三峡树坪滑坡动力学的有限元模拟

三峡工程是迄今为止最大的水利工程,对库区滑坡灾害的监测和机制研究一直是重要的研究课题。本文利用Terra SAR-X的强度图进行相关计算,求解出2009年5月20日至8月5日期间三峡树坪滑坡的形变场。该形变场特征和树坪滑坡体的地形特征吻合甚好,位移大小、方向和三峡大学对滑坡体的野外观测结果基本吻合。以此高精度位移场为外部约束,结合野外观测资料对滑坡体介质力学性质进行分类并选取边界条件,利用有限元方法对滑坡活动进行动力学计算模拟。计算过程中对滑坡体的滑动面形状、因降雨引起材料参数变化和三峡水库水位等因素分别反演和调整,得出符合其变形和发展过程的滑坡动力学特征。发现软弱带的物性参数决定滑坡体总体滑动量,滑坡体的物性参数决定位移分布的峰值位置。在确定了滑坡动力学特征之后,进一步讨论降雨和库区水位下降对滑坡产生的贡献权重,得出降雨是树坪滑坡的决定因素。     

基于有限元强度折减法的滑坡稳定性分析

本文在现场调查分析的基础上,基于Midas/GTS的有限元强度折减法对延安市宝塔区卧虎山滑坡进行了数值模拟分析,得出了滑坡的变形情况、滑动趋势以及稳定系数,并把计算结果与传统稳定性计算结果进行了分析比较,证明了基于有限元强度折减法的滑坡稳定性计算方法的可靠性和可行性。     

基于强度折减法的库岸滑坡三维有限元分析

通过现场踏勘调研,根据滑坡的环境地质条件,详细探讨了该库岸滑坡的成因机制和演化过程,并重点分析了滑坡失稳的影响因素。建立滑坡体的三维有限元模型,运用有限元强度折减理论对其稳定性进行了计算分析。结果表明,滑坡体在天然状况下是稳定的,库水位上升至正常蓄水位时将超过滑坡前缘高程,滑坡安全系数降低,不满足规范规定的最小安全系数的要求,在考虑降雨入渗、库水位骤降时,滑坡进一步趋于危险;在考虑蓄水+地震工况时,库岸滑坡有失稳的可能。据此提出了削坡减载治理措施,治理后滑坡在各工况下的安全系数均满足规范的要求,研究成果对滑坡的治理具有较大的参考价值。     

基于FLAC3D强度折减法滑坡三维稳定性研究——以三峡库区白果树古滑坡群为例

利用FLAC3D的内置fish语言基于强度折剪法对其进行了二次开发,编制了滑坡体安全系数计算程序。结合工程实例,将这种方法应用于已知滑动面条件下的滑坡稳定性分析中,得到滑坡体天然状况下的二维、三维安全系数,同时对内摩擦角和粘聚力参数进行了敏感性分析,对比并分析了传统极限平衡法和FLAC3D强度折减法的计算结果,得出以下结论:①利用二维FLAC3D强度折减法计算的滑坡安全系数略高于传统极限平衡法;②利用三维FLAC3D强度折减法所得滑坡安全系数略高于二维FLAC3D的计算结果;③滑坡安全系数都是随着内摩擦角和粘聚力的增大而增大,其中内摩擦角和粘聚力的变化对三维FLAC3D强度折减法比二维求解安全系数影响更大一些。然后模拟了滑体在天然条件下处于极限平衡状态的滑动方向,并得出天然状况下滑坡整体基本稳定,仅滑坡后缘可能出现局部失稳的分析结果。同时探讨了三维FLAC3D模型建立过程中滑坡外围不动体及滑带以下基岩所取范围大小、网格剖分粗细程度对计算安全系数的影响。     

基于拉剪强度同等折减法的滑坡稳定性分析

以攀枝花教师街滑坡为背景,考虑土体抗拉强度的影响,结合抗剪强度,采用“拉剪强度同等折减法”来研究滑坡的稳定性。通过室内试验,分析了含水率对教师街滑坡不同岩土层的影响规律,发现滑带层土体的内摩擦角和粘聚力受水的作用更加显著。通过利用有限差分软件FLAC和拉剪同等折减法,得到了教师街滑坡的拉剪临界折减系数、临界内摩擦角、临界粘聚力;同时,还发现教师街滑坡对土体的内摩擦角敏感度最高,但是抗拉强度的影响和粘聚力很接近,不容忽视;滑坡坡肩位移大于坡脚位移,应注意坡肩位移的变化。     

