内外动力地质作用与斜坡稳定性——以虎跳峡地区为例

内容概要全书共八章四十一节,全面介绍了内外动力作用对于斜坡灾害防治的意义及其国内外研究现状,系统阐述了虎跳峡地区的基本地质条件及其斜坡灾害发育状况,并初步揭示了河谷深厚覆盖层的成因及其与内外动力作用关系,系统分析了斜坡变形破坏规律及其相关动力因子;在典型斜坡稳定性剖析基础上,提出了斜坡演变的内外动力作用机制与耦合模     

地震动力作用触发的斜坡崩滑响应研究现状及展望

地震动力作用触发的斜坡崩、滑地质灾害因其巨大的致灾力引起了广泛关注,其研究主要集中在：①地震触发斜坡崩滑灾害特征和影响因素统计学分析,即从典型地震触发的大量斜坡崩滑灾害实例研究入手,从统计学角度分析地震崩滑灾害发育特征同地震参数（地震震级、地震烈度、震源深度、震中距等）和斜坡体特征（坡高、坡角、岩性、构造、水文地质条件等）之间的关系;②地震触发斜坡崩滑灾害的形成机制和动力响应特征研究,即分析地震波产生的拉压和剪切作用对斜坡体的影响及在这种作用下斜坡体发生的破坏和运动过程;③地震作用下斜坡稳定性评价和致灾预测研究,主要是评价、预测方法和技术的类别及特征。基于此阐述了该研究中存在的问题和今后的研究趋势。     

汶川地震崩滑灾害影响因素分析

为研究汶川地震崩滑灾害主要影响因素,在掌握汶川地震灾区公路沿线地震崩滑灾害资料基础上,选取典型段进行灾害统计分析,研究表明动力条件下斜坡失稳主要受斜坡岩体结构特征、地震动峰值加速度和斜坡动力响应特征三方面因素影响。地震动峰值加速度越高,地震崩滑灾害越发育。斜坡动力响应特征主要取决于地形地貌和地层岩性,陡坡硬岩段为地震崩滑灾害高发区。斜坡岩体结构是控制斜坡变形破坏的主要因素,从研究斜坡动力失稳角度,提出了斜坡岩体结构类型的划分,分为土层及强风化层——基岩二元结构、块状结构、层状及似层状结构、碎裂结构、土层等5个大类12个亚类。     

季节性冻融作用与斜坡整体变形破坏

季节性冻融作用是斜坡变形破坏的重要外动力因素和促发因素之一，不但在斜坡表层产生强裂作用，而且可引起斜坡深处地下水富集，土体软化范围扩大，静，动水压力增大等冻结滞水效应，促使斜坡整体性大规模变形破坏，促发崩塌，滑坡发生，冻融季节也是重大滑坡灾害的多发时期。     

地震荷载作用下斜坡响应研究:以四川青川东山—狮子梁剖面为例

在对青川地震监测剖面实测数据进行系统分析的基础上,运用大型通用有限元分析软件ANSYS建立东山—狮子梁监测剖面的数值模型,分析了地震作用下斜坡的动力响应规律。结果表明:地震荷载作用下,斜坡的地震响应不是单调的随斜坡高度的增加而增加,而是与斜坡地形地貌及岩体中裂隙的发育程度有密切关系;斜坡的地震响应由坡内向坡外逐渐增大,且坡向与地震波传播方向相同时斜坡的地震动力响应要大于坡向与地震波传播方向相反的情况。研究结果为地震荷载作用下边坡稳定性评价提供了理论支持,为提出更加合理的地震动稳定性评价方法提供依据。     

斜坡地质结构与地质灾害发育类型研究——以店子街幅灾害为例

岩土体是组成斜坡地质结构的基本单元,斜坡地质结构类型与地质灾害的发育类型密切相关。店子街幅图幅调查范围内主要发育软弱-较坚硬层状泥岩、砂岩岩组,风积黄土单层土体,粉土、砂砾卵石双层土体,粉土、碎石和基岩碎屑多层土体等4类岩土体,这些不同的岩土体组成了6种不同的斜坡地质结构,进而演变形成了不同类型、不同规模的斜坡地质灾害。黄土斜坡结构和黄土—冲洪积层斜坡结构多演变发生小型滑坡灾害、黄土—泥岩斜坡结构多演变发生中—大型黄土泥岩滑坡灾害、泥岩与泥质砂岩互层斜坡结构多演变发生崩塌灾害、泥岩风化堆积层斜坡结构和滑坡堆积层斜坡结构多演变发生小-中型滑坡灾害。研究不同斜坡地质结构与地质灾害发育类型的发育关系,有助于进一步开展区域崩塌、滑坡形成机理研究,研究成果有助于洮河下游地质灾害防治工作的展开,并为地方政府科学制定地质灾害防灾减灾规划提供了技术支持。     

