陕西泾阳东风高速远程黄土滑坡运动过程的模拟

陕西泾阳南塬的东风滑坡是一个典型的高速远程黄土滑坡,由于斜坡顶部的黄土台塬长期灌溉所诱发。通过野外调查,采取滑坡后缘斜坡的黄土试样,对斜坡中部的Q2黄土做天然含水率的固结不排水剪试验,对斜坡底部地下水位面附近的Q1黄土做饱和固结不排水剪试验,结果表明非饱和的Q2黄土和饱和的Q1黄土在破坏后都具有显著的应力降,但前者是由结构强度引起,而后者则是由剪切形成的超孔隙水压力引起,由此表明该斜坡一旦破坏,就会有较高的启动速度。对滑坡坡脚以外一级阶地上的砂卵层做环剪慢剪试验,测得其有效残余摩擦角,根据滑坡各部分含水状态给定孔隙水压力参数,利用Sassa. K滑坡运动模型对该滑坡运动过程进行模拟,从模拟结果反映出滑坡运动过程中的覆盖范围和速度的变化,模拟的滑坡运动距离和覆盖范围与实测比较吻合,最高速可达到37m s-1,为高速滑坡。黄土滑坡以高的初速度下滑到坡脚下一级阶地上的饱和砂卵层上,砂卵层上液化是导致其远程运动的主要原因。     

高速远程滑坡运动堆积过程中的能量传递机制

高速远程滑坡往往引发灾难性事故,开展运动堆积过程定量研究,对于探究滑坡发生机理及预测致灾范围具有重要意义.基于室内物理模型试验,通过PIV技术分析高速摄像机在试验过程中拍摄的照片,获取了运动过程中滑体颗粒的水平速度、竖直速度与位移等运动参数.从滑体颗粒群和不同位置处单体颗粒角度,分析高速远程滑坡的运动演化规律.结果显示:（1）滑体颗粒前端出现高速区,该高速区随着滑坡停止具有一定的保持性.颗粒间存在明显的碰撞现象;（2）从不同位置单体颗粒来看,前部颗粒位移量最大,速度波动频繁,碰撞频次最高,能量多次补充;中部颗粒位移量其次,速度有波动过程,但不及前部频繁;后部颗粒位移量最小,速度基本呈递降趋势,能量逐渐减小.结合重庆鸡尾山滑坡以及Black Rapids Glacier滑坡实例分析,揭示了高速远程滑坡运动堆积过程中滑体颗粒间存在碰撞及能量传递现象,从而进一步探究高速远程滑坡形成机制,在监测预防、灾害治理等方面具有现实指导意义.      

鸡尾山高速远程滑坡运动特征及数值模拟分析

本文在对鸡尾山高速远程滑坡的详细地质调查的基础上,分析了该滑坡地质环境背景特征、滑源区特征和堆积区特征。将滑坡后破坏运动主要分为失稳下滑、碰撞解体和滑行堆积3个阶段的运动特征,建立鸡尾山高速远程滑坡运动特征的地质模型。结合DAN-3D数值软件,选用FVF组合模型对该滑坡的运动特征进行了模拟,最后得到了滑坡堆积、铲刮区域和滑动距离等方面的特征。通过对比分析,鸡尾山滑坡模拟后的运动特征与所建立的地质模型基本符合,模拟的堆积形态与实际情况基本一致。由此可以说明,该分析方法可以为高速远程滑坡成灾范围进行早期评估及预测,为该类滑坡的研究提供一定的帮助。     

基于DAN-W模型的高速远程滑坡灾变过程分析

高速远程滑坡因其突发性、剧烈性、高速性、远程性等特点对人员和财产造成重大危害,是中国最严重的地质灾害类型之一,研究其灾变过程对中国防灾减灾具有重要的意义.DAN-W是基于拉格朗日有限差分法建立的动力模拟方法,反演模拟碎屑流运动过程,更适合高速远程滑坡的模拟分析.笔者以哀牢山地区芭蕉树滑坡为研究对象,研究芭蕉树滑坡的基本...     

