地震型砾岩崩塌体运动学特征分析

汶川地震在工程区诱发了大量的崩塌灾害,提供了大量的"天然崩塌试验"现象。本文以汶川地震诱发的都江堰青城后山红岩度假区的大型砾岩崩塌体作为研究对象,主要分析了它的运动学特征。通过测量获得崩塌体最大位移块石运移边界角(reach of angle)。结合现场调查和数值模拟,得出坡体植被及人工构筑物的遮挡作用是导致研究对象运移边界角数值偏大的主要因素。统计该崩塌堆积体沿沟谷延伸方向的块石分布情况,并分析沟谷拐点处块石大小比例及各大小块石数占统计区相应大小块石总数的比例。得出大块石(>1m3)在滚落过程中,平均约有总数量的1/4被截留在了拐点处。作者认为,充分分析自然力作用下的典型崩塌体的分布及运移等特征对于崩塌的运动学研究及人类的防灾减灾工程具有重要的参考和指导。     

青藏铁路设兴村段崩塌特征分析与运动学模拟

西藏拉萨—羊八井段建有青藏铁路、京拉公路(G109)、京藏高速(G6)三大重要交通工程和大量输电线路。然而,该区段山高坡陡,崩塌灾害频发,给交通和输电的安全运营带来极大的威胁。现阶段对崩塌灾害的分析与预测多是基于地形剖面的二维方法,限制了崩塌块石的运动方向,难以对崩塌的影响范围进行有效的评估。鉴于此,作者借助现场调查、基于无人机航摄的高精度三维地表形貌建模、崩塌运动的三维数值模拟等方法,以青藏铁路设兴村段崩塌为例,分析了历史崩塌块石分布、岩体结构面产状和危岩区特征,并进行了崩塌块石的运动学模拟。通过模拟获得了崩塌的影响范围和到达概率、优势运动路径以及优势运动路径下危岩区块石距坡面的高度和动能,结果表明危岩区的崩塌块石主要威胁输电线路和京拉公路,对青藏铁路和京藏高速无影响。相关模拟结果还对于崩塌防护范围、高度和强度的确定具有指导意义。     

河北太行山区泥石流崩滑演化机理与运移特征

河北省太行山区是北方泥石流地质灾害的重要发生区,该区地质构造强烈,岩石破碎,节理裂隙发育,沟谷狭窄,沟床比降大,每年7-8月份强降雨期间,沟谷源头侧壁岩土体崩塌与滑移在洪水作用下,极易演化形成泥石流。本文认真分析了该区泥石流发生的历史分布概况,研究了泥石流灾变的崩滑演化机理和运移特征。     

南昌市梅岭花岗岩石蛋地貌的特征与发育机制初探

梅岭主要以新元古代花岗岩为地质基础,在长期的构造抬升和风化侵蚀作用下,形成了以垄状山脊/锯状山脊和侵蚀沟谷为组合的地貌特征,其代表性地貌为大小不同和圆度各异的石块堆积,广泛分布于山顶、山谷和缓山坡上,对于其形成机制,过去常被认为是冰川遗迹或倒石堆。通过研究这些石块堆积的形态特征和分布规律,笔者认为属石蛋地貌,可分为裸露型石蛋地貌和埋藏型石蛋地貌。二者的广泛分布,表明梅岭处于花岗岩地貌演化的幼年期晚期—青年期早期阶段,发育机制与当地的地质构造背景和湿热气候环境密切相关,其中的裸露型石蛋主要与埋藏型石蛋剥露、裸露岩石的球状风化和倒石堆的球状风化有关,沟谷中的石蛋流主要形成于裸露岩石崩解破碎后顺坡滚动、土体崩塌导致埋藏型石蛋出露和顺坡滚动、洪水搬运、季节性冻融作用使岩石顺坡蠕动等方式的综合作用下。埋藏型石蛋主要是在花岗岩内部裂隙和节理的控制下,形成于温度和降水对不同深度花岗岩的差异性风化作用。     