岩体结构控制下的斜坡变形特征

为了分析岩体结构与斜坡变形的作用关系,以巴东城区为例,探讨了区内主要地层（三叠系巴东组第2段T2b2、第3段T2b3）岩体结构在内、外动力地质作用下的演化过程,进而分析了不同类型岩体结构控制下的表层斜坡的变形特征。结果表明：内动力地质作用过程中形成了岩体结构,而外动力地质作用改造着岩体结构;根据沉积成岩、构造作用过程中所形成层理、节理、劈理的发育程度,可将岩体划分为层状结构、块裂结构和碎裂结构;风化、水等外动力地质作用对岩体结构的改造结果受控于原岩结构;巴东组第3段层状岩体多沿层间软弱夹层顺层滑动;巴东组第2段互层状岩体,层间差异崩解作用易形成崩塌;结构面的组合关系、发育规模控制着块体失稳的形式和规模;密集发育的劈理将岩体分割呈碎裂状结构,卸荷松动下呈膝状弯曲。这些认识对巴东地区斜坡灾害分析、防治具有一定的指导意义。     

基于FLAC 3D的某建设工程斜坡场地稳定性分析——以贵阳市东山寺藏经楼建设工程为例

贵阳市东山寺藏经楼建设工程地处东山公园山体南侧顺层斜坡上,大型的工程建设活动,加之强降雨、地震等因素影响,可能会对山体斜坡的稳定性造成一定程度的降低,甚至导致滑坡灾害的发生。采用FLAC 3D数值模拟软件对斜坡场地稳定性进行了计算分析。结果表明,斜坡在不同工况条件下整体处于稳定—基本稳定状态;在不利的工况组合条件下,斜坡安全系数较低,安全储备不足。据此提出相关处置措施建议,保障工程建设的安全。     

强震作用下顺层岩质斜坡动力失稳机制及启动速度研究

岩质斜坡地震稳定性评价和地震滑坡启动速度计算是边坡地震失稳防治中的难点。结合5•12四川汶川地震诱发的大型高速滑坡,重点以唐家山高速滑坡为例,提出强震作用下中陡倾顺层岩质斜坡动力失稳机制为拉裂－楔劈－滑移－剪断,并着重阐述了拉裂面形成机制、“楔劈”岩块的杠杆作用和碎屑岩块的滚动摩擦效应。对应于该失稳模式,采用弹性力学理论,推导出地震作用下顺层岩体斜坡锁固段的破坏判据和突发剪断时锁固段岩体的形变能公式。考虑锁固段岩体形变能释放的优势方向,运用能量转化原理,给出了更为合理和精确的顺层岩质滑坡突发启动速度公式,进而确定滑坡启程速度。其研究结果为滑坡灾害范围和冲击损害程度提供有效定量计算方法。     

新疆及中亚地区斜坡灾害研究现状与展望

新疆和中亚五国山河相连,都是“一带一路”建设的重要支点,但也是滑坡、泥石流等斜坡灾害的高发区,且两地的地质灾害发育有着明显的共性。本文对新疆和中亚地区的斜坡灾害研究现状进行综述,分析了两地斜坡灾害形成机理、发育规律,即中高山地分布集中,受降雨和冰雪融水影响很大,黄土滑坡发育。新疆的斜坡灾害研究多围绕公路、水利等工程设施;中亚地区的斜坡灾害研究以自然灾害居多,且在很大程度上受地震作用控制。最后,分析了新疆及中亚地区斜坡灾害研究的发展趋势,建议建立现代化的灾害监测预警系统,加强“一带一路”沿线国家地质灾害研究的国际合作。     

