地震作用下边坡及不利地质体的动力特征

深切谷坡浅表部卸荷裂隙发育,风化强烈,致使浅表层介质性质出现差异,成为非连续介质,地震动力响应由此变得复杂。根据青川地震监测数据分析线型坡及山坳处的地震动力响应特征,并结合适用于分析岩质边坡运动过程的不连续变形分析方法(DDA),对不同岩质边坡及岩体中出现节理和软弱夹层等不利地质体时的动力特征进行分析,揭示在一定高程下线型坡上地震波加速度随高程增加而增大,且垂直山脊方向的地震波峰值加速度放大系数大于沿山脊方向,最大可达3.12倍;山坳处的地震波加速度较谷底会出现一定程度的衰减。同一规模边坡,岩质越硬加速度放大系数越大;当边坡中存在节理及软弱夹层时,地震波传播会受到反射和透射的影响,从而影响边坡的动力响应特征。分析表明,岩体弹模较大时,节理对地震波传播的透射作用较强,且节理间距与输入波长的比值小于临界值时,其比值越大,节理对地震波的透射作用越强;岩体分界面下部岩性较上部岩性硬时,随着两种岩性弹模差别增大,透射波峰值加速度降低越明显,而反之分界面以下岩性较上部软时,随着两种岩性弹模差值越大,透射波加速度放大越显著;软弱夹层厚度以及其与周围岩体波阻抗比较大时,地震波经过软弱夹层时的透射系数较小。     

汶川地震诱发山地斜坡震动的地形放大效应

汶川地震诱发大量山地斜坡次生灾害具有明显的地形分布特征,对其地形放大效应研究具有重要的理论及实际意义.斜坡震害调查表明,宏观地貌单元对次生地质灾害的发育类型具有控制作用,中高山区以大中型滑坡、崩塌为主,低山及丘陵区以山体震裂、小型崩塌为主;峡谷形态对次生地质灾害的发育密度具有明显影响,其中“V”型峡谷发育密度高于“U”型峡谷;单薄山脊、条形山体、坡型转折部位、凸出地形等微地貌地形放大效应明显.监测显示,不同方向水平分量地震波峰值(PHA)相差可达10余倍,研究表明:地形尺寸与地震波波长的耦合作用使得地震动水平分量放大显著.     

西藏俄拉村滑坡地震动态响应失稳过程

为了研究岩浆岩质边坡在地震作用下的动力响应特征和失稳过程,以西藏俄拉村滑坡为原型建立离散元数值模型,通过输入实测地震动数据,研究该斜坡在地震作用下的动力响应特征和失稳破坏过程。模拟结果表明:(1)俄拉村滑坡失稳过程为:震动拉裂-剪切阶段→"锁固段"剪断贯通阶段→堆积掩埋夯实阶段;(2)水平向地震加速度PGA具有高程放大效应,且在相同高程坡面PGA放大系数较坡体内部大,坡形转折处和坡体凸出部位的放大效应也表现为坡面较坡内显著;(3)水平向地震加速度PGA值自坡体内部向外表现为时而增大、时而减小的节律性规律。研究结果可为岩浆岩质边坡在地震作用下的失稳模式提供依据。     

皂角沱崩塌形成机制数值模拟

以位于"5·12"汶川大地震震中区的皂角沱崩塌为研究对象,通过对崩塌所处的自然地理、工程地质环境进行野外调查,分析崩塌的发育特征;采用不连续变形分析软件DDA,对坡体失稳崩塌的全过程进行模拟研究。结果表明,斜坡地形放大效应在震中区是客观存在的,具倾向坡外的陡倾控制性结构面的高陡突出地形对地震波具有明显的放大作用。该坡体崩塌失稳模式为:峰值加速度放大→增加的振幅迫使岩体沿陡倾坡外的控制性结构面迅速拉裂→沿滑动面发生崩滑→高速脱离滑源区→巨大的势能和动能驱动块体做长距离运动。通过数值模拟可知,随着斜坡坡高的增大,地震加速度和速度无论是在水平向,还是在竖直向均存在放大效应,但是水平向的放大效应较竖直向更明显;结构面监测点的加速度和速度放大系数相比稳定的坡体要大得多,地震袭来,当遇到陡倾坡外的不连续结构面时,斜坡动力响应强烈,最终危岩体沿控制性结构面发生崩滑破坏。     

芦山地震仁家村斜坡地震动监测

芦山地震次生地质灾害一个显著特点是地形放大效应。震后第二天,课题组在极震区仁家村斜坡局部孤突地带谷底基岩及斜坡中部坡折部位各放置一台地震监测仪,捕捉到一系列余震数据。数据显示,坡折(2#监测点)相对谷底监测点(1#监测点,二级阶地高程)的最大峰值加速度一般放大最大可达3.4,最小为1,说明坡折部位的地震动能量大于谷底部位。阿里亚斯强度计算显示,坡折部位阿里亚斯强度最大值为0.004 855 m/s,谷底部位阿里亚斯强度值最大为0.003 145 m/s,前者约为后者的1.5倍,阿里亚斯强度放大系数最大可达6.9。傅里叶频谱分析可知,1#监测点主频范围为4.81~22.81 Hz,2#监测点主频范围为3.31~20.94 Hz,说明局部孤突地形并不影响坡体接收到地震波的丰富程度。通过与桅杆梁监测成果对比,说明了软弱覆盖层地震波的低频部分有放大作用,而对高频部分存在滤波作用;三面临空山体表现更显著的放大效应。研究认为,地震条件下局部孤突地形对地震动加速度有明显的放大效应,因而在这些地区较易达到岩土体的强度极限,从而增加震裂、崩塌、滑坡等次生地质灾害发生的数量和规模,在进行山区工程选址和城镇规划时应充分考虑局部地形的放大作用和影响。     

