基于颗粒流方法的黄土地震滑坡数值模拟

基于颗粒流理论研究土质边坡动力稳定性及其滑动过程是近年来滑坡研究的一个新热点。在野外调查和室内试验的基础上,通过标定土体细观参数、模型建立、动力输入、动态监测等过程,利用PFC2D程序模拟了西吉县兴平乡堡湾村下马达子滑坡的失稳破坏运动过程,得到了该滑坡的破坏运动机理。得到如下结论：(1)下马达子滑坡的失稳机制是在地震作用下斜坡前缘牵引、后缘推挤,使得坡肩受拉发生破坏,失稳后坡肩位置较大的速度和位移是地震滑坡破坏力强、致灾范围大的主要原因;(2)黄土地震滑坡的滑坡后壁相对平缓,这是区别于重力滑坡的重要特征之一;(3)颗粒流模拟得到的滑坡前后相对高差和长度与实际情况较为吻合,因此,颗粒流方法可以用于地震滑坡滑距的预测。     

2011年5月11日西班牙东南洛尔卡Mw5．1地震诱发的大范围滑坡

2011年5月11日,一个中等震级地震（Mw5．1）袭击了西班牙东南部洛尔卡城和邻近地区,造成了显著的破坏和人员伤亡。通过地震影响区的野外考察对250多处主要是碎裂型（岩／土崩塌、碎裂的土质滑坡和岩崩）诱发滑坡进行了定点和特征描述。与以前该区域相似震级（Mw4．7～5．0）的地震事件,以及以前预测地震期间斜坡表现的模型结果相比,本次地震诱发滑坡的数量相当大。提出了几个原因来解释这种差异：（1）地震序列中相对高震级（Mw4．5）的前震可能弱化了区域内的斜坡强度;（2）这些事件产生了高的地震动峰值;（3）发生了地形场地效应。本研究的结果指出了在改进区域斜坡特征研究模型时考虑这些影响的重要性。     

海原大地震诱发石碑塬黄土滑坡机制探讨

1920年海原8.5级大地震诱发的石碑黄土塬滑坡,因其规模大、坡度小、滑距远的特点成为业界关注焦点,目前对该滑坡的物理力学过程仍无统一认识。基于此,文章通过理论分析和数值计算方法研究该滑坡初始状态、地震动力响应和流滑发展过程。为分析震前斜坡初始状态,建立考虑斜坡表面拉裂缝中侧向水压力作用的力学计算模型。结果表明,拉裂缝中侧向水压力削弱了斜坡整体稳定状态;为研究地震时斜坡动力响应过程,建立数值计算模型,获得地震时斜坡饱和土层的孔隙水压力比和斜坡位移的变化特性;为解释远程滑坡,将液化后土层等效为流体,借鉴泥流滑距估算理论,求算石碑塬滑坡的滑距,计算结果与前人现场考察结果吻合。     

宝兰客专天水市王家墩滑坡地震稳定性分析

天水市秦安县王家墩滑坡为宝兰客专沿线巨型古滑坡群,宝兰客运专线秦安隧道穿其而过。以王家墩滑坡为研究对象,围绕工程中静、动力抗滑稳定性问题,通过室内试验、现场调查对影响王家墩古滑坡稳定性的地质构造、场地工程条件等内在因素进行分析评价,在此基础上通过有限元动力分析,对王家墩古滑坡在地震载荷下的动力响应进行分析,明确地震荷载作用下,王家墩古滑坡失稳影响因素、地震荷载与滑坡失稳破坏间的关系。采用动力有限元法和强度折减法相结合的方法,开展动力抗滑稳定性分析方法研究;采用位移突变的方法来确定边坡动力失稳及动力安全系数,分析结果表明：地震作用时的水平推力对王家墩古滑坡的稳定性有很大影响,表现为上部坡体的整体滑移和隧道入口段黄土堆积层局部失稳滑塌;在天然状态下坡体处于稳定状态,在遭遇未来该区域中强地震作用时,该斜坡会发生失稳,黄土斜坡的整体滑动最容易出现在第三阶坡体,沿着塑性应变最大的滑移面整体滑移;给出了坡体动力稳定性安全系数F_s=0.92。     

