福建省台风暴雨条件下滑坡规律性研究

通过对福建省台风暴雨特征的详细分析,结合沿台风“莫拉克”路径对省内新发生滑坡进行的追踪调研,总结出台风暴雨条件下滑坡发生的背景环境,分析了台风暴雨各个特征要素与滑坡之间的关系：滑坡与台风中心登陆区域及登陆后的运行轨迹具有很强的一致性,台风登陆当天降雨对滑坡起决定性作用,当台风登陆当日降雨量达到100 mm或60 mm的3 h极值降雨量时,易触发“即雨即滑”群发式小型浅层土质滑坡。     

台风暴雨条件下滑坡稳定性影响因素分析

以实验数据为依据,通过数值模拟对台风暴雨条件下滑坡体稳定性的主要影响因素进行模拟研究。台风暴雨条件下滑坡体的主要影响因素为特殊降雨雨型：(1) 在相同雨强程度下,台风暴雨的单峰型降雨水文响应速度、稳定性破坏速度及程度均大于普通均匀型降雨,单峰型降雨导致边坡短时间内达到失稳状态,呈“即雨即滑”情况;(2) 强台风多峰型降雨下,经过第一个峰值强降雨后浅层土质边坡已处于不稳定状态,当第二个强峰值降雨来临时,坡体的稳定性较单峰型降低更为迅速。这些为福建省台风暴雨这一特殊降雨类型条件下滑坡的发生机理探索及预警预报提供了新的思路和科学依据。     

我国登陆台风影响区地质灾害易发性分析

地质环境脆弱的地区,台风的特大暴雨可以诱发山体滑坡和泥石流等地质灾害,造成严重人员伤亡。本文分析了我国登陆台风影响区域内的地质灾害时空分布特点,利用信息量方法,通过灾害的易发性区划来分析登陆台风影响区地质灾害特征,进而比较台风和非台风影响条件下地质灾害产生的地理条件和信息量差异。分析结果表明,在台风强降雨条件下,地质灾害的触发地质环境条件较非台风降雨触发地质灾害明显降低,地质灾害脆弱性明显增加。     

台风暴雨型滑坡滞后效应分析

我国东南沿海地区台风登陆频繁,伴生暴雨诱发的台风型滑坡造成了严重的经济损失和人员伤亡。已有研究在单峰型、多峰型台风暴雨的斜坡水文响应过程及稳定性分析方面取得了一定成果,但缺乏对台风暴雨型滑坡滞后效应的研究和机理分析。为此,以台风“利奇马”在浙江青田县的登陆为例,基于对台风型滑坡发生数量与降雨量的统计,构建16组不同结构组合的斜坡模型,模拟在台风登陆过程中不同降雨工况条件下斜坡的渗流—稳定性变化。结果表明,台风“利奇马”离陆后青田县内仍有26.4%的滑坡发生,存在一定滞后;不同结构组合斜坡稳定性在离陆后最低,相较于台风登陆前稳定性系数降低了13.82%;在台风登陆暴雨作用下,青田县斜坡稳定性结构影响参数中坡度最为敏感;讨论认为在台风不同登陆阶段的降雨会导致边坡的入渗特征差异,从而形成滞后效应。研究结论对于该区域的台风型滑坡早期识别具有一定指导意义。     

福建雨季暴雨及台风暴雨诱发地质灾害的研究

以1990～2006年发生地质灾害为例,运用实证研究法,通过天气、气候学的分析和数理统计处理,揭示了福建重度地质灾害和严重地质灾害的时空分布规律;给出了不同天气系统暴雨所致地质灾害的基础雨量与触发雨量;对比分析了雨季暴雨、台风暴雨诱发严重地质灾害的实例。研究表明,福建地质灾害以滑坡为主(80.5%),崩塌为次(15.5%),泥石流较少(4%)。时空分布特点6月份为高峰期,内陆的南平和三明是频发区,对应天气系统是雨季的梅雨锋;8月份为次峰期,沿海的漳州和泉州是频发区,对应天气系统是台风。地质灾害对暴雨的滞后期,雨季期长,台风期短,其基础雨量台风雨小于锋面雨,而临近触发雨量则相反,台风雨大于锋面雨。     