秦岭矿产资源开采区斜坡灾害发育规律与识别研究——以山阳—商南钒矿开采区为例

以山阳—商南钒矿开采区为例,通过遥感解译、无人机航拍及野外详细地质调查,统计分析了斜坡地质灾害的分布与坡形、坡向、坡度、地层倾角、岩体结构与岩性的相关性。研究得出:（1）矿区斜坡地质灾害具有明显的顺向坡效应,顺向坡地质灾害占灾害总数的75.86%;（2）72.42%的灾害发育在坡度30°~50°的斜坡中;（3）灾害分布与地层倾角有很好的对应关系,大部分地质灾害集中在倾角40°~60°的范围内;（4）斜坡灾害多发生在结构面较发育的斜坡中,尤其是夹角在70°~90°的近乎正交的结构面组合范围内;（5）斜坡灾害多发育在硅质岩或白云岩与黏土岩互层中,而白云岩中多发生的是崩塌。同时,结合研究区遥感影像的对比分析,提出了斜坡地质灾害遥感识别方法,在此基础上,形成了一套矿区地质灾害早期识别技术。研究成果可为矿山企业和矿区居民对斜坡地质灾害的识别与预警预防提供技术支持。     

基于修正Green-Ampt模型的降雨诱发区域浅层斜坡失稳灾害分析

由于具有类似的工程地质和水文地质条件,在高度相关的降雨作用下,同一个区域中的降雨诱发浅层斜坡失稳灾害常成群出现.在区域尺度预测浅层斜坡失稳灾害对滑坡灾害的防灾减灾工作具有重要的意义.为此,提出了一种基于力学原理的降雨诱发浅层斜坡失稳灾害预测新模型RARIL.该模型采用修正Green-Ampt模型进行降雨入渗分析,采用无...     

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。     

斜坡地质灾害的空间预测问题

结合典型实例阐明斜坡地质灾害的空间预测是灾害防治工作的前提条件与成败关键。继而讨论了斜坡地质灾害空间预测的内涵与工作程序,以及与斜坡稳定性评价预测相关的斜坡破坏型式,斜坡结构类型,斜坡破坏的环境条件和人类活动的影响等问题。在斜坡地质灾害空间预测的定义中,笔者将预测时段仅限于工程年代之内,且前提是保持现有斜坡结构和环境条件,以及可预料的人类活动影响;预测程序是先进行斜坡稳定性预测,然后再对稳定性差或较差的坡段进行灾害危险性(度)预测。关于斜坡破坏型式的划分,一是从它的影响范围和量与质的关系看都需重视其单次规模;二是要与斜坡的成因结构类型相结合,才能对现场地质调查与研究具有指导意义。为了展示斜坡的成因结构类型对稳定性的控制意义,本文提供了长江三峡工程库区和西部大开发中总结出来的碎屑岩和副变质岩斜坡的新类型系统,并对三类土质斜坡的典型结构特征和稳定性进行了简要比较。关于环境条件对斜坡稳定性影响的量化研究,笔者更看重多个非自体(非本坡段)天然模型观测和滑坡反算的成果。同时建议在全面准确的现场调研的基础上建立确定性地质模型并应用基础学科的相关原理进行单要素的量化分析和单元分析,以便进一步揭示斜坡变形破坏机理。     

库岸斜坡失稳及其涌浪灾害风险分析

库岸斜坡失稳及其引发涌浪问题是库岸斜坡灾害的重要研究部分,开展库岸斜坡失稳及其涌浪灾害风险分析研究对指导库岸斜坡防灾减灾具有重要意义。以湖南省麻阳县大水冲水库滑坡为例,探讨库岸斜坡失稳引发涌浪灾害的分析方法,采用Geostudio软件进行10年和50年一遇5日累积降雨的滑坡稳定性模拟分析,绘制滑坡影响范围内建筑物风险变化图和室内人员风险变化图。总结了在最危险工况下,大水冲水库滑坡总经济风险为249.3万元,室内人员的风险值达到27.8,并有产生翻坝的可能,但对沟口居民和水库坝体破坏的风险低。     

中国西部地区典型岩质滑坡机理研究

中国西部具有独特的地域地质环境和活跃的内外动力地质条件。在这样的背景下,崩滑地质灾害十分发育,给人类居住环境及重大工程建设带来极大威胁和重大的损失。阐明这些灾害的形成机理,尤其是大型滑坡的发生机理,对灾害的防治具有重要的理论及现实意义。根据作者在中国西部地区多年的研究工作实践,对几类典型的大型岩质斜坡变形及失稳机理进行了较为深入的分析,重点阐述了这些大型滑坡形成的地质条件、斜坡变形过程及发生机理 的"概念模型",其中包括滑移-拉裂-剪断的三段式模式、挡墙溃决模式、"超级强夯"模式等。这些机理及模式的提出,对这一地区的防灾减灾实践具有一定的指导意义。     

