位于下伏新近纪泥岩中,且深度大,属于一类典型的黄土-泥岩复合滑坡;这一新成果和发现能够更好地解译历史文献记载当时的地震滑坡现象。同时,新的成果和认识可以为我国西北黄土梁峁区河谷两岸具有类似地质地貌条件的城镇在强震作用下的地震滑坡早期识别提供参考和启示。     

天水市麦积区税湾地震黄土滑坡特征及其形成机制

以天水市税湾地震黄土滑坡为例, 依据野外调查和室内测试结果, 总结天水地区历史地震黄土滑坡特点, 剖析地震黄土滑坡发生的力学机制, 初步提出历史地震黄土滑坡的识别标志。税湾滑坡及柳沟右岸滑坡群属典型的地震黄土滑坡, 具有规模大、滑动面切割深、滑坡坡度小、成群成带分布和高位下滑等特点, 可作为识别历史地震黄土滑坡的重要标志。税湾滑坡及柳沟右岸滑坡群坡体具有明显的黄土/泥岩二元斜坡结构, 极易沿黄土/泥岩接触面滑动。当坡体受到地震力作用时, 地震产生的循环动荷载一方面降低滑坡岩土体的抗剪强度, 另一方面改变滑坡体的力学状态, 坡体应力平衡遭到破坏, 地震力增加坡体下滑力、减小坡体抗滑力, 导致坡体失稳发生滑坡。目前, 税湾滑坡处于欠稳定状态, 遇地震或强降雨有可能再次失稳下滑, 因而有必要进一步开展地震黄土滑坡的成灾模式研究, 为潜在强震区防灾减灾提供科学依据。      

麦积山国际中心老滑坡成灾机理及防治对策分析

通过对天水麦积山国际露营中心斜坡的野外调查,结合岩土工程勘查技术手段,探讨了国际中心滑坡的成灾机理;利用传递系数法定量分析坡脚人工边坡在不同工况条件下的稳定性。结果表明：天水麦积山国际中心老滑坡由地震作用诱发,属地震-降雨耦合型滑坡;坡脚不稳定斜坡在天然状态下相对稳定,在降雨以及地震+降雨工况下,处于欠稳定-不稳定状态。建议采用“锚索框架+坡脚挡土墙+外围排水渠”对坡脚不稳定斜坡斜坡进行整治。研究成果可为天水麦积区地震滑坡的变形机理及防灾减灾提供实践依据。     

陕西宝鸡地区千阳县塌山黄土滑坡稳定性分析

通过对宝鸡塌山黄土滑坡详细调查和钻探结果表明:具有特殊性的黄土为塌山黄土滑坡形成提供了物质基础;斜坡地形地貌、顺向斜坡结构、黄土节理等为塌山黄土滑坡提供了边界条件;人类活动、降水等是塌山黄土滑坡形成的主导诱发因素;多种因素相辅相成,导致塌山黄土滑坡发生发展。其次,采用SARMA法和FLAC法对滑坡稳定性进行了计算和模拟分析,通过对滑坡体土体应力的分析与滑坡安全系数计算表明,在天然状态下塌山黄土滑坡现今整体稳定,局部(滑坡前缘左侧)有失稳可能,这与野外调查塌山黄土滑坡现今变形特征以及整体稳定局部可能失稳的结论基本一致。而在饱和状态、天然状态＋地震、饱和状态＋地震3种工况下,塌山黄土滑坡整体失稳的可能性较大。     

甘肃天水红旗山黄土滑坡群成因及稳定性分析

天水市位于西秦岭北缘断裂带,区内活动断裂发育,历史上强震频发,诱发了大量黄土滑坡。基于对天水市北山地震滑坡群的野外调查,研究了地震滑坡变形破坏特征;以红旗山滑坡群为典型案例,结合室内测试结果,剖析了红旗山滑坡的变形破坏机制;利用FLAC3D模拟分析了现今红旗山滑坡的稳定性。研究结果表明:天水北山滑坡群由地震作用诱发;红旗山滑坡包含两个主滑动带,历史上经历了3期以上变形活动,演化过程复杂,属地震-降雨耦合型滑坡。现今红旗山滑坡体在天然状态下相对稳定,如遇强震作用将造成坡体内部塑性区贯通,斜坡顶部岩土体将发生滑移。这一研究成果可为潜在强震区地震滑坡的变形机理及防灾减灾提供依据。     

基于Newmark模型的天水市北山地震黄土滑坡危险性评价

本文通过天水市北山野外调查和室内分析相结合的方法,开展基于Newmark累积位移法的地震黄土滑坡危险性分析。分析了研究区的孕灾背景,结合现有滑坡和不稳定斜坡的调查数据,在充分考虑了震源方位角和斜坡坡向角的角度关系基础上,对优势坡向角和劣势坡向角下的斜坡易发性进行分析计算,然后用回归方程求出PGA为0.3 g时斜坡的累积位移,最后计算出斜坡在地震荷载下的失稳概率。在此基础上,对北山进行地震黄土滑坡的危险性评价。分析结果表明:在Newmark模型的地震黄土滑坡危险性评估中引入斜坡坡向角和震源方位角关系,有利于提高小区域(大比例尺)风险评估的准确性。     