三峡库区树坪滑坡变形失稳机制分析

树坪滑坡自2003年三峡水库蓄水以来,就一直持续变形。为了对其稳定性及变形发展趋势进行评价和预测,有必要对其变形失稳机制进行深入研究。为此,采用现场地质调查和勘探的方法确定了滑坡的形态和性质;充分挖掘变形监测数据,详细分析了滑坡的变形特征。在此基础上,深入研究了变形失稳机制及影响因素,并对滑坡的稳定性进行了计算和预测。结果表明,滑坡区地形、岩性及地质构造等地质因素控制了树坪滑坡的形成和发展;库水位下降和大气降雨进一步激励了滑坡的变形。库水位下降,坡体内地下水位随之下降,但其速度远小于库水位下降速度,导致坡体内水力梯度和渗透力明显增大,从而使滑坡稳定性急剧下降,并且库水位下降速度越快,滑坡的位移速率也越大,是典型的水库下降型滑坡。在库水位下降过程中,若出现明显的降雨过程,更加剧了滑坡的变形,有产生大规模滑动的可能性,须采取防护治理措施。     

峡东地区的“三峡奇石”——沉积结核

峡东地区大量发现的具有极大观赏价值的三峡奇石,实际上是夹持在沉积岩中的同生大型钙(硅)质沉积结核.通过对这些奇石野外特征、内部组成、形成环境等方面的研究,表明它们应该是形成于强还原环境中陆棚浅海一滞流(海湾)盆地,稳定水动力条件下的产物.本文借鉴“人工合成锰矿物实验及其产物”报道的经验和“晶体成核理论”以及国外有关学者的近期研究见解,全面深入地分析、讨论了该类罕见的同生钙质结核的形成机理.     

三峡水库区滑坡时间记录的R/S分析

文章对统计的三峡库区滑坡的发生时间和规模运用时间记录分析,得到滑坡发生的年份统计规律及其发展趋势。首先对所有规模大于等于1×104m3滑坡进行分析,然后将这些滑坡按其规模划分不同等级,分别运用R/S方法进行时间记录分析,结果表明:不同规模等级滑坡的Hurst关系具有相似的特征,这一结果反映了不同规模等级的滑坡之间的统计相似性。研究区滑坡时间分布的Hurst指数均大于0.5,表明了滑坡发生具有规律和随机的双重性质。而Hurst指数偏离0.5的程度就衡量了随机性因素与确定性因素在滑坡时间分布中所占的比重。运用R/S方法,可以对一定时间范围内的滑坡涨落做出估计。     

三峡库区石榴树包滑坡近期变形特征与机理分析

石榴树包滑坡是黄蜡石滑坡群中的一个重要滑坡,一直以来备受瞩目,其持续变形对长江航运及人民生命财产安全造成严重威胁。本文通过对石榴树包滑坡的勘探得到其详细的物质组成及结构,通过近两年的GPS表面位移、地下水位、降雨量等自动化监测数据分析,对该滑坡的变形特征、变形机理进行研究。结果表明：（1）石榴树包滑坡最初以前缘变形为主,现阶段以中后部变形为主。（2）降雨是石榴树包滑坡复活的主要原因,受库水位升降与降雨联合作用使石榴树包滑坡持续变形。前缘变形较小主要是由于前缘渗透性大,水力梯度较小的原因;中后部变形大主要是中后部渗透性小,水力梯度相对较大的原因。（3）降雨对滑坡地下水影响较大,使地下水水力梯度增大可达5～9倍。本研究可为三峡库区滑坡灾害监测预警及防治提供重要参考。     

Establishing a monitoring network for an impoundment-induced landslide in Three Gorges Reservoir Area, China

A methodology for monitoring system of an impoundment-induced landslide in Three Gorges Reservoir Area, China is introduced. Currently, based on landslide geological classification, the monitoring regions and methods which include types of monitoring instruments, placement and calibration precision of instruments, and appropriate periods for instrumental placement is confirmed. To optimize the monitoring system, sensitivity analysis of displacements and the water table in landslides affected by reservoir surface fluctuation is completed to determine the layout of the monitoring cross sections and the monitoring points. As a case study, the behavior of displacements and the potential fluctuation of the water table in the Shiliushubao landslide, produced by the gradual water impoundment at Three Gorges Reservoir, has been simulated using 3D finite element method analysis. The sensitivity analysis of Shiliushubao landslide is investigated by the fuzzy set evaluation method. As a result, the monitoring network of Shiliushubao landslide is established.     

