高密度电法在黄土-泥岩接触面滑坡勘察中的应用

受特殊的地质地貌和大地构造背景影响,历史上多次强震在宁夏西吉县诱发了大量的黄土-泥岩接触面滑坡,给当地人民生命财产安全带来严重威胁。因此,探明这类滑坡的地层结构、基岩面埋深及空间展布情况,对进一步开展黄土-泥岩接触面滑坡的形成机理和危险性评价研究具有重要意义。文章利用高密度电法对宁夏西吉县苏堡村滑坡进行探测,并结合钻孔资料进行了验证。勘察结果表明:电阻率参数能够很好的反应研究区的地层分布特征,表层疏松干燥的黄土为高阻反映,随着埋深增加,含水量较大的黄土呈现出低阻反映,在黄土与泥岩接触带饱水区呈现低阻反映。高密度电法在黄土-泥岩接触面滑坡勘察中具有较好的适应性,能为进一步分析滑坡机理和防治提供可靠的地球物理依据。      

甘肃永靖黑方台地区滑坡形成的黄土时效特性

甘肃黑方台地区是中国滑坡预测预报研究和实践的热点地区,开展黄土时效特性试验是进行滑坡预测预报的基础.以黑方台原状黄土为研究对象,开展了2个含水量、4个围压、八级偏应力水平下的黄土三轴固结排水蠕变试验,研究了黑方台黄土的粘-弹-塑性变形破坏规律.蠕变试验结果表明,相同含水量和围压下,偏应力越大时,黄土的蠕变变形量越大;围压和偏应力水平一定时,含水量越高,蠕变越容易,蠕变量越大;黄土具有显著的非线性粘-弹-塑性变形特征.分析认为黑方台黄土普遍表现出稳定型和渐变型的变形特征,进行该地区滑坡预测预报是有科学基础的.以试验数据为基础,采用幂函数和对数函数分别拟合得到黄土的蠕变模型.建议采用对数型经验方程进行黑方台黄土斜坡长期稳定性分析和滑坡预测预报.     

冻融条件下浅层黄土中温度与水分的空间变化相关性

黄土高原是西北典型的季节性冻土区,在黄土斜坡冻结和融解过程中土体内的温度、水分变化显著,导致土体中含水量及地下水位发生相应的变化,诱发一系列的滑坡、崩塌等地质环境问题。选择甘肃永靖县黑方台黄土斜坡为研究区,原位监测冻结至融解过程中黄土的温度和含水量,研究冻融条件下黄土斜(边)坡冻结层温度和水分及变化特征及其关系。结果表明,本次监测点黄土冻结深度为52cm,黄土剖面温度表现为3个特征带:温度稳定传递带、温度变动带、温度交替显著带。温度在黄土斜(边)坡冻融过程中对水分具有控制性作用,含水量随温度变化划分为3个阶段:1小于2℃,含水量随温度呈现非线性递增趋势;22~6℃,含水量随温度呈现波动性下降;3大于6℃,水分由小幅增加直至稳定,温度影响权重减小。随着冻结土层完全融解,被冻结水分融解后向下运移,最终导致剖面含水量急剧增加,因此,冻结至融解过程中含水量发生急剧增加,是导致浅层黄土滑塌的重要因素。     

基于原位监测的浅层黄土斜坡水分运移规律分析

降雨诱发的浅层黄土滑坡是黄土高原重要的地质灾害类型之一.斜坡水分空间分布和变化趋势是导致斜坡失稳的重要因素,但基于此的剖面监测数据较少.依托延安黄土地质灾害野外观测基地,选择典型黄土斜坡,在坡面布设两条5m深的水分探测纵剖面,观测在降雨过程中斜坡水分的空间特征.监测结果显示:1)降雨引起的土壤含水率变化深度有限,与降雨...     