含水平软弱夹层斜坡变形破坏特征的振动台试验

已有研究结果表明,强度相对较低的软弱夹层会对地震波产生吸收或强化作用,在一定程度上控制了斜坡的地震动力响应及变形破坏特征。试验以振动台为研究手段,设计并完成含不同厚度水平软弱夹层的两个单面斜坡概念模型。通过记录斜坡模型的变形破坏过程,分析其动力响应特征。试验结果表明,斜坡模型的变形破坏与地震动力参数密切相关:1.模型在正弦波激振下较天然波变形明显;2.合成向ZX、水平单向X和竖直单向Z的激振下,变形程度依次减弱;3.随着激振强度增加,变形破坏愈明显。两模型的变形破坏均出现在坡体中上部,且最大破坏深度距坡顶约50 cm。含薄夹层斜坡的破坏范围分布于整个中上部,坡顶近1/2发生变形和滑移破坏,呈现出"拉裂-剪切-滑移-碎屑流化"破坏模式,而含厚夹层斜坡的破坏范围仅集中于软弱夹层以上坡肩以下,两侧未达坡体边缘的局部范围,形成浅表的"凹岩腔",呈现出"震裂-剥落"破坏模式。在相同的加载条件下,含薄夹层斜坡变形破坏先于含厚夹层斜坡。试验模拟再现了含水平软弱夹层斜坡在强震作用下的变形破坏规律,为地震诱发次生地质灾害的研究和防治提供了有力的依据。     

科尔沁沙地两种固沙灌木林地土壤理化性质和酶活性比较

小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和差不嘎蒿(Artemisia halodendron)是科尔沁沙地典型的固沙灌木,它们在退化沙地的恢复过程中起着重要的作用。本研究对这两种灌木林地表层土壤理化性质和酶活性进行了比较。结果表明:小叶锦鸡儿比差不嘎蒿对沙丘土壤理化性质和酶活性的改善作用较大。其中,小叶锦鸡儿林地土壤黏粉粒含量比差不嘎蒿高3倍左右,土壤含水量是差不嘎蒿的1.31倍,土壤有机碳和全氮分别是差不嘎蒿的1.35和1.36倍,土壤过氧化物酶和脲酶活性分别是差不嘎蒿林地土壤的2和3倍。科尔沁沙地流动沙丘中种植小叶锦鸡儿和差不嘎蒿后,两种灌木均能改善沙丘土壤理化性质和酶活性,但是其改善能力存在一定差异,总体来说,在退化沙地土壤肥力和生物活性的恢复方面,小叶锦鸡儿的优势高于差不嘎蒿。     

大气沙尘的测定和分析研究

谈起"沙尘(暴)",住在我国北方干旱地区的人是比较熟悉的。大风卷起了地面的尘土沙粒,飞扬到天空,有时甚至遮蔽阳光,造成景色暗淡,浮尘满天,犹如蒙蒙细雨,随风降落,持续时间达1-2天,也有长达3-5天者,我国史书上称这种降尘现象为"雨土"。(一)大气沙尘指空气中夹带大量被风从地面卷起的沙粒和尘土,能在一定时间内悬浮于空气中的一种天气现象。它是一种分散体系,介质为空气,分散相是浮游于空气中的固体微粒,其粒度成分,据北京大兴县的测定表明,粒径0.01-0.005毫米颗粒占总量的56-71%,小于0.01毫米者占17-39%,大于0.05毫米者占14%。大气沙尘的高程分布,一般在离地表2米以上,其上限可达数十米或更高。     

四川省德昌县群发性泥石流的特征和成因

地处川西南的德昌县近年来由局地暴雨诱发的泥石流造成了严重的经济损失.通过德昌群发性泥石流事件中局地暴雨过程和地面条件的分析,探讨了泥石流形成过程中的雨地耦合关系.根据TM遥感影像(30 m)解译,德昌泥石流分布具有明显的区域规律,以安宁河及其支流茨达河流域最为集中,安宁河支流老碾河流域次之.根据泥石流的分布特征,结合流域的高程、坡度、地层岩性等信息,分析了泥石流易发区域的流域坡度以及NDVI特点,并将两者结合起来进行泥石流易发区的判别,准确率达92%.因此,遥感影像的光谱差异可以作为识别群发性泥石流地区的遥感标志之一.此类泥石流易发区的下垫面判别准则有两条:(1)流域平均坡度大于20°;(2)NDVI介于0.1～0.3.将泥石流易发区的下垫面识别与诱发泥石流的局地暴雨过程结合起来分析,泥石流灾害的时空分布取决于暴雨中心落点及移动路径,以德昌2004-08-24群发性泥石流进行了实例验证,结果表明泥石流最终的暴发相对于局地暴雨的峰值过程约有1 h的滞后时间,此时段正是实施临灾预警的关键时间.据此,提出了群发性泥石流的减灾思路.     

陆地水文与海洋水文 陆地水文

P3392007010070近50a西北地区年径流变化反映的区域气候差异=Regional patterns of climate change in Northwest China during the last 50 years viewed fromannual discharge change/叶柏生,丁永建…∥冰川冻土.—2006,28(3).—307~311应用我国西部主要河流1951-2000年年径流资料,分析径流变化的区域特征.结果表明:中国西部地区大部分河流径流呈增加趋势,特别是天山南坡逐河流增加最为显著,最高达14%·(10a)-1,其年径流的变化过程相关分析和差积曲线显示,西北地区西部新疆地区与东部的黄河上游年径流变化呈反相变化特征,而西北地区东部…