采坑型滑坡地质力学模式研究--以贵州省福泉滑坡为例

福泉滑坡具有顺倾上硬下软的结构特征,采用颗粒流离散元模拟采动滑坡的变形破坏全过程,研究福泉滑坡在露天开采条件下变形破坏的地质力学模式。基于颗粒流离散元程序,引入平行粘结模型,通过参数标定确定细观参数与宏观力学性质的关系,据此建立斜坡模型,模拟斜坡采动过程中的变形破坏全过程,确定该类采动滑坡形成的地质力学模式;研究滑坡滑动过程中的速度和能量变化以及堆积特征。研究表明:斜坡采动过程中,潜在滑面顺层滑移,后缘拉裂,裂纹从下往上向软弱面拓展,前缘坡脚处岩体形成锁固段,斜坡出现由前缘至后缘缘递减的蠕滑变形,随着斜坡进一步采动,锁固段发生剪切破坏,前缘坡体启动,中后部裂缝贯通—滑移,斜坡整体失稳破坏,形成牵引式采动滑坡,该类滑坡形成的地质力学模式可分为:滑移—拉裂—剪断3个阶段;对滑坡运动过程的模拟可知,采坑积水是小坝组受灾的关键转化因子。     

降雨型与地震型滑坡试验研究

为了研究和探索降雨和地震诱发滑坡灾害的成因机理,对降雨型滑坡和地震型滑坡进行了物理模拟试验,系统地研究了坡度、坡体结构、降雨量、振动强度等因素对斜坡破坏变形的影响规律,探讨了降雨和地震诱发斜坡失稳破坏的主要模式和过程.对于降雨型滑坡,通过实验确定不同坡度滑坡的临界降雨量,发现临界降雨量与滑坡坡度呈幂指数关系.对于地震型...     

喜家湾地震黄土滑坡形成机理

在喜家湾滑坡现场调查基础上,采集黄土斜坡的原状黄土和滑坡滑带土试样进行了室内试验,分析计算了滑坡土体震陷性和液化可能性;并结合滑坡发生前斜坡在地震作用下的稳定性分析及数值模拟,对该滑坡的形成机理进行了研究。研究表明,地震发生时,斜坡上部黄土产生震陷,结构破坏,下部泥岩面附近处于饱和状态的黄土在很短时间内产生了液化现象,坡体下滑形成震陷—液化复合型滑坡。     

2013年甘肃岷县漳县6.6级地震触发滑坡及其构造分析

2013年7月22日,甘肃省岷县漳县交界发生了Ms6.6地震.地震触发了大量的、类型各种各样的滑坡.滑坡类型以黄土崖崩、滑、倾为主,还有一些深层连贯型土质滑坡、大型土质流滑、斜坡裂缝等类型.地震滑坡主要分布在一个与临潭-宕昌断裂平行的长条形区域内.该长条形区域面积约为250km2,长度约40km,最大宽度约8km.对应不同构造段落的区域内滑坡发育程度不同,反映了不同段落发震构造的特征差异.滑坡的主体分布范围与震中位置表明了构造破裂是从SEE向NWW方向发展的.最后,分析了该滑坡主体分布区中心线与临潭-宕昌断裂在空间地理位置上相差10km的2种可能的原因.     

