汶川地震引发高速远程滑坡运动机理数值模拟研究——以谢家店子滑坡为例

针对汶川地震引发的谢家店子滑坡,在现场调查分析的基础上,建立了二维离散元数值模拟模型,采用2D-Block软件对其进行了全过程的数值模拟研究,并通过对跟踪块体的深入分析,研究了相应地质体在不同阶段下的运动特征.模拟结果表明,谢家店子滑坡经历了剧动启程抛掷阶段、快速撞击飞行阶段、铲刮减速碎屑流阶段及堆积掩埋阶段.为了揭示地震引发高速滑坡的发生规律,分别研究了地震震级、斜坡地形和斜坡上岩块的尺寸对高速滑坡启动和运动过程的影响规律.地震震级对边坡的启动、变形、破坏和运动有很大的影响,地震震级越大,滑体启动的加速度和速度也就越大,从而易形成高速远程滑坡.斜坡体本身的地形地貌对滑体运动也有较大影响.在震级和岩石力学参数一定的条件下,斜坡上岩块的大小对其启动、变形和运动过程有一定影响,随着岩块的增大,滑体运动的每个阶段历时都在减小,但当岩体十分破碎时,滑体虽然能够运动,但是很难发生抛掷.将地震滑坡的启动机理概括为积累变形效应、振荡启程效应和振荡加速效应.     

多功能高速远程滑坡运动堆积过程物理模型试验装置设计与应用

高速远程滑坡运动堆积过程影响因素众多,在物理模型试验装置研发过程中应满足多因素变化需求,从而实现多功能目的.该试验装置初始状态下(垂直角度=20°,水平角度=0°)长3.40m,宽0.56m,高1.35m.设计有滑体体积调节、上滑槽坡度调节和下滑槽水平角度调节三大模块.材料上采用了3mm厚不锈钢钢板与8mm厚钢化玻璃2种材料,使用耐久性较好,并且采用分部件组装形式,安装有万向轮,便于实验仪器的搬运.基于砂子与卵石颗粒材料,应用所研发装置,初步开展了高速远程滑坡运动堆积过程物理模型试验,简要分析了滑体坡度、水平角度、滑体高度及基底材质等参数对滑动距离的影响规律.     

滑坡透明化研究与应用:以黄土坡滑坡为例

以自主研发的三维可视化平台(QuantyView)为支撑,建立了三峡库区黄土坡滑坡及其中大型野外试验洞的三维地质
模型,以虚拟的滑坡模型为透明的载体,集成了地质勘察与试验洞设计数据,可以为滑坡研究提供全面的数据支持,也增强了滑坡
研究的直观性与洞察力,研究结果表明在地质灾害勘察、治理领域开展“玻璃地灾”建设是必要和可行的。      

基于坡表变形分析与降雨响应模拟的立节北山滑坡运动特征

速度倒数法(INV)是基于坡表变形特征的滑坡启滑预测工具,其与滑坡内部多物理场演化的关系仍需进一步明晰。开展了甘肃省舟曲县立节北山滑坡的勘察与坡表变形监测,采用基于速度倒数法、速度阈值法、以非饱和土理论为基础的边坡降雨响应模拟3种方法,对该滑坡的运动特征与失稳的内在机制展开了研究。研究结果表明：边坡变形速度倒数-时间曲线有明显的加速起始点。速度倒数在2021年6月3日达到最低值后,进入约60 d的平稳期,在9月20日突然加速,并在20 d内速度达到200 mm/d以上,变形不再收敛。基于速度倒数法得到的滑坡生命周期结束点,与实际的失稳点相差8 d,提前约130 d对该突发性滑坡进行了预报。根据全过程速度时程曲线,存在20,60,100 mm/d的多级速度阈值。边坡应力场、变形场、渗流场的数值模拟结果显示,变形时程曲线的拐点与降雨强度的增加相关,累计降雨量与安全系数呈指数负相关。数值模拟得到的累计变形为2 250 mm,变形速度为10～35 mm/d,速度倒数为0.03～0.12 d/mm,与实际监测数据接近。综上所述,速度倒数法对立节北山滑坡的生命周期进行了有效预测,基于速度的预警阈值...     