含石量和坡度对土石混合体崩塌运动规律的影响

为探究震后及复杂地质山区土石混合体崩塌运动规律,采用离散元法分析崩塌运动过程,研究含石量和坡度变化下崩塌体崩塌运动速度、最远运距、冲击力及运动形式。结果表明:同一坡度下,含石量越大崩塌速度峰值越大,其运动时间越短;相同含石量,随坡度的增大速度峰值越大其运动时间逐渐缩短;细颗粒和块石的最大水平运距与含石量和坡度变化成正相关;含石量变化对崩塌体的冲击力影响较小,坡度变化对崩塌体的冲击力影响较大,其中坡度65°各含石量崩塌体出现滑动冲击阶段、动态冲击阶段、稳定堆积阶段;崩塌体崩塌演化经历了变形滑动、高速滑滚、准静态堆积三个运动阶段,运动形式以滑动为主。研究结果将为土石混合体崩塌灾害预测与治理提供参考。     

沟谷地形参数对滑坡运动距离的影响研究

滑坡运动场地上的沟谷地形,对滑坡运动产生约束、偏转、导流、阻止等作用,导致了滑坡运动距离的差异。根据滑坡滑源区、运移区的运动方向与沟谷堆积区延伸方向的夹角,将沟谷型滑坡划分为沟谷顺直型和沟谷偏转型两种类型。通过建立滑坡体积、沟谷地形参数与运动参数的非线性回归模型,分析体积及地形参数变化率对沟谷型滑坡运动距离变化的影响特征。研究表明:随体积增加,沟谷顺直型和沟谷偏转型滑坡的运动距离差异逐渐增大。体积作为滑坡运动距离的显著性因素,其原因在于滑坡体积在数量级上的差异,而在同一数量级内,体积变化仅对沟谷型滑坡最大水平运动距离变化的影响最大;滑源区和沟谷堆积区坡度的变化对垂直运动距离和堆积区水平运动距离影响大于滑坡体积。偏转角度对沟谷偏转型滑坡运动距离的影响较小,其原因在于沟谷区地形坡度显著影响了偏转角度对滑坡运动距离的作用。研究结果为沟谷型滑坡的致灾程度评估提供了参考依据。      

柯坪县崩塌地质灾害发育特征及成灾模式研究

崩塌地质灾害是柯坪县最主要的地质灾害类型。在分析柯坪县崩塌地质灾害分布特征基础上,总结崩塌地质灾害形成模式和破坏特征。经调查分析,区内共发育崩塌地质灾害85处,主要为小型、中型,以自然崩塌为主,次为工程崩塌,多为小型浅表层岩质崩塌。岩质崩塌主要分布于中山区、低山丘陵区、低山区沟谷两侧切割强烈的山坡、人工修路形成的陡峭基岩体处。时间多发生在5—8月降雨充沛期。崩塌地质灾害具沿构造叠加区、河流两岸、交通道路分布特征。研究区崩塌地质灾害受控于地形地貌、地质构造、工程地质岩组、斜坡结构等,人类工程活动和降雨等为主要诱发因素。崩塌变形破坏模式有4种,主要为倾倒式、坠落(剥落)式、滑移式和拉裂式。研究区成灾模式以落石破坏型和冲击掩埋型破坏模式为主,研究结果可为柯坪县崩塌地质灾害防治、监测和风险管控提供科学依据。     