陕西泾河南岸大堡子高速远程黄土滑坡运动过程模拟

高速远程滑坡具有速度快、运程远的特点,一旦发生,人员逃离十分困难,往往造成严重灾难,因此对这类滑坡展开研究具有重要意义。对已发生滑坡运动过程进行参数反演和模拟可为潜在高速远程滑坡的预测提供借鉴。因此本文以陕西泾河南岸大堡子高速远程黄土滑坡为例,在野外调查测绘和室内试验的基础上,利用Sassa的滑坡运动模型对该滑坡运动过程进行模拟分析。结果表明,滑坡体最大平均速度为9.56m·s-1,具有高速运动特点,运动持时为24.5s,滑坡运动过程可分为启动加速阶段（0~5.7s）和运动减速阶段（5.7~24.5s）,加速阶段平均加速度为1.68m·s-2,减速阶段加速度为-0.51m·s-2,加速过程比减速快3倍左右。滑坡区高陡地形和黄土高结构强度为滑坡高速运动提供条件,开阔阶地地形以及阶地砂砾石层近饱和含水条件决定滑坡远程运动特点。     

高速远程滑坡运动学研究综述

高速远程滑坡是一种危害极大的地质灾害,其形成机理与运动过程十分复杂,因此一直是滑坡研究中的难题。为此,本文综述了近几十年来国内外在高速远程滑坡的案例、机理、试验和数值模拟方面的研究成果。其中高速远程滑坡预测的数值模型有离散介质模型、连续介质模型和耦合模型。离散介质模型基于离散元法（DEM）、非连续变形分析法（DDA）和数值流形法（NMM）等,连续介质模型基于有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）、光滑粒子流法（SPH）、任意拉格朗日-欧拉法（ALEM）、元胞自动机法（CA）和格子玻尔兹曼法（LBM）等。离散介质模型适用于岩质滑坡,而连续介质模型适用于流动性滑坡。离散介质模型与连续介质模型相结合的耦合方法已成为高速远程滑坡数值模拟的一种发展趋势。目前,高速远程滑坡的动力侵蚀、气浪效应以及滑坡对结构的影响等问题仍是研究中的薄弱点,这些问题的试验研究相对较少,且数值模拟方法还不够成熟,可作为今后研究工作的重点。     

高速远程滑坡飞行数值分析

许多大型高速远程滑坡在近程活动阶段呈现凌空飞行运动,其飞行过程必须考虑空气动力学效应和地面效应,但是直接求解高速滑体凌空飞行运动的偏微分方程是困难的。因此,以往的研究只给出了定性分析或粗略的计算结果。本文将以头寨沟滑坡为例,使用数值模拟方法研究高速滑体凌空飞行的运动规律。结果表明,高速滑体凌空飞行时空气动力效应更多地表现为对滑体的抬升作用;高速滑体因空气动力效应的影响而产生不断增大的水平推力和竖向抬升力,使得水平加速度不断增大,竖向加速度不断减小,导致滑体的水平速度不断增大,而竖向速度则趋于稳定值,当水平速度远超过竖向速度时,滑体的飞行姿态将接近于平行于地面。因此,与不考虑空气动力学效应的情况相比,高速滑体凌空飞行时间更长,飞行距离更远,更加符合滑坡的实际情况。     

鸡尾山高速远程滑坡—碎屑流动力学特征分析

以武隆鸡尾山滑坡为例,通过灾害形成地质环境条件的调查,概述了鸡尾山滑坡失稳诱发因素,包括:上硬下软的地层结构、岩溶发育、高陡地形地貌条件和采矿活动等;介绍了鸡尾山斜倾厚层滑坡视向滑动的基本模式,为"后部块体驱动-前缘关键块体瞬时失稳"。在此基础上,根据鸡尾山滑坡的运动和堆积特征,将滑坡分为滑源区和堆积区,通过二维DAN-W模拟,选取Frctional、Voellmy等流变模型,模拟了滑坡运动的整个过程,得到滑坡堆积体的体积、厚度和滑坡运动速度的变化规律,与实际情况基本一致。并且为西南山区高速远程滑坡成灾范围及滑动堆积特征的模拟分析提供了相应的依据。     