特大暴雨诱发平缓浅层滑坡堆积土饱和与非饱和水力学参数试验研究:以王正塝滑坡为例

第四系残坡积堆积(Q₄dl+cl)土和滑坡堆积(Q₄del)土,其岩性变化较大且土体密实程度不同对其渗透性有较大影响,室内直接测试其渗透系数较困难。首先,在王正塝滑体上开展双环渗透试验,测得了不同位置的渗透系数;其次,利用滑带土土样,开展了增减湿循环条件下的土水特征曲线测试,将实验室测得的土水特征曲线离散点,采用3种经典的土-水特征曲线模型进行拟合;最后,根据van Genuchten拟合的土水特征曲线和饱和渗透系数,采用van Genuchten经验公式估算了其非饱和渗透系数。研究表明:该滑坡体土层的饱和渗透系数为1.15×10-7～366×10-7 m/s,相差100倍的数量级,这主要是滑体不是均匀土体,入渗快的地方可能存在水的优势入渗通道的原因;对离散的试验数据采用3种模型拟合效果较好,这3种模型对该滑坡体非饱和土具有较好的实用性;相关研究成果可为王正塝滑坡非饱和非稳定渗透计算提供参数依据,并对同类型土体非饱和水力学参数的确定具有一定的借鉴意义。      

降雨对滑坡的影响与基于ANSYS的滑坡数值模拟研究

分析了四川理县一处山体滑坡2014-08～2015-08的监测数据。结果表明,滑坡处于缓慢发生中,滑移的主要方向指向山体旁的学校;1 a中3个监测点在该方向上的累积位移量分别为180 mm、262 mm和448 mm。分析降雨量资料发现,降雨对山体滑坡有延迟的影响。利用ANSYS软件对滑坡发生的过程进行数值模拟,并计算监测点的位移,结果与实际观测情况吻合较好,得到降雨量与弹性模量、密度、粘聚力、内摩擦角之间的关系。该数值模拟实验提供了一种预测滑坡的新方法。     

降雨与开挖作用下黄土滑坡失稳过程分析:以关中地区长武县杨厂村老庙滑坡为例

降雨入渗和人工开挖是诱发黄土滑坡的重要因素,为了研究在这2种诱因作用下关中地区黄土滑坡失稳过程及其对稳定性的影响,以陕西省长武县杨厂村老庙滑坡为研究对象,通过现场调查、地质测绘和钻孔勘探,查明了该滑坡变形特征,定性分析了滑坡变形演变过程;基于滑坡变形前15 d内日降雨量实测值,采用有限元软件,对坡脚开挖后连续降雨作用下滑坡形成过程进行了仿真模拟;基于强度折减法对该滑坡稳定性变化规律进行了研究。结果表明：(1)关中地区特殊的地层结构是滑坡变形的内因,降雨是最主要的诱发因素;(2)滑坡失稳演化过程表现为：坡体处于蠕滑状态,坡脚开挖后,坡体前缘失稳,牵引中后缘坡体向下错动而产生张拉裂缝,在降雨作用下,雨水沿裂缝渗入坡体深部,滑坡中部岩土体浸水后抗剪强度降低,从而导致黄土层与红黏土层接触面饱水形成贯通滑带,诱发深层滑坡;(3)滑坡开挖后较初始状态,稳定性系数降幅为0.102,此后受连续降雨影响,稳定性系数在前10 d以平均0.010/d的速率缓慢下降,第10～13 d以0.034/d的速率快速下降至最低,第13 d以后开始回升。研究结果可以为该类滑坡防治提供有效依据。     

降雨对滑坡稳定性影响的分析及模拟——以融水苗族自治县良寨乡安全村为例

文章介绍如何采用GeoStudio软件,利用SEEP/W与SLOPE/W耦合,对融水苗族自治县良寨乡安全村滑坡体进行边坡稳定性分析,计算出边坡完全系数,并分析该滑坡随降雨量的变化趋势,随后建立降雨量与滑坡安全系数的关系曲线,为后续滑坡监测及预警提供依据。     

降雨型黄土滑坡预警研究现状综述

黄土滑坡是一类典型的地质灾害,但目前并没有针对这类滑坡的区域性预警模型。介绍了黄土滑坡的分类和滑带特征研究现状,讨论了降雨型滑坡的两类预警模型:降雨型滑坡临界雨量模型,包括区域统计概率预警和临界雨量阈值预警;物理预警模型,主要为通过建立力学稳定性分析和降雨入渗模型耦合得到的预警模型。分析了降雨或地下水作用下土体含水量变化对滑坡稳定性的影响研究和黄土滑坡的预警研究现状,最后根据前人研究现状讨论了现有预警模型的特点并提出了未来降雨型黄土滑坡预警可能的发展方向。      