沙湾县翠山公园不稳定斜坡地质灾害特征分析

在充分调查、收集前人工作成果及相关资料的基础上,对新疆沙湾县翠山公园不稳定斜坡灾害的实地勘查,基本查明研究区不稳定斜坡的地质环境条件、灾害特征及影响因素,且根据三种情况对滑坡灾害进行了稳定性计算,结果可知:在自重、地震工况下,该不稳定斜坡体均处于稳定状态;暴雨工况下,该不稳定斜坡不稳定,综合评价,该不稳定斜坡稳定性差。研究结果为下一步灾害治理提供了可靠的科学依据。     

GIS支持的斜坡地质灾害空间预测系统框架设计

根据斜坡地质灾害研究特点和GIS软件的特点，提出了GIS支持下的斜坡地质灾害空间预测的技术路线，建立了具有不同功能的4个子系统组成的基于GIS的斜坡地质灾害空间预测系统；提出了数据库信息的标准和斜坡地质灾害区域空间预测评价指标体系；讨论了斜坡地质灾害预测及动态监测预测的建模、空间尺度和方法；并利用面向对象的高级编程语言研制开发了该系统，开发了与MAPGIS集成的常用的单体斜坡和区域斜坡稳定性预测模型及斜坡地质灾害工程地质信息非空间数据库和空间图形库。该系统将斜坡工程地质信息数据库与图形库、方法库紧密结合，将斜坡地质灾害区域预测与灾害点稳定性预测评价有机地联成一体。它既可以用作大范围的宏观决策，又可以为单体灾害防治提供必要资料；该系统具有可视性强、传输功能和复制功能强及信息可加工的特点，可达到充分利用资料信息，缩短模拟、评价周期和降低成本的目的；而且结果的可视化便于改善和提高管理部门的管理决策质量，为滑坡治理和城市规划建设提供快速服务。     

深水斜坡类型与沉积过程及其产物研究进展

深水斜坡沉积规律对深水油气勘探开发以及深水地质灾害防护具有重要的意义,因此深水斜坡沉积过程一直是海洋地质学家关注的焦点。但是由于海底斜坡沉积类型多样,影响因素众多,导致深水斜坡沉积过程及其产物极其复杂。因此,为了更加全面系统的研究深水斜坡沉积规律,有必要对深水斜坡沉积研究进展进行系统的总结和梳理。通过对前人研究成果的分析,从深水斜坡发育的不同背景出发,将深水斜坡划分为三种类型:陆架斜坡、碳酸盐斜坡以及火山斜坡,并综述了近年来不同类型斜坡沉积过程及其产物的研究进展,以期望为我国南海深水斜坡沉积过程研究以及深水油气勘探有所启示。     

三峡水库区奉节县典型岩质斜坡变形破坏模式及成因机制分析

从奉节地区所处的区域地质构造背景出发，充分分析研究该地区斜坡的物质成分组成、结构特征、岩层组合特点，同时考虑长江河谷的发育变迁对该地区地形地貌变化的影响，将研究区斜坡结构划分为以下6种类型：顺倾坚硬岩层斜坡、顺倾软弱岩层斜坡、顺倾软硬岩互层斜坡，反倾坚硬岩层斜坡、反倾软弱岩层斜坡、反倾软硬岩互层斜坡。论文从斜坡变形破坏形态入手，归纳、总结了以上6种类型斜坡的变形破坏模式和特点：总体上看，坚硬岩层组成的斜坡以断裂、崩塌变形破坏为主，而软弱岩层组成的斜坡以弯曲、滑动、塑性流动变形破坏为主。由于岩性本身存在强度差异，而且由于不同的岩层组合，及其与不同坡向的组合，造成各类斜坡的变形破坏又独具特点。通过分析研究，认为重力作用、降雨及地下水作用、河流冲刷作用是造成研究区斜坡发生变形破坏的主要原因。对于所划分的不同结构类型的斜坡，以上3种动力地质作用的效果也不尽相同，最终在各种作用相互影响下，形成了奉节地区复杂多样的斜坡变形破坏模式。