高速远程滑坡颗粒流研究进展

颗粒流是高速远程滑坡物质演化过程的一个重要阶段,也是从细观角度揭示其超常运动特性的重要手段.颗粒流所采用的主要研究方法以及取得的重要理论成果,可以为高速远程滑坡动力学机理的研究提供重要的技术手段和理论支持.本文聚焦颗粒流研究进展,从颗粒流基本概念、流态特征及流变本构模型、颗粒流粒径分选机制等方面进行了系统梳理;进而,从理论、实验及数值计算模型3个方面对高速远程滑坡研究中颗粒流理论及方法的应用进行了系统性述评;在此基础上,提出了从颗粒流角度研究高速远程滑坡动力学机理涉及的关键科学问题:高速远程滑坡高流动性的起源涉及哪些物理过程？如何量化和模拟其多分散性和破碎过程？如何量化描述颗粒尺寸分布的时空演变及其与流动的耦合？如何从其沉积特征中探究流动的传播机制？针对这些问题,从基于沉积学特征的颗粒流物理力学过程、考虑尺度效应的颗粒流动力学特性研究、基于颗粒流力学过程的滑坡运动机理及其本构模型、新技术新方法的应用4个方面提出下一步应重点开展的研究工作.      

高速远程滑坡-碎屑流运动机理研究发展现状与展望

高速远程滑坡-碎屑流具有极高的运动速度和超远距离的位移,往往能够引发灾难性事故,造成严重的生命财产损失,因此,它的运动机理,即高速远程效应机理一直是国内外学者研究的热点。目前国外主要存在四种观点:空气润滑模型、颗粒流模型、能量传递模型和底部超孔隙水压力模型。但是,由于高速远程滑坡-碎屑流自身的复杂性,到目前为止,研究还没有取得公认的成果。 中国是高速远程滑坡-碎屑流的频发区,因其研究才刚刚起步,研究成果还处于定性阶段。本文在查阅大量文献的基础上,从理论和技术两方面分别阐述了国内外高速远程滑坡-碎屑流运动机理研究的发展现状,对目前纵多的理论和模型进行了归纳与总结,点评了目前研究的难点,并在此基础上提出了今后的研究重点。本文是国内外首次对该领域的研究进行系统的归纳和总结,对今后类似的研究具较高的参考价值。     

Formation mechanism and evolution process of the Chada rock avalanche in Southeast Tibet,China

The Chada rock avalanche is a prehistoric high-elevation giant rock landslide located in the Boshula Mountains, Lhorong County, Southeast Tibet. It is composed of conglomerates with a volume of 6.62?×?10⁶ m³ and has a height difference of 1450 m and a transport distance of 3155 m. The accumulational landform shows characteristics indicating rock avalanches. With a unique red conglomerate as the marker of landslide movement, we combined the results of geological surveys, aerial surveys, and engineering geological drilling to determine the entrainment and geomorphic features of the rock avalanche. The rock avalanche was divided into the main scarp, entrainment zone (residual deposit, mixed deposit, and impact fragmentation areas), transport zone (compressed, local landslide, and longitudinal ridge areas), and deposit zone. The sequence of deposits in the valley indicates that the rock avalanche formed before the first-stage terrace and after the second-stage terrace. Combined with 3D numerical simulation, four movement stages were obtained: (1) the rock mass was broken and disintegrated due to progressive failure, initiating high-speed sliding; (2) the sliding mass scraped the thick previous slope material and formed oblique ridges by forward extrusion and lateral friction; (3) the 4.95?×?10⁶ m³ sliding mass was compressed and decelerated to form bending ridges, and the 1.67?×?10⁶ m³ sliding mass continued to move through the channel; and (4) the sliding mass extended to form longitudinal ridges in the channel and hummocks in the valley. The rock avalanche accelerated three times and decelerated three times during its motion.

     

藏东察达高位崩塌发育特征及潜在危险

高位崩塌具有运动速度快、运移距离远、冲击破坏力强等特征,对其下部工程设施及人民生命财产安全构成极大威胁。以藏东察达高位崩塌为研究对象,采用现场调查、遥感影像分析、无人机测绘及物探等工作手段,对其发育特征进行分析研究,探讨其潜在危害。研究结果表明,察达后山曾发生大型岩质崩塌,崩塌源区与前缘高差达1 340 m,最大水平距离超过2 600 m,估算其运动速度最大可达65.36 m/s,具有高速远程的运动特征。坡脚崩塌堆积体体积约160×10 ⁴ m ³,表面巨石密布,堆积形态具有“颗粒反序”典型特征。现阶段崩塌源区仍发育有一定规模的危岩体,单体方量4.7×10 ⁴ ~ 29×10 ⁴ m ³。受断裂对冲挤压、冻融循环、长期卸荷或强震等因素影响,危岩体可能出现局部或整体失稳。一旦失稳,可能对坡脚构筑物和村庄构成威胁。建议采用综合手段进行深入勘查,分析其稳定性、失稳启动条件及发生概率,预测灾害体失稳后的影响范围,依据评价结果采取合理的措施进行防治。     