河北省降雨型崩塌滑坡地质灾害特征分析

本文简要分析了河北省降雨型崩塌、滑坡的区域分布特征,结合已发生的崩塌和滑坡灾害,提出我省降雨型崩塌、滑坡地质灾害发育规律,为我省地质灾害预警工作提供了依据。     

断裂应力特征及其转折控油气规律研究——以南堡凹陷为例

为了分析断裂对油气宏观分布规律的控制作用,寻找有勘探潜力的油气富集带,文中以地质力学理论为指导,对南堡凹陷断裂组合应力特征、断裂转折及成因进行解析,并结合砂体分布和古今构造应力场分布特征,对南堡凹陷东营组油气分布规律和有利勘探区带做了研究。结果表明:断裂转折部位对油气分布有着控制作用,东营组已探明的油气主要在帚状断裂系、入字形断裂系、交织式断裂系转折轴部高曲率附近呈环带状分布;断裂转折凹面一侧控油性明显,从宏观上来看,油气具有沿沉积相带由细到粗的构造脊高点以及弧形断裂转折凹面一侧的选择性运移的特征,断裂转折轴部高曲率高孔、高渗域与高孔、高渗砂体沉积相带的有利对置决定了油气的主流向;综合研究指出,南堡凹陷北堡构造带是今后优势勘探的首要区带,其次是南堡构造带和南堡4号蛤坨构造带南部。     

澜沧江里底水电站坝库区泥石流物质来源及堆积特征研究

云南澜沧江上游里底水电站地处滇西北山区,地势陡峻、沟谷深切、降雨丰富,是泥石流活动相对频繁的地段。对坝库区泥石流沟的调查研究表明,泥石流物源类型丰富,有坍塌、崩塌、滑坡及人工破坏等多种成因类型,广泛分布于泥石流沟各区段,其中以坍塌型和崩塌型最为普遍。泥石流沟谷发育特征与其发育程度有关,其中“V”型沟谷多处于泥石流发育早-中期,规模不大但发生频率相对较高;“U”型谷多处于泥石流发育的中-晚期,规模较大,发生频率相对较低。此外,泥石流沟口堆积扇的形态特征在一定程度上也可以反映泥石流的活动性强弱程度;外凸型扇缘多出现在发育期泥石流沟沟口;内凹型扇缘多见于衰退期泥石流沟沟口;“S”型扇缘则多见于成熟期泥石流沟沟口。该研究为从形态特征方面对泥石流的发育程度进行宏观判断提供了素材和依据。     

乌蒙山以礼河流域岩溶地下水富集特征及供水意义研究

岩溶地下水是乌蒙山集中连片贫困区内居民生产生活的主要水源,归纳区内地下水富集特征并探讨岩溶地下水的供水意义对于当地地下水资源勘察和开发利用具有重要的现实意义。文章针对乌蒙山以礼河中上游区域,基于现场水文地质调查,对水样进行采样和测试,并结合地下水天然资源量的计算方法,归纳总结了研究区内岩溶地下水的富集特征,并结合富水程度、供水条件和水质特征三个方面探讨了岩溶水的供水意义。研究得到以下结论：（1）研究区内岩溶地下水的富集特征可归纳为五种类型：断裂导水带、断裂溶蚀谷、条带溶蚀谷、褶皱溶蚀谷、阻水接触带;（2）富水块段内地下水化学类型以Na-HCO₃型和Ca·Mg-HCO₃型为主,水质整体较好,I~III类水占比为79%,超标指标主要为硝酸盐和耗氧量;（3）各富水块段地下水的天然补给量和排泄量分别为329.7~14 512.4万m³·a⁻¹和4.6~1 308.4万m³·a⁻¹,排泄量占补给量比值为0.3%~15.5%,区内地下水资源剩余开发潜力较大;（4）断裂溶蚀谷、条带溶蚀谷和阻水接触带供水意义显著,其余富水块段在不同程度上受限于水资源时空分配不均、不具备供水条件、水质较差等情况,其供水受到影响。     

川藏铁路洛隆车站察达大型堆积体成因分析

拟建川藏铁路洛隆车站布设在察达大型堆积体上,该堆积体从上到下分布三级平台,以漂石、块石碎石土为特征,尤其是整个斜坡表面广布粗大漂石,而对其成因来源众说不一.本文通过现场调查、地质钻探、无人机三维倾斜摄影和遥感影像查明了该堆积体的空间分布特征及物质组成(颗粒、成分),采用14C测年法测定了堆积体河谷段下伏黑色淤泥质土体年...     