南海北部陆坡稳定性定量分析

随着海洋工程的发展,海底滑坡作为一种潜在的地质灾害逐渐成为人们关注的热点.本文采用二维极限平衡法计算并分析了海底斜坡稳定性问题.通过对斜坡模型在各种条件下安全系数的计算,定量分析了斜坡内在因素(如斜坡角度、主要土力学参数)和主要触发机制(地震、快速堆积等)对安全系数的影响.理论计算表明,静态条件下,均质斜坡角度小于20°时,均处于稳定状态;对于含软弱层的斜坡,快速堆积等引起的不排水状态下斜坡安全系数明显降低,斜坡角度大于14°时就会发生失稳.拟静态条件下,当地震动峰值加速度(PGA)小于0.15g时,对于角度小于20°的均质斜坡处于稳定状态,但PGA大于0.25g时,角度大于13°的斜坡即处于失稳状态;对于含软弱层斜坡,PGA为0.1g时,角度大于10°的斜坡即处于不稳定状态;当PGA大于0.3g时,3°以上的海底斜坡即处于失稳状态,发生海底滑坡.结合南海北部陆坡海底地形、地貌特征,在静态条件下,均处于稳定状态;但在地震加载的拟静态下,根据南海北部地震动峰值加速度分布,台湾浅滩段则处于不稳定状态.这解释了该区域大陆坡折带处海底滑坡广泛发育的原因,也表明了地震是引发南海北部滑坡最主要的触发机制之一.     

地震作用下黄土斜坡的稳定性分析预测

基于对中国西部黄土地区大量地震滑坡实例的考察分析,对影响黄土斜坡稳定性的各类因素尤其是地震因素进行了分析,讨论了黄土斜坡滑裂面的产生机制及几何特征．在此基础上提出了一种基于随机搜索法和遗传算法确定黄土斜坡最危险滑裂面,进而对区域黄土地震滑坡进行预测的方法．以回回川滑坡为例进行了验证．结果表明,该方法具有较好的效果和实用性．     

汶川地震高速远程滑坡机制实验研究

汶川大地震触发了多处高速远程滑坡,导致了大量的人员伤亡及财产损失。其中,东河口滑坡是这次地震触发的最为典型的高速远程滑坡之一,同时也是目前备受关注、争论颇多的滑坡之一。野外调研结果表明,该滑坡的成因和动力特征主要包括震裂溃屈、水平抛射、碎屑流化和振动液化等4个方面。为了对该滑坡滑动过程中的振动液化这一动力特征进行模拟再现,在东河口滑坡体上采集了具有代表性的滑带土作为试验样品,并以该地震时的实测地震波作为动力输入,利用目前国际上最先进的DPRI环剪试验机,对滑坡滑动过程中的振动液化现象进行了一系列环剪试验研究。结果表明,地震作用过程中,发生在滑坡潜在滑面上的振动液化现象是导致高速远程滑坡产生的一个重要因素;伴随着振动液化过程,滑体的剪切强度迅速降低并产生逐渐增大的剪切位移,为高速远程滑坡的形成提供了条件     

2008年汶川地震断层北川段的几何学与运动学特征及地震地质灾害效应

2008年5月12日MS8.0 汶川大地震的主要发震断层是龙门山断裂带的映秀—北川断裂.本研究通过地震后的实地调查和地震前后高空间分辨率航空与卫星影像的解译,对映秀—北川断裂带北川段（擂鼓镇—曲山镇）同震地表破裂带的几何学与运动学特征及相关地震地质灾害进行了详细分析.研究结果表明5·12汶川大地震沿映秀—北川断裂带产生的地表破裂带正穿过北川县城—曲山镇中心,并在曲山镇周围诱发了一系列大型滑坡和岩崩等地质灾害,致使北川县城遭到毁灭性破坏.野外考察表明北川段最大逆冲量和右旋走滑量都达8~10 m,这也是映秀—北川地表地震破裂带中位移量最大的地段.同时,值得注意的是曲山镇一带正是地震断层几何学和运动学特征改变的转换地带：曲山镇及其南西部断层倾向北西,呈现以逆冲为主兼右旋走滑的特征;在曲山镇北东断层倾向南东,表现为右旋走滑分量与垂直分量相当,走滑活动特征更明显.研究结果还表明,逆冲-走滑型（或斜向逆冲型）同震地表破裂带的几何学和运动学特征直接影响地震地质灾害及其破坏程度,地震地质灾害的分布表现出明显的不对称性：断层NW盘（上盘）远远强于SE盘（下盘）.地震断层的几何学特征与断层运动的应力及坡向的自由面之间相互作用,加强了滑坡、岩崩等地质灾害的破坏力.因此,汶川大地震为我们研究逆冲-走滑型同震地表破裂的几何学、运动学特征及其地震地质灾害效应提供了契机.     