基于台风路径追踪的滑坡概率分析

台风暴雨是我国东南丘陵山地滑坡的主要诱发因素,揭示台风路径与滑坡发生的相关关系对东南丘陵山地台风暴雨型土质滑坡监测预警具有重要的理论及实际意义。本文基于2015—2019年直接过境福建省或间接对福建省造成影响的台风数据以及与这些台风事件发生期间的降雨量数据和台风暴雨滑坡数据,运用ArcGIS软件中的克里金插值法将台风路径、降雨量数据及台风暴雨滑坡数据进行耦合。再运用Logistic回归方法,通过SPSS软件得到泉州市基于台风路径追踪的滑坡发生概率模型。并运用克里金插值法和Logistic回归方法,以台风杜鹃期间的滑坡为实例对所得模型进行验证,其对实际雨量站测得降雨数据引发滑坡与否的判对概率为77%,对实际发生滑坡的判对概率为100%,依据实际降雨量计算数据,其误报率为21%,但实际滑坡发生的误报率为0,符合安全性。预报效果较为满意,因此模型可作为在台风经过泉州市时的台风暴雨型滑坡发生概率的预测。     

台风-非台风降雨型滑坡的多时段临界雨量值预测模型

统计确定临界降雨量是滑坡早期预警常用的方法.东南沿海地区台风暴雨不同于一般降雨,常引发滑坡灾害,从而威胁沿海地区人民生命财产安全.为了建立台风和非台风降雨型滑坡临界降雨量预测模型,以浙江丽水市为例,基于2010-2020年台风暴雨、非台风降雨诱发滑坡与降雨量的统计,构建了丽水市滑坡发生概率和有效降雨量的关系,提出了多时...     

台风暴雨型土质滑坡演化过程研究

台风暴雨型滑坡是我国东南丘陵山地主要的滑坡类型,揭示其失稳演化规律对东南丘陵山地台风暴雨型土质滑坡监测预警具有重要的理论及实际意义。本文以福建泉州德化石山滑坡为研究对象,结合现场地质勘察资料,建立滑坡物理与数值模型对其变形演化过程进行模拟,探究边坡失稳涉及的渗流和变形位移等规律。研究结果表明:(1)初期雨水以垂直入渗坡体为主,且入渗速率较大;后期入渗速率随坡体饱和度增加而减小。有前期小降雨的情况下,坡脚位置更易出现积水饱和现象;(2)雨水入渗是导致坡体稳定性下降的主要原因:在暴雨工况中E3(模拟全程降雨为暴雨雨强100 mm·d-1)中,稳定系数保持下降,从1.197降至1.125;在双峰暴雨工况E4(前期30 mm·d-1小雨强降雨,后期100 mm·d-1暴雨雨强降雨)中,小雨强降雨过程中稳定系数基本保持不变,从1.197降至1.188,当暴雨一开始,稳定系数骤降至1.060;(3)台风暴雨型滑坡位移演化过程具有阶段性特征:压缩沉降微变形阶段,该阶段位移曲线变化平缓,基本不发生位移;匀速变形阶段,该阶段位移匀速增长,位移速率不变;加速变形阶段,加速变形直至失稳阶段,破坏迅速,具有突发性,曲线呈非线性;(4)当前期发生小雨强降雨(降雨强度≤30 mm·d-1),后期突发大暴雨雨强降雨(降雨强度≥100 mm·d-1)情况下滑坡的发生具有突变性,在试验中暴雨初期位移骤增20 mm,而后快速发展到90 mm左右。     