陕西省麟游县丈八乡滑坡群的形成机理与堰塞湖危险性评价

为探索黄土滑坡堰塞湖的形成机理与潜在的危险性,以宝鸡市麟游县丈八乡西坡滑坡为例,通过野外调查与室内测试计算,在简要分析宝鸡市麟游县工程地质背景和地质灾害分布特征的基础上,重点研究了麟游县丈八乡西坡滑坡群的形成演化过程、西坡滑坡堰塞湖的形成机理、西坡滑坡坝的稳定性、渍坝后的灾难性效应与潜在危险性.初步揭示:①丈八乡滑坡群集中塬边发育,受到黄土与下伏岩层接触关系的控制,降雨与地震作用是诱发滑坡的主要因素.②西坡黄土滑坡堰塞湖的坝体结构松散,但坝体宽,稳定性较好,在持续降雨的作用下有发生溢流渍坝的可能,但对下游甘肃省灵台县的威胁性小.③5·12汶川地震时在西坡塬边产生的地裂缝有继续扩展的可能性.     

甘肃永靖黑方台地区灌溉诱发型滑坡发育特征 及力学机制

水是诱发黄土滑坡最为积极的因素,以灌溉诱发型滑坡尤为典型.基于野外水工环地质综合调查,对黑方台地区灌溉渗透诱发滑坡的发育特征进行总结.通过分析特定孕灾地质条件下滑坡发育特征的差异,认为黄土滑坡形成的力学机制以滑移-压致拉裂-剪断型和蠕滑-拉裂-滑移型为主,而黄土-基岩滑坡以滑移-压致-拉裂型为主.滑移-压致拉裂-剪断型黄土滑坡为原位溯源后退扩展式,系灌溉水入渗后造成黄土饱和带厚度增大,不仅造成台缘周边地下水溢出带部位渗透压力增大,且抗剪强度显著弱化,从而在坡体自重作用下发生蠕滑剪切.锁固段突然破坏使滑坡快速启动,滑体冲击致早期饱水滑床产生液化,产生高位抛射,借助原始地形滑体加速运移形成高速远程运动.蠕滑-拉裂-滑移型黄土滑坡是黄土底部饱和带厚度较薄或灌溉入渗影响较小的地段,以后缘拉裂为主激发形成.渗灌溉水长期入渗造成下伏基岩顺倾泥岩层面软化泥化,从而在顺向坡段产生黄土-基岩顺层滑坡,该类滑坡以低速短程滑坡为主.     

黄土-泥岩接触面滑坡的特征与成因

黄土-泥岩接触面滑坡是黄土沿下伏泥岩等接触面滑动的黄土滑坡, 是黄土高原广泛分布的主要黄土滑坡类型之一. 黄土-泥岩接触面滑坡发育的黄土斜坡一般为坡度10°～20°的地势低洼部位. 上部黄土、下部泥质岩的“双层异质”斜坡结构, 倾向坡外的接触面构成的软弱结构面, 是黄土-泥岩接触面滑坡发育的地质基础. 地下水作用是黄土-泥岩接触面滑坡的重要引发因素. 斜坡上部黄土的渗透性较好, 且垂直节理和落水洞发育, 有利于降水入渗, 而下部泥质岩的渗透性差, 地下水易在接触面及其低洼部位汇集, 使黄土底部接触面一带岩土长期处于过湿软塑-饱和状态, 成为滑坡发育的软弱结构面. 黄土-泥岩接触面滑坡具有滑动速度低、滑动距离短, 滑体稳定性差、易复活滑动等活动特征. 受斜坡地质结构和水文地质条件的控制, 黄土-泥岩接触面滑坡变形破坏的地质力学模式为滑移-拉裂型或塑流-拉裂型.     

高密度电法在黄土-泥岩接触面滑坡勘察中的应用

受特殊的地质地貌和大地构造背景影响,历史上多次强震在宁夏西吉县诱发了大量的黄土-泥岩接触面滑坡,给当地人民生命财产安全带来严重威胁。因此,探明这类滑坡的地层结构、基岩面埋深及空间展布情况,对进一步开展黄土-泥岩接触面滑坡的形成机理和危险性评价研究具有重要意义。文章利用高密度电法对宁夏西吉县苏堡村滑坡进行探测,并结合钻孔资料进行了验证。勘察结果表明:电阻率参数能够很好的反应研究区的地层分布特征,表层疏松干燥的黄土为高阻反映,随着埋深增加,含水量较大的黄土呈现出低阻反映,在黄土与泥岩接触带饱水区呈现低阻反映。高密度电法在黄土-泥岩接触面滑坡勘察中具有较好的适应性,能为进一步分析滑坡机理和防治提供可靠的地球物理依据。      