2013年四川省芦山“4.20”7.0级强烈地震触发滑坡

2013年4月20日,四川省芦山县发生了MS7.0地震.文中简要介绍了芦山地震的基本情况与芦山地震区历史地震及其相关地震滑坡情况.依据2008年汶川地震滑坡与地震动峰值加速度(PGA)的空间关系,对芦山地震滑坡大体分布范围进行了推测.根据地震滑坡分类学,将芦山地震滑坡分为破坏型滑坡、连贯型滑坡、流滑型滑坡3大类.其中,破坏型滑坡包括岩质崩塌、岩质滑动、岩质崩滑、土质崩塌、土质滑动等5类;连贯型滑坡包括土质坍塌与慢土流2类;流滑型滑坡为快速流滑.破坏型滑坡如岩质崩塌、岩石滑动、土质崩塌这3类是芦山地震滑坡中最常见的类型.基于震后可利用的高分辨率航片,初步解译得到3 883处滑坡位置点数据.最后,从余震对滑坡的影响,芦山地震滑坡与邻区地震滑坡对比分析,对后续基于高分辨率遥感影像的滑坡精细解译的启示等3个方面开展了分析与讨论.     

门源M6.9地震诱发地质灾害特征研究

2022年1月8日发生的门源M6.9地震诱发了崩塌、滑坡、砂土液化、地裂缝等多种同震地质灾害。通过对门源M6.9地震地质灾害进行现场调查,得出了地质灾害的分布特征和各类型地质灾害的主要特点,分析了地震地质灾害不发育的原因,并对地震地质灾害的长期效应进行了分析预测。研究结果表明：门源地震诱发地质灾害主要分布在震中附近;崩塌、落石总体规模较小,滑坡多为岩质滑坡,且以冰碛物和表层岩土体的溜滑为主。受表层土体冻结和孔隙水压力消散的影响,饱和砂土液化沿较窄的地裂缝呈串珠状分布,喷出物多为粉细砂。地震形成了4条左旋左阶斜列的地表破裂带,并在极震区内形成了大量的地裂缝。断层破碎带对地震动的阻隔作用、覆盖层薄、地表土冻结可能是造成本次地震地质灾害总体不发育的主要原因;地震产生的大量地裂缝导致斜坡和堆积体的稳定性减弱,在耦合集中降雨、冻融作用等因素后可能诱发滑坡灾害,松散堆积于沟床处的崩滑物作为物源,可能会增加地震影响区泥石流灾害的风险。     

地震黄土滑坡滑距预测的BP神经网络模型

地震滑坡的滑距与重力滑坡的滑距有着显著的不同,科学预测地震发生时黄土地区滑坡的滑动距离是合理评估黄土地区滑坡风险和减轻滑坡灾害的有效方式之一。基于海原特大地震诱发黄土滑坡的400组野外调查数据,通过引入BP神经网络算法,论证了BP神经网络模型用于预测黄土地震滑坡滑距的适宜性和可行性;建立了地震诱发黄土滑坡滑距的BP神经网络预测模型,并通过67组数据进行了验证。BP神经网络算法和传统多元线性回归、多元非线性回归结果的对比显示,BP神经网络的预测更接近真实情况,具有较为理想的预测效果,可以用于黄土地震滑坡滑距的预测,并为圈定较为可靠的致灾范围提供依据。     