陕西翠华山山崩地质遗迹特征、成因及景观价值

西安已有3000余年的文明史,在其南部秦岭山峰中发育的多处大型基岩山崩体的形成历史与西安文明史一样久远,其中以西安市南30 km的翠华山大型山崩最为典型。该山崩体规模壮观,体量巨大,形态保存完整,景观奇特,被誉为中国"山崩奇观",但其成因目前仍存争论。本文在野外调查与勘探基础上,对翠华山天池地段的山崩体形态特征、堆积体结构、成灾范围、形成年代、成因机理及其动力学过程进行研究。结果表明,翠华山山崩体体积约1.8×107 m3,山崩体的形成与距今2900年左右的古西周都城的消亡属同一时期的重大地震灾害事件;山崩过程包括孕育萌生、启动、加速、减速堆积等四个阶段,具有高速和长距离性;遗迹区内湖光、石海、断崖浑然一体,风景秀丽如画,具有奇、险、特、野之景观风格和极高的旅游观光价值。     

青藏高原库地北岩体地球化学特征及其地球动力学机制

本文研究了位于青藏高原西北缘的库北岩体的地质,地球化学特征。研究表明,该岩体形成于奥陶纪末至泥盆纪初,由早期的二长花岗岩和晚期和花岗岩组成,成分上富碱,富Ｋ、Ｔｈ、ＲＥＥ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｙ,贫Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｖ、Ｎｉ具有Ａ型花岗岩的特点,它形成于造山晚期相对稳定的拉张环境,是大洋板片脱过程中侵位的,由早先随大洋板块消减下沉的洋壳沉积物先后部分熔融而形成,。本次研究为地壳物质再循环至地壳     

西藏罗仓地区昂杰组碎屑岩地球化学特征及物源

西藏罗仓地区昂杰组受控于班公湖-怒江缝合带和雅鲁藏布江缝合带,构造环境较为复杂,主要通过常、微量和稀土元素的地球化学特征,探讨了研究区的物源和构造环境,通过常、微量和稀土元素的指示作用,以及与其相邻相似地层拉嘎组、永珠组做了横向的对比,得出结论:研究区主要处于被动大陆边缘向主动大陆边缘过渡的晚期,海水逐渐变浅,沉积环境为海陆过渡相,物源区主要为沉积岩区,物源来自于上地壳,成分主要为长英质和少量古老沉积物成分夹杂少量基性物质。     

青藏高原那日尼亚地区新近纪查保玛组火山岩岩石地球化学特征

那日尼亚地区铅锌矿主要位于新近纪火山岩中,成矿的层控型明显,查保玛组火山岩是最主要的含矿层位之一。对地球化学特征研究表明,该组火山岩为一套钙碱性-碱性系列的中酸性岩石组合,以富碱高钾含量为特征。稀土配分模式高度分异,轻重稀土元素分馏明显。δEu为0.73～0.97,无明显负Eu异常。微量元素的配分模式近似一致,相对于原始地幔,富集大离子亲石元素(K、Ba、Rb、Sr)和Th、U等活泼的不相容元素,而Zr、Ti、Ta、P等高场强元素则相对亏损。Rb/Sr为0.07～0.27,Rb/Sr值为0.07～0.27,显示壳幔混合特点。岩石可能源于EMⅡ型富集地幔含金云母的地幔橄榄岩的部分熔融,经过分离结晶的岩浆房富钾岩浆沿构造薄弱部位上侵,与地壳物质发生混合形成混合岩浆,在地壳浅部就位。微量元素中具有高的铅锌背景值,为成矿提供主要物质来源。在R1-R2构造判别图解上,样品主要落入碰撞后伸展和后碰撞环境。结合区域构造背景分析,该套火山岩形成于陆内伸展构造背景。     