Mechanism of the Anlesi landslide in the Three Gorges Reservoir, China

Many gentle dip translational rock slides have taken place in the Three Gorges Reservoir, China. In order to study the mechanism of these translational rock slides, the authors use the Anlesi landslide as a typical case study to investigate in detail. Field investigations show that the slip zones of the Anlesi landslide were formed from a white mudstone in Jurassic red strata. X-ray diffraction and infrared ray analysis showed that the main mineral components of the slip zones are montmorillonite, illite, feldspar and quartz. Laboratory tests indicate that the slip zone soils are silty clay, of medium-swelling potential, the shear strength decreasing significantly as the slip zone attracts water and saturates.The main factors contributing to the Anlesi landslide are recent tectonic activity, incompetent beds, and intensive rainfall. Recent tectonic activity had caused shear failure along the incompetent beds, and joints within the sandstone. With the effect of intensive rainfall, water percolates to the incompetent beds along tectonic fissures, resulting in swelling of the soil material and high groundwater pressures within fissures in the strata. As a consequence, the Anlesi slope is prone to slide along these incompetent beds.Flac3D software was used to simulate the mechanism of the Anlesi landslide considering the rheological properties of soil and rock. The simulation results demonstrate that the stress, displacement and failure area changes with simulated creep time. The maximum displacement in the X direction reaches 7.59 m after 200-year simulated creep. Therefore, the mechanism of the Anlesi landslide can be illustrated considering the rheological properties of Jurassic red strata.     

Regional assessment of landslide impact in the Three Gorges area, China, using ASTER data: Wushan-Zigui

This paper is focussed on the hazard impact of landslides in the Three Gorges, and represents the progression of our ongoing study on regional land instability assessment in the Three Gorges area using imagery data from the Advanced Spaceborne Thermal Emission Radiometer (ASTER). The key development here is the establishment of a model that integrates land instability with several factors that can relate hazard to human life, such as slope failures occurring in proximity to built-up areas and roads, and areas of high landslide risk along the bank of Yangtze and its major tributaries. The method correctly identifies some of the known destructive landslides in the region, like Qianjiangping and Huangtupo, as belonging to areas of potentially high landslide impact. Our results suggest that several population centres, including the towns of Wushan and Badong, are rated at high landslide hazard levels. This study highlights the importance of differentiating between landslide types within susceptibility assessment, and identifies those locations in the Three Gorges where the probability of landslide occurrence with negative impact to life and property is greatest.     

基于机器学习的滑坡灾害易发性评价——以三峡库区为例

三峡库区滑坡灾害分布广、数量多、规模大、危害严重,因此开展滑坡灾害易发性评价对该地的地灾防治与处理具有重要参考意义。本文提取了地层岩性、地质构造、坡度、坡向、曲率、斜坡形态、植被指数、水系等17 个因子,选用逻辑回归模型、支持向量机模型、集成学习的梯度提升迭代决策树模型和深度学习中的长短期记忆神经网络与卷积神经网络耦合模型四个机器学习模型进行滑坡灾害易发性评价,选取最优评价模型,完成三峡库区的易发性分区评价,总结研究区易发性空间区划特性。对比四种模型的AUC（Area Under Curve）精度可以得出结论：GBDT模型（Gradient Boosting Decision Tree Model）的AUC精度相对较高,优于其他三个模型,更适合三峡库区的滑坡易发性研究。GBDT的易发性评价结果显示：研究区内极高易发性区域和高易发性区域主要集中于渝东、鄂西一带以及长江沿岸和支流沿岸。研究结果是对整个库区的易发性进行评价,可为后续库区的防灾减灾提供参考。     

三峡库岸滑坡变形特征及影响因素分析

三峡库区涉水滑坡主要影响因素是水位和降雨量,也是库区滑坡体失稳的主要影响因素和诱发因素。库区每年重复着水位升降不利于滑坡的稳定,而降雨特别是大强度的降雨也诱发产生滑坡。当水位波动遇到降雨,出现工况叠加,滑坡将加剧。因此,有必要对影响滑坡变形的主导因素进行了解分析。2016年6月三峡库区全面展开了自动化监测,使得数据统计方便可靠。本文采用滑坡变形速率、降雨量、库水位变化、最大水位变化速率、淹没程度,运用灰色关联度分析法对涉水滑坡进行了计算分析。水位下降阶段,文中土质滑坡变形受库水位影响最大。水位上升阶段,该土质滑坡上部变形受降雨影响最大,下部受水位影响最大。文中岩质滑坡总是受库水位影响最大。