甘肃黑方台滑坡类型与活动特征研究

由于农业灌溉水的长期入渗软化作用,1984-2019年甘肃黑方台已频繁发生滑坡灾害约150次,沿黄土塬边形成长约10公里的滑坡密集发育带。滑坡类型以中、小型黄土层内滑坡为主,占90%以上;大、中型黄土-泥岩顺层滑坡次之。黄土层内滑坡速度快、滑程远,突发性、频发性、继发性强;黄土-泥岩顺层滑坡速度慢、滑程近、复活性强。高陡的台缘地形和强度低、水敏感性强的岩土体和岩层倾向坡外的地质结构是滑坡发生的基础,台塬区长期大量的农业灌溉是主要引发因素,大量水体入渗软化斜坡岩土体,使抗剪强度降低,并形成了约20多米厚的饱和软弱基座,导致斜坡失稳滑动,侧压力、季节性冻结滞水和溶滤作用等也有一定影响。黄土层内滑坡高速远程滑动的主要原因是：滑坡剪出口位置高,滑动势能大,释放条件好,剪出口下部有陡坡加速段和开阔、平缓的滑动空间,滑体底部饱和软弱黏性土持续产生超孔隙水压力、液化等低摩阻效应,是远程滑动的润滑剂。黄土-泥岩顺层滑坡的主滑面沿外倾15°左右的泥岩层面发育,且剪出口位于斜坡下部坡脚部位,能量释放条件差,决定了黄土-泥岩顺层滑坡的滑动速度较低、滑动距离较短,滑体易再次复活滑动。     

黄土滑坡研究现状与设想

黄土滑坡因其危害大、分布广成为近年工程地质研究热点问题。首先对黄土滑坡类型划分进行了讨论,基于滑坡物质组成及主滑面发育位置的黄土滑坡分类方案反映了我国黄土滑坡的主控因素,各类滑坡活动特征明确,建议将其作为黄土滑坡分类的首选方案。对黄土滑坡的发生、滑动机制以及滑坡液化机制进行了评述,并就两类典型液化型黄土滑坡滑动模式、进一步研究思路进行了讨论。对地震诱发黄土滑坡进行了专门的述评。最后,对今后黄土滑坡研究提出了几点设想。     

万(州)-梁(平)高速公路K34～K59段滑坡成因分析

万(州)-梁(平)高速公路K34-K59段滑坡十分发育，是重庆境内滑坡灾害最为严重的一段。该区地质条件复杂，岩体中缓倾角结构面、软化夹层发育，在外界因素触发下，即可形成岩层向临空面松弛滑移的依附面。1999年12月-2003年9月，该路段发生滑坡灾害23处，增加工程投资2亿多元，对高速公路的建设造成很大的危害和威胁，并拖延了工期，给国民经济建设带来严重的影响和损失。文章依据工程地质勘察结果，从该滑坡的地质环境及变形特征分析，对其形成机制做了深入研究，为今后类似滑坡的防治提供参考。近年来，在高等级公路的建设中，线形要求严格，在山区及丘陵地区往往需要采用开挖方式通过，由于建设中的不合理工程活动，新滑坡的产生以及老滑坡的复活可能性大增。致使滑坡灾害日趋严重。通过对影响岩质路堑边坡稳定性因素分析，说明了这些影响因素与边坡稳定性的关系。文章认为特殊的地质构造及易滑地层的广泛分布，是滑坡大量出现的地质基础。大量降雨入渗，不合理的人为工程是滑坡的诱发因素。各种情况表明，在今后一定时期内，人类活动可能成为滑坡的主要影响因素。     

多级旋转黄土滑坡形成机理及失稳模式

我国黄土高原面积广阔,地质灾害频繁发生。多级旋转黄土滑坡因其特征和成因复杂成为一种特殊的灾害类型。在野外详细调查、工程勘察的基础上,分析宝鸡渭北台塬边和永靖黑方台塬边多级旋转滑坡基本特征,认为渭北台塬大型黄土-红层多级旋转滑坡主要受新构造运动、河流的侧蚀、地层岩性等因素控制形成,黑方台的浅层旋转黄土层内滑坡和黄土-泥岩多级旋转滑坡则是长期黄土塬大面积漫灌的结果。同时首次建立了多级旋转黄土滑坡的3种形成演化模式：扩展式旋转滑坡、渐灭式旋转滑坡和复合式旋转滑坡,并进行滑坡实例分析,提出多级旋转滑坡局部蠕动挤压、滑坡加速剧滑失稳、滑坡调整稳定、后缘新滑坡孕育变形和滑后稳定调整5个变形阶段,为这类滑坡的稳定性评价奠定了基础。     

陕西陇县李家下滑坡稳定性分析

李家下滑坡是大型岩质滑坡,发育在黄土滑坡众多的黄土高原区。基于野外地质调查、工程地质勘探和室内岩土体分析测试及土工试验,利用Ansys有限元软件对3种气候条件及3种滑带土强度条件下李家下滑坡的稳定性进行了模拟分析。模拟结果表明:滑带土强度参数的改变对李家下滑坡的稳定性有极大的影响,李家下滑坡已处于不稳定状态。结合李家下滑坡最新的变形现象,认为沿主滑带再次滑动的可能性较大。