西藏措勤盆地上侏罗统萨波直不勒组的发现及其烃源岩

措勤盆地东部班戈县保吉乡各昌茶玉地区发现晚侏罗世珊瑚化石约10属15种及未定种,分别为Actinaraea?sp.,Allocoenia?sp.,A.matheyi(Koby),Clausastraea?sp.,Hydnophora?sp.,Latiastraea minima(Koby),Latiastraea?sp.,Meandraraea?sp.,Stylosmilia crassitheca Liao et al Li,S.corallina Koby,Thamnasteria?sp.,T.concinna(Goldfuss),Thecosmilia.baojiensis sp.nov.,Thecosmilia?sp.,Trocharaea cf.patelliformis Gregory等。化石指示各昌茶玉剖面第1—41层地层时代为晚侏罗世牛津期—基默里奇期。珊瑚化石产出的层位原来被认为是混杂在中侏罗世蛇绿岩中的中二叠统下拉组,本文根据剖面中化石及岩性组合特点将其修订为上侏罗统萨波直不勒组,并得出了该地区不存在原来所认为的中二叠统下拉组与中侏罗统蛇绿岩构造混杂现象的认识。本次萨波直不勒组与改则县物玛乡抢古村建组剖面相对比,其岩性更细、灰岩夹层更多,珊瑚化石更为丰富,代表了更远离陆源碎屑源区的沉积环境,进一步证明晚侏罗世冈底斯地区地势是从北向南逐渐加深的,措勤盆地在晚侏罗世处于活动型深海-半深海相和上斜坡相的沉积环境中。保吉地区萨波直不勒组顶部存在上斜坡相68 m厚黑色泥页岩,TOC(总有机碳)平均值为0.83%,属于中等-好烃源岩,剖面第20层12 m厚黑色泥岩TOC值为0.65%,属于中等烃源岩。萨波直不勒组顶部为上斜坡相沉积,分布范围应该比上覆的吐卡日组更广泛。经计算,措勤盆地内萨波直不勒组烃源岩的生烃量约为44.373亿吨。萨波直不勒组的泥页岩为措勤盆地提供了充足的油源保障,同时其中的碳酸盐岩夹层也可能是油气有利储层,建议对上侏罗统萨波直不勒组开展钻探取样工作,获取更为翔实丰富的有机地球化学参数。     

西藏阿里札达盆地的“翘板式”形成机制

西藏阿里札达地区基本构造格架是由-系列褶皱、断裂、岩浆岩带和动力变质带组成的一套北西向构造系统，起源于晚侏罗世以来印度-欧亚板块俯冲-碰撞和陆内会聚作用。按照板块运动时间顺序，可区分出早、晚两阶段构造组合。早阶段构造组合与板块俯冲-碰撞有关，形成缝合带-陆缘弧系统；晚阶段构造组合与陆内会聚有关，形成基底断块系统。札达盆地与高喜马拉雅断块隆起存在盆-山耦合关系，藏南谷地基底断块的翘板式运动是形成盆地的主要控制因素。     

青藏高原冰崩隐患发育分布规律及危险性

随着全球气候变暖，青藏高原冰崩灾害日益加剧.通过大量遥感解译及数据分析，系统查明青藏高原冰崩隐患数量、类型、发育规律及危险性:(1)40 269条冰川共发育冰崩隐患581处.按失稳方式分为滑移式和崩落式；按成灾模式分为冰崩直接灾害、冰崩-堵江溃决和冰崩-冰湖溃决灾害.(2)冰崩敏感坡度40°~50°，集中分布高程为4 500~5 500 m，坡向具有“亲北性”.(3)区域分布差异大.西藏和新疆区域分布共占89.5%，雅鲁藏布江和塔里木河流域分布共占80.4%，念青唐古拉山脉和横断山脉分布共占49.4%.(4)空间分异明显.冰崩前缘高程以喜马拉雅东构造结为界，以西呈自西向东增大的趋势，以东呈先减小后增大的“V”型趋势，40.1%的冰崩前缘高程4 500~5 000 m、位于雪线附近，受山脉控制具有气候带交界“群聚性”特点.(5)高危险的冰崩隐患点36处、中等危险215处、低危险330处.