五尺坝地区库岸蓄水诱发型滑坡稳定分析

库水位周期性变化将改变原有水—边坡作用条件。结合三峡五尺坝库岸型斜坡地质条件,探讨了五尺坝滑坡成因机制,基于滑坡地质调查及变形破坏特征分析,其失稳模式概化为蠕滑—拉裂破坏,采用数值分析有限元软件Geostudio2007,对降雨入渗和库水位变化进行了数值模拟,提出坡体稳定系数在受到降雨与库水位升降导致的滑体内孔隙水压力的影响下有所减小,正常工况下滑坡整体稳定,极端工况滑坡会失稳。     

2010年海地地震的复杂破裂机制与地形控制的滑坡样式对称性

2010年1月12日的Mw7．0海地地震发生在北美板块与加勒比板块交界的复杂形变区域。综合大地测量、地质和地震数据断定,地表变形是由莱奥甘逆冲盲断层破裂驱动的,而部分破裂为发生在恩里基约普兰廷加登断层（EPGF）上的深侧向滑移。这次地震触发了至少4490处滑坡,主要为浅层的扰动碎屑流、泥石一土质崩塌与滑落,以及一些侧向滑移,分布面积约为2150km^2。这些滑坡的区域分布特征与大部分类似的以前地震触发滑坡事件报告不同。大部分同震滑坡并没有发生在主破裂的上盘,而是聚集在莱奥甘盲破裂与恩里基约一普兰廷加登断层盲破裂的交汇处,这里的地形起伏和斜坡陡度均高于平均值。此外,遭受到高同震上升的低地形起伏区域倾向于比以往研究中认为的上盘更容易发生滑坡。我们认为复杂的破裂动力学与地形的综合影响主要控制了这种以前研究中很少记录的地震滑坡样式。对比近期其他地区相似震级的逆断型地震事件我们得出结论,2010年海地地震的较低静态应力降、平均断层位移和盲破裂导致了比以往研究表现出更少、更小和更对称的滑坡分布。我们的结果提醒不要过分依靠全面的边坡稳定性地震动响应模型。     

日本东北Mw9．0地震后日本东北部的滑坡灾害勘察

2011年3月11日,一次Mw9．0大地震袭击了日本东北的太平洋沿岸,随后沿着500kin长的海岸线产生了巨大的破坏性海啸。此后,在2011年4月11日发生了一次M7．0内陆余震,这次余震造成了陆地上地表断层出现破裂。这些地震在日本本州岛东北部造成了各种类型的滑坡灾害。地震造成的全部滑坡灾害尚在调查统计之中。这份简短的报告介绍了日本滑坡学会迄今为止调查到的一些滑坡现象。这些滑坡包括：（1）福岛县须贺川水库堤坝的失稳;（2）4月11日福岛县磐城镇余震造成的滑坡及地震地表破裂;（3）宫城县松岛湾密集分布的浅表破坏;（4）仙台市周边居民区一些人工改造斜坡上发育的小滑坡。     

地震诱发低角度黄土-泥岩滑坡动力响应及变形分析

基于室内试验获取黄土滑坡的静力和动力力学强度参数,建立低角度黄土滑坡破坏大型物理模拟试验模型,结合FLAC3D有限差分软件,分析黄土滑坡的动力响应规律和宏观破坏特性,阐明在地震作用下黄土滑坡的失稳演化规律,揭示黄土滑坡滑体运动迁移路径.结果表明:低角度黄土-泥岩滑坡在地震荷载作用下地震波水平方向和垂直方向均出现明显的放...     

地震诱发滑坡的场点预测

因地震引起的滑坡可划分为５种类型：陡坡型、中间层型、液化型、地下水型和人工坡型。其中陡坡型最为常见,根据岩石硬度（用内摩擦角和粘度表示）具危害性,这种类型滑坡的直接起因是由于白色凝灰石或浮石层失狠所造成的。液化型和地下水型滑坡的机制还不很清楚,发展其预测技术仍然是未来的研究课题。就城市防灾而言,人工坡型滑坡是一个主要的问题,然而,有关这方面的研究进展却很缓慢。