白鹤滩水电站左岸边坡深部破裂成因探讨

在对白鹤滩水电站坝址区河谷地质条件、地应力分布及左岸边坡深部破裂发育特征详细分析的基础上,采用离散元数值软件UDEC以剥蚀法模拟河谷演化发育过程,分析白鹤滩水电站左岸边坡深部破裂的形成原因。模拟结果反映河谷应力场分布呈现出了典型深切河谷所具有的应力松弛、升高及原始三区以及谷底存在高地应力包的规律。同时对河谷边坡不同部位、不同阶段的应力变化规律进行了深入分析并结合现今河谷地质特征,认为该深部破裂是在河谷地层顺倾、区域高地应力、不对称V型河谷、下蚀迅速等特定条件下,在河谷演化过程中局部应力集中使岩体发生剪切屈服,并发育剪切破坏,河谷剥蚀卸荷后顺倾向错动带的出露使剪切破坏进一步发育成张性破坏的结果。     

白鹤滩水电站坝区岩体三维地应力场模拟

岩体地应力是岩体工程最基本也是最重要的工程荷载之一,是设计和分析的基础。应用三维离散单元法（3DEC）对金沙江白鹤滩水电坝区岩体初始地应力场进行了模拟,模拟所得地应力场符合河谷地应力场分布的一般规律,对比水压致裂法6个测点的测值,模拟结果达到了一定的精度,能够满足目前阶段的工程需要。     

Study of hidden factors affecting the mechanical behavior of soil–rock mixtures based on abstraction idea

Because of spatial variability and complex compositions, the mechanical test results of natural soil–rock mixtures (SRMs) are often discrete and lack reproducibility, which has greatly restricted the practical application of the experimental findings. The objective of this study was to examine the general mechanical behavior of SRMs under the influences of some hidden factors (e.g., structural parameters, parent rock type and weathering degree). To that end, the abstraction idea was adopted to prepare purified SRM samples. Large-scale triaxial tests were performed on these purified materials. On this basis, the influences of three structural parameters on the mechanical behavior of SRMs were studied. Moreover, the relationship between the shear strength and parent rock type and that between the shear strength and the spatial distribution of rock blocks were quantified. Some additional intrinsic behavior was distinguished from individual experimental phenomena through the comparative analysis of the test data in this study and those reported in the literature. The results show that the hidden factors had significant influences on the mechanical behavior of SRMs. A greater saturated uniaxial compressive strength of rock blocks generally led to a larger shear strength of SRMs. According to the significance of their influences on the shear strength parameters of SRMs, the structural parameters are ordered as: the gradation of rock blocks, the initial dry density of sample and the spatial distribution of rock blocks. The deformation and failure feature of SRMs were considerably affected by the spatial distribution of rock blocks and shear rate. And the shear strength parameters of SRMs were mainly influenced by the content of grains between 40 and 60 mm. The findings of this study would provide useful guidance for engineering practice.

     

深切河谷区河流陡峭指数与岩体质量的空间分布特征及其相关关系研究

河流下切作用是深切河谷区地貌演化的重要地质营力。它常常通过对河道的下切和侧蚀过程等影响着河谷两侧斜坡的稳定性状态和斜坡演化。目前,在河流下切作用下斜坡岩体质量的空间分布特征及两者的定量化关系等方面研究较少。这在一定程度上制约着深切河谷区斜坡岩体稳定性预测及地质灾害易发性评价的发展。基于上述背景,本文依托青藏高原深切河谷区(澜沧江—金沙江)和G214左贡—虎跳峡段,基于岩体质量评价BQ系统和河流水力侵蚀模型,利用现场调查、统计和Matlab、Topotoolbox、ArcGIS、Origin等工具手段,研究了研究区河流陡峭指数(k_sn)和岩体质量指标的空间分布特征、相关关系和内在机制。结果表明：在研究区,岩体质量与断裂密度、k_sn、工程岩组的皮尔逊相关性系数分别为：0.52、0.67、-0.11,即岩体质量与k_sn的相关性程度最高。基于横剖面形态提取和河谷边坡应力特征区分析发现：本文所研究岩体质量的特征分布区主要为对河流下切作用作出实时敏感响应的斜坡段,即河流下切作用的强烈影响段。基于研究结果,本文提出在深切河谷区,k     