降雨型浅层土质滑坡非饱和土－水作用特征试验研究

非饱和土在不同含水率条件下的基质吸力及其抗剪强度对降雨型浅层土质滑坡的防治具有重要意义. 以武陵山区湘西北慈利县陈溪峪滑坡为例,选取了滑坡不同λ置的多组粉质黏土原状样,首先利用现场双环渗透 试验测定其饱和渗透系数,通过室内土－水特征试验获取其水－力相互作用参数,并利用 VG 模型和 Mualem 模 型分别得到试样的土－水特征(SWCC)曲线和渗透系数函数(HCF)曲线;进而开展非饱和土直剪试验,研究不同 含水率条件下滑体粉质黏土的抗剪强度变化规律.试验结果表明:不同水力·径下,粉质黏土土－水特征曲线和 渗透系数函数曲线具有明显滞后效应,干密度越小则滞后效应越明显,基质吸力对体积含水率的敏感性就越小; 粉质黏土由饱和状态到非饱和状态,基质吸力增大提高了黏聚力,导致土体抗剪强度不断增大.研究结论可为降 雨型浅层土质滑坡的防治提供科学依据.      

顾及降雨及库水位因素的滑坡时滞分析与预测——以三峡库区新铺滑坡为例

降雨及库水位涨落是引起库岸滑坡形变失稳的主要诱发因素,但滑坡位移速率对此类诱发因素的响应具有一定的滞后性,影响人类对滑坡所处运动状态的判断与预测.针对常规预测模型中未考虑时滞效应的问题,利用三峡库区新铺滑坡的GNSS位移监测数据、奉节气象站降雨数据以及三峡库区库水位涨落数据,通过对监测区内9个GNSS监测点的位移速率序...     

三峡库区堆积层滑坡间歇性活动预测:以白水河滑坡为例

三峡库区堆积层滑坡在季节性降雨和库水位周期波动的影响下呈现间歇性活动特征,滑坡活动强度与诱发因素作用强度和时间关系密切。以三峡库区白水河滑坡为例,分析了堆积层滑坡间歇性活动特征和诱发因素,发现降雨和库水位下降是滑坡变形的主要诱发因素。根据滑坡时序曲线特征,将滑坡累积位移分解为趋势项位移和周期项位移,采用多项式拟合的方法来预测趋势项位移,利用长短期记忆神经网络模型来预测周期项位移,并与极限学习机模型、广义回归神经网络模型的预测结果进行了对比分析,发现长短期记忆神经网络模型预测滑坡间歇性活动精度更高。     

兴仁“6·10”彭家洞高速滑坡运动特征与形成机理

2021年6月10日20时30分左右,贵州省兴仁彭家洞发生高速滑坡,滑坡体高速运动沿途铲刮坡面崩塌堆积体,造成3人遇难,18栋房屋损毁。通过对滑坡发生前后影像资料遥感解译、灾害发生现场详细的地质调查及室内综合分析等技术手段,对彭家洞滑坡的特征进行了详细描述,阐明了滑坡发生的运动特征与形成机理。研究表明：斜坡地形“上陡-中缓-下陡”与岩土结构“上硬下软”是滑坡形成的内在因素,人类工程活动、强降雨的饱水加载和下渗软化作用是滑坡形成的外在因素;滑坡平面形态呈折线形,根据运动特征和堆积结构将滑坡分为滑源区(Ⅰ)、铲刮-流通区(Ⅱ)、铲刮堆积区(Ⅲ)3个区;滑坡是由危岩带形成、滑坡孕育及斜坡失稳3个阶段孕育形成的挤压-推移式高速滑坡。研究结果对贵州类似的斜坡地带及岩土结构区域开展防灾减灾工作具有较强的指导作用。     

花岗岩地区滑坡特征及防治对策——以湖南省平江县花岗岩滑坡为例

文章分析了湖南平江县花岗岩地区滑坡,在地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、滑坡体、滑动面、滑动多期性等方面的典型特征。由于地表水和地下水是花岗岩地区滑坡中的主要影响要素,因此,提出对该类型滑坡应采用排水工程为主,并和其它防治措施相结合的方法进行防治。换言之,排水工程是滑坡防治中单独的一项措施,其效果应在同步进行的滑坡监测中予以验证。在滑坡治理的过程中,滑坡监测始终是滑坡防治的基础,防治的效果也需要监测工作来检验。     