台风暴雨条件下滑坡地下水渗流特征及成因机制

台风暴雨常引发大量的滑坡灾害,造成生命财产损失,因而研究台风暴雨条件下滑坡地下水渗流特征及成因机制对滑坡的防治、预警预报具有重要意义.以浙江省中林村滑坡为例,采用有限元数值方法,模拟了台风暴雨的两种常见工况（工况1:等强度降雨;工况2:渐变强度降雨）下滑坡地下水的暂态渗流场及稳定性.结果表明:两种工况条件下,滑坡地下水渗流特征基本相同,地下水位响应迅速,地下水位位于强风化和中风化接触面附近,且在坡脚形成溢流;但是工况1较工况2地下水水位上升速度快、幅度大;滑坡稳定系数与地下水水位及降雨强度等密切相关,在高强度降雨条件下,随地下水水位上升稳定系数快速下降,水位稳定以后,稳定系数下降速度减缓;中林村滑坡为典型的滑塌-拉裂-蠕滑缓动型变形破坏模式,台风暴雨引起斜坡岩土体地下水水位上升,基质吸力降低和孔隙水压力增加是其发生变形破坏的主要原因.本文所得结论能够为东南沿海地区台风暴雨诱发滑坡的预测预报与防治提供理论支持.      

地质灾害与降雨雨型的关系研究

地质灾害的发生与降雨历时、降雨量及降雨雨型有密切的关系,不同雨型的降雨诱发地质灾害的诱发机制具有明显的差异性。本文通过收集的降雨实况与地质灾害反馈资料,将诱发地质灾害的降雨雨型分为3种类型:台风降雨、持续强降雨和局地暴雨。研究表明,台风降雨型降雨诱发地质灾害具有即雨即滑的特点,即地质灾害的发生与降雨在时间上具有较好的对应关系;地质灾害发生空间位置与台风运移轨迹也基本一致。多为群发型地质灾害,灾害规模较小,一般为表层或浅层滑坡、崩塌。持续强降雨型降雨诱发地质灾害,在强降雨过程中地质灾害具有同步发生的特点;在降雨强度不大但连续降雨过程中,地质灾害具有一定的滞后效应;在地质灾害大规模发生后,诱发新的地质灾害雨量阈值提高。局地暴雨型降雨诱发的地质灾害往往集中发生在出现局地暴雨的当日当地。     

三峡库区降雨型滑坡预警雨量阈值研究

三峡库区是滑坡灾害高发地区,降雨是诱发滑坡的主要因素之一。本文以三峡库区101例降雨型滑坡为研究对象,结合1980—2019年降雨监测数据,采用滑坡发生前10 d的日降雨量数据,拟合出三峡库区降雨强度-降雨历时（I-D）关系阈值曲线表达式,进一步拟合出不同规模、地层岩性、坡度、坡向、高程等因素下,不同发生概率的降雨型滑坡I-D阈值曲线表达式,并计算滑坡不同发生概率的临界降雨阈值。研究表明：滑坡易发地层区的降雨阈值相对小。三叠纪巴东组岩层发生滑坡的降雨阈值最小,其次为侏罗系;阳坡为滑坡的易发坡向,且阳坡滑坡的降雨阈值小于阴坡;滑坡规模和高程与降雨阈值呈正相关性;坡度小于25°时滑坡发生的概率最大,对应的降雨阈值最小。本文研究成果可为三峡库区降雨型滑坡预警预报提供支持。     

台风暴雨型浅层滑坡失稳机理研究

针对台风暴雨耦合作用下浅层滑坡的失稳机理进行研究。在总结福建台风暴雨型滑坡灾害特征的基础上,提出风荷载对斜坡变形失稳的影响机理是通过植被造成坡体开裂,从而影响坡体的入渗规律。应用GeoStudio软件计算台风暴雨入渗条件下裂隙坡体中暂态非饱和渗流场的变化,以及对斜坡稳定性的影响。计算结果表明:裂隙坡体由于在裂隙处形成集中入渗点,雨水的入渗速度大于无裂隙的坡体,坡体达到饱和状态所需要的时间大为缩短。裂隙深度、间距对滑坡稳定系数的影响较大,裂隙深度越大、间距越小,在相同的降雨条件下滑坡的稳定系数越小,滑坡失稳需要的降雨时长越短。裂隙宽度对滑坡稳定性的影响相对较小。      