节理粗糙度对岩块体积的影响规律研究

岩体结构直接控制着岩体力学、水力学特性,岩块体积分布规律可直接反映岩体结构特征。目前研究多将节理面简化为平面,忽略了粗糙度对岩块体积的影响。利用Hurst指数H和高度均方根R_q表征节理粗糙度,研究了节理粗糙度对岩块数量和体积分布规律的影响。结果表明：(1)H、R_q控制节理的粗糙起伏形态,粗糙度随着R_q的增大而增大、随着H的增大而减小;(2)块体的数量总体上与节理粗糙度正相关,即随着粗糙度的增大而增加;(3)R_q和H对岩块体积分布的影响,主要通过改变小体积块体所占比例实现,块体的平均体积和中位体积随着粗糙度的增大而减小;(4)当节理正交且间距相近时,块体数量随粗糙度的变化可以分为3个阶段,即稳定阶段、初始增长阶段和快速增长阶段,R_q和H共同控制着各区间的相对分布范围。最后,基于摄影测量采集的数据建立了岩体节理模型,对大连某公路边坡的岩块体积分布进行了研究,验证了上述结论的准确性。     

白鹤滩河谷演化模拟及P2β3玄武岩级别评估

详细分析了白鹤滩坝址河谷边坡柱状节理玄武岩岩体地质条件和特征,建立了合适河谷边坡演化离散元的计算模型,考虑坝址关键地层P2?3可能的岩体质量范围进行了多种工况河谷演化模拟计算。在此基础上深入研究了各工况河谷现今阶段边坡应力分布、变形情况、屈服区及稳定系数等基本规律,并与目前河谷实际的地质条件及现状进行了全面对比。最后采用拟似度信息量评分法对P2?3岩层工程级别进行了初步评定,认为白鹤滩水电站可行性研究阶段坝址P2?3岩层按III1类质量岩体来评估其工程性状和确定相应岩体力学参数较适合。同时,坝址河谷边坡岩体的工程特性可参考相应工况的模拟结果评价。     

Rock glaciers and block fields,review and new data

Tongue-shaped and lobate rock glaciers are recognized in most alpine regions today. For the tongue-shaped, two situations emerge: those with buried glacier ice (debris-covered glaciers) called ice-cored rock glaciers, and those with interstitial ice known as ice-cemented rock glaciers. Those with ice cores are revealed by depressions between rock glacier and headwall cliff (where a former glacier melted), longitudinal marginal and central meandering furrows, and collapse pits. Ice-cemented rock glaciers ordinarily do not possess these features. As applied to 18 rock glaciers in the Colorado Front Range, 11 of 12 east of the Continental Divide are ice-cored, 6 west of the Divide are ice-cemented. The majority of lobate rock glaciers in the Colorado Front Range are on the south sides of valleys, and, except for talus, are the most voluminous form of mass wasting. All those active and above treeline have characteristics common to all rock glaciers. In addition, they originate from talus, contain interstitial ice, move outward from valley walls at 1–6 cm/yr, and transport more debris as a process of erosion than heretofore realized. Block fields and block slopes, in polar and alpine regions, are thin accumulations of angular to subrounded blocks, on bedrock, weathered rock, or transported debris. They extend along slopes parallel to the contour. Block streams are similar but extend downslope normal to the contour and into valleys. They are made of interlocked blocks without interstitial detritus, but many have finer material deeper inside. The fabric of surface blocks indicates that motion most likely occurred during a periglacial time when interstitial debris, now washed or piped out, permitted movement of the whole deposit.     

三峡永久船闸高边坡关键块体的概率分析(英文)

基于传统块体理论对不连续岩体的稳定分析是建立在不连续面贯穿所研究岩体的假定基础上的，而实际的岩体不连续而长度是有限的。因此，本文将随机概率模型张块体理论，研究了三峡永久船闸边坡关键块体的肖落概率和块体的大小及分布密度，结果表明该方法具有重要的工程实用价值。