牵引流化重力流沉积过程与堆积机制:以渤海湾盆地歧口凹陷为例

以具备牵引流特色的重力流沉积体为载体的高效储集体,是陆相湖盆沉积学研究与勘探突破的重要领域.渤海湾盆地歧口凹陷沙一段发育的大规模多期次陆相重力流具有其沉积特征的独特性(面积约940km2,纵向分布厚度约1.1km).依据水动力条件及沉积过程机制,存在层级递进继承型、渐进过渡型、兼并融合型3种牵引流与重力流动力学过程,细分为泥质碎屑流、砂质碎屑流、过渡型同生流、(高密度-低密度悬浮)似涌浪浊流、(高密度-低密度)准稳态浊流5种机制类型,并依据其发育背景识别出了滨海地区中央隆起带上以重力流水道为主导特征的水道型重力流沉积体系和受次洼地貌控制的面流型重力流.本研究细化了沉积动力学过程-堆积机制-沉积相-岩相一体化的关联性,确定了牵引流化重力流发育的关键控制因素.作为极具潜力的优质储层目标,陆相牵引流化重力流沉积体的研究成果在丰富理论体系的同时,对油气勘探新领域的拓展与突破具重要意义,具备生产实践价值,对于其他陆相湖盆油气勘探具有重要的借鉴作用.     

梧州地区花岗岩风化土滑坡发育特征及应急治理研究——以岑溪市三堡镇某花岗岩滑坡为例

文章通过收集相关资料,总结梧州地区花岗岩风化土的物质特征及抗剪强度特征,提出花岗岩风化土发生地质灾害时常用的应急治理措施,并以岑溪市三堡镇某花岗岩滑坡为例,对治理效果进行分析.     

骊山明圣宫滑坡工程地质特征及其数值模拟研究

位于骊山的明圣宫滑坡是一个复活的古滑坡,为研究明圣宫滑坡的滑动破坏机制,对滑坡的地质背景及工程地质条件进行了详细的研究,应用有限元建立明圣宫滑坡数学力学模型,计算分析该滑坡的力学机制。     

广西平果堆积型铝土矿成矿元素多重分形特征研究

以桂西平果堆积矿为研究对象,采用矩分析法对采集于太平和那豆分矿区的14 421个堆积矿样品含量数据进行了多重分形分析,探讨了堆积矿中铝、铁和硅元素的分形分布特征。结果表明堆积矿铝、铁和硅元素含量分布符合多重分形模型,说明外生矿床成矿元素含量分布也符合多重分形特征。通过对比分析那豆和太平分矿区堆积矿的铝、铁和硅元素的多重分形谱和特征谱参数,表明那豆分矿区富集铝元素,而太平分矿区富集铁元素。分形特征参数的差别代表了两分矿区堆积矿元素分布的差异性;导致两分矿区堆积矿矿化和元素含量分布差异可能的原因是矿区堆积矿所受风化剥蚀强度的不同,并据此初步探讨了堆积矿在风化剥蚀环境中元素分离的趋势。      

阶跃型位移特征滑坡时间预测预报研究

滑坡时间预测预报目前主要以滑坡最终破坏的时间为目标函数,但对于变形特征为阶跃型的滑坡却难以准确地预测其
破坏时间。为此,提出以位移作为此类滑坡时间预报的目标函数。将滑坡位移分解为蠕变位移和波动位移,采用二次移动平均法
分别提取,然后采用多项式拟合和灰色GM(1,1)模型分别对蠕变位移和波动位移进行预测,最后将两部分预测位移相加得到滑坡
预测的总位移。以典型阶跃型位移特征滑坡———三峡库区八字门滑坡为例,运用其位移监测数据进行验证,并对多模型预测结果
进行对比分析,结果表明,该位移预测模型预测精度良好,能较好地预测阶跃型位移特征滑坡位移。      

浙江省玄武岩台地稳定性评价:以嵊州市地雅园滑坡为例

玄武岩台地型滑坡是一种特殊的滑坡类型，此前对其稳定性的研究较少。以嵊州市地雅园滑坡为研究对象，采用三维数值模拟的方法进行了稳定性分析评价，首先基于详细的地质资料采用三维模拟软件进行了建模；然后基于P-Ⅲ型分布曲线确定了降雨重现期，分别采用岩土软件MIDAS进行了滑坡稳定性模拟与三维运动模拟平台DAN3D软件进行了滑坡影响范围计算；最后对影响地雅园滑坡稳定性的因子进行了敏感性分析。结果表明:不同降雨强度对地雅园滑坡稳定性的影响不同，最不利工况为百年一遇降雨工况，此时滑坡稳定性系数为0.946，破坏概率为65.25%，影响范围最大增加了36.83%；内摩擦角和降雨是影响地雅园滑坡稳定性的主要因子。分析原因认为玄武岩台地型滑坡稳定性主要与硅藻土滑带、节理裂隙面的发育情况、降雨入渗滞后性有明显的相关性。本研究成果可为同类滑坡稳定性评价提供参考依据。