邢台西部山区地质灾害形成的成因分析

邢台西部山区每年汛期受降雨因素影响,崩塌,滑坡、泥石流等突发性地质灾害时有发生,危害日趋严重,严重制约着山区国民经济的发展,威胁着人民生命财产的安全.本文根据调查分析邢台西部山区地质灾害发生、发育的特点,对崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害形成的成因、暴雨在地质灾害形成中的作用以及暴雨诱发地质灾害的主要影响系统进行了分析,指出地质灾害形成的因素主要有地形地貌、降水和人类活动,地形地貌因素是灾害发生的内在原因,降水是触发灾害的外在条件,人类活动是引发地质灾害的重要因素,暴雨及强降水是促成地质灾害发展的动力条件.高空低槽、中低层低涡、切变线、台风等天气系统是暴雨诱发地质灾害的主要影响系统.     

浅谈强降雨作用下的边坡稳定

边坡稳定性分析一直是岩土工程中重要的研究课题,在岩土工程或土木工程领域占据相当重要的地位。滑坡是一种严重的岩土体失稳现象,降雨原因引起的滑坡称为降雨型滑坡。以丹东至通化高速公路滑坡体的稳定分析为例,根据该地区工程地质特点,采用了折线滑动法,并在此基础上考虑水的作用力。结果证实了降雨(尤其是大量的降雨或暴雨)无疑是触发滑坡的最主要的因素之一。     

乔灌木对台风暴雨型滑坡稳定性影响

在降雨工况下,乔灌木通过其根系对边坡体的加筋锚固和茎叶减少坡体被雨水冲刷,对边坡稳定性产生了积极作用。然而台风暴雨季节,台风又通过植被的摇曳使地表开裂,强化了降雨入渗效果,进一步使土体的基质吸力、黏聚力下降,使边坡的稳定性降低。为了探索台风暴雨季节乔灌木对边坡起到正向作用还是反向作用,文章通过室内模型试验和数值模拟进行量化分析,比较有无台风作用和不同强度台风作用对边坡稳定性的影响。结果表明：随着台风从无到有、由弱变强的过程中,边坡体内孔隙水压力和含水率发生突变的时间不断提前;同时施加台风暴雨耦合作用的滑坡相对于单纯降雨作用的滑坡,其滑坡破坏的面积与体积更大,且台风等级越强,坡体的破坏的面积体积区域越大。通过Geostudio数值模拟软件进行验证,比较模拟边坡的稳定性发现：在无台风作用下初始稳定性系数最大且下降速度最慢,台风作用次之,强台风作用下最差。     

5.12震源区牛眠沟暴雨滑坡泥石流预测模型

牛眠沟研究区位于2008-05-12汶川大地震线性震源的南端,受强烈地震力作用,区内山体遭受严重破坏,发生多处滑坡和泥石流灾害。根据已建立的暴雨滑坡、泥石流预测概念模型,暴雨滑坡、泥石流预测可视为判断滑坡形成的地质环境和确定触发滑坡的降雨特征。查明研究区地质环境及灾害特征,确定了产生滑坡、泥石流的必要地质环境因子,以数字滑坡技术获取这些因子数据,代入模型,即可评价研究区各处、各沟谷发生滑坡、泥石流的危险程度;与相似地质环境及气候条件进行类比,确定研究区触发滑坡、泥石流的降雨特征及降雨量阈值后,最终建立暴雨滑坡、泥石流预测模型。据此模型进行研究区暴雨滑坡、泥石流预测,实地验证表明滑坡、泥石流发生位置的准确率>90%。     

三峡地区“14·9”极端暴雨型滑坡泥石流成灾机理分析

从三峡地区2014年9月极端降雨的强度、暴雨与地质灾害的关系和触发特大滑坡的地质特征角度出发,系统分析了"14.9"暴雨型特大滑坡泥石流的发育特征,分析认为"14.9"极端降雨是一次暴雨、局地特大暴雨的降水过程,过程主要集中于渝东北地区以及湖北巴东、秭归等地,最大单日降雨量达到403.4 mm,降雨强度明显超过川东地区区域内群发性岩质滑坡的降水临界值(250 mm/d),导致大范围地质灾害的发生;"14.9"暴雨红层地区滑坡主要是侏罗系与三叠系中上统岩层组成的层状碎屑岩斜坡失稳,破坏模式主要包括近水平顺层滑移破坏、滑移—拉裂破坏、滑移—溃屈破坏、变倾角旋转滑移破坏、斜倾顺层视倾向破坏和沿堆积层与基岩界面滑动等六种类型,且这些山体失稳后伴有泥石流灾害,形成更大范围的链生破坏。     

降雨诱发滑坡阶跃型变形的预测分析及应用

滑坡进入蠕动变形阶段之后,往往难以及时开展勘察治理工作,合理的临灾预警是有效减少滑坡灾害损失的重要手段。首先确定降雨诱发“阶跃型”滑坡的预警关键判据为前期降雨、当次降雨、位移速率,并引入“一个降雨过程”定义滑坡监测的降雨区间,将预警过程分为当次降雨和前期降雨+当次降雨两种模式。然后运用最小二乘法确定滑坡“阶跃”变形曲线上的“破坏拐点”和“稳定拐点”用以确定变形加速区间,以此求解前期降雨、当次降雨以及移速率阈值。最后以王家坡滑坡为例,设计了两种模式下的5级递进式分级预警模型。研究表明：（1）前期降雨与当次降雨组成“一个降雨过程”的时间间隔为7 d;（2）王家坡滑坡的位移速率阈值为20 mm/d;（3）前期降雨+当次降雨模式下王家坡滑坡的前期降雨、当次降雨阈值分别为10、15 mm,当次降雨模式下王家坡滑坡的降雨阈值为25 mm。     

降雨与滑坡灾害相关性分析及预警预报阀值之探讨

详细研究了深圳市降雨与滑坡的历史资料,对区域性滑坡与降雨量进行偏相关分析,与降雨强度进行相关分析以及与降雨时间进行了系统地统计分析。研究结果表明,（1）滑坡的活动1～4日的降雨量及一次降雨过程的降雨量偏相关系数较大,表明一次性降雨量达到或超过某一数值时区域性滑坡就可以出现;（2）暴雨尤其是大暴雨及特大暴雨与滑坡的关系非常密切,相关系数达0.8以上,大暴雨或特大暴雨具有直接触发滑坡的作用;（3）滑坡活动时间与季节性降雨相对应,季节雨量越多,滑坡亦越多;另外滑坡活动时间与暴雨、大暴雨相吻合或略滞后,滞后时间一般不超过4 d,暴雨的当天及次日发生滑坡的可能性最大。在此基础上,探讨了区域性滑坡发生的临界降雨量和降雨强度阀值。最后将滑坡灾害的地质模型与降雨模型耦合建立了滑坡灾害的空间预警预报区划指标和等级系统,为区域滑坡灾害发生的时间与空间预报预警提供了科学依据。     

福建省强降水诱发地质灾害特征分析

福建省地质灾害调查结果表明省内地质灾害以土质类滑坡和崩塌为主,灾点多分布广规模小危害大。地质灾害点密集分布在戴云山脉周边地区。地质灾害的发生时段相对集中在5～8月,对应福建的霉雨季和台风季。群发性的地质灾害主要与单次暴雨强度或久旱后的强降雨影响关系密切。研究表明不同的地质环境背景对触发地质灾害的降雨有不同的敏感度。根据不同地质环境下降水与地质灾害发生概率之间的关系可以建立地质灾害潜势预报模型。引发地质灾害的降雨天气系统主要有热带气旋、东风波、热带云团、热带辐合带、低槽、切变等。