三峡库区典型滑坡地球物理实测及其意义:以万州区四方碑滑坡为例

滑坡是最严重的地质灾害之一,查明滑坡形态特征及滑坡形成机制对于滑坡体稳定性分析、滑坡灾害风险管理和政府治理决策等方面具有重要意义.前人研究滑坡形态及其形成机制较少结合地球物理实测方法,其工程地质剖面绘制多局限于点信息的获取方式,而结合地球物理实测方法有利于从线、面同时获取更丰富的滑坡体地质信息,更加准确量化滑移面埋深和透视滑床形态.鉴于此,以灾害频发的三峡库区万州区为研究对象,采用网格高密度电法实测区内不同深度地层的电阻率值,并以此生成二维电阻率剖面和构建滑床三维形态;同时,将剖面电性分布特征与钻孔资料及地质调查资料相结合,对滑坡区地层结构、滑移面埋深以及滑床形态等多个影响滑坡的重要因素综合分析.结果表明,在研究区开展网格高密度电法实测工作,可获取地层电性结构特征以及构建滑坡体三维形态;实测剖面显示四方碑滑坡属于古滑坡,且存在拉裂槽现象.将实测剖面获取的滑移面埋深和构建的三维滑床形态进行钻孔标定,可对滑坡体内部结构及物质组成进行“透视”,从而为滑坡形成机制分析提供依据,同时也给其他类似区域地质调查中的滑坡稳定性评价及预测预报工作提供理论指导和技术参考.通过高密度电法揭示三峡库区典型滑坡体三维形态特征的理论方法和技术路线成功引入滑坡形成机制分析,可为研究滑坡形成机制和理论提供新思路,具有推广意义.      

电阻率层析成像技术在滑坡调查中的应用——土耳其研究实例

电阻率层析成像是一种近地表地球物理勘查方法,它广泛应用于滑坡在内的各种地质、环境和工程等地质勘查。本次研究中,对土耳其艾登市瑟凯地区的一个滑坡场地进行了电阻率层析成像（ERT）勘查。2003年,由于开挖作业,导致一所新建学校附近斜坡上的上第三系地层变得不稳定,并在一场大雨之后出现了移动。随之而来的滑坡覆盖了这所学校的部分建筑物。作者采用温纳排列形式的二维电阻率方法,沿滑坡体布设三条剖面,得到了滑坡体的几何结构和特征等有用信息。另外,为了解电阻率法对滑坡的响应曲线,在野外调查之前,利用电阻率方法对滑坡进行了二维合成电阻率模拟研究。在滑坡场地还打了八个钻孔。钻孔和电阻率层析成像勘查两样成果都指出该场地内有一断层。沿着滑坡轴的测线上电阻率数据反映了该断裂面。     

天水市北山滑坡群发育特征及坡体结构分区

天水市北山地处秦岭北缘山地与黄土高原过渡地带, 受强烈的内外动力耦合作用影响, 诱发了呈带状分布的大型滑坡群, 严重制约现阶段天水市区规划建设和灾害风险防控。此次研究在系统总结已有地质灾害资料的基础上, 利用空-天-地一体化综合勘察手段, 查明了天水市北山自西向东黄土厚度渐变特征、典型的斜坡结构类型及关键控滑地层, 系统分析了地震滑坡的发育特征、分布规律和几何学、运动学特征。结果表明: 天水市北山滑坡群沿藉河河谷北岸集中呈带状分布, 滑坡类型主要为泥岩滑坡和黄土-泥岩接触面滑坡, 多具有深层多级旋转-平移、多期次滑动的特征; 地层结构为上覆第四系黄土和下伏新近系尧店组和甘泉组河湖相泥岩、黏土岩, 坡体结构类型为顺层岩土质斜坡; 天水市北山的坡体结构自西向东可分为3个典型区段, 黄土厚度自西向东逐渐增大, 海拔高程和表观摩擦角东西部低、中部高, 滑坡后壁高度东西部高、中部低; 天水市北山地震滑坡具有低角度启动和远程运动的特征, 其等效摩擦系数(f)在0.21~0.28之间, 且东、西区段地震滑坡的运动性更强。     

季节性冻融过程黄土斜坡失稳机制及稳定性趋势

季节性冻融型滑坡是黄土地质灾害的主要类型之一。季节性冻融过程中地下水响应极其敏感, 地下水分布和变化对黄土斜坡体内岩土体的应力状态、力学性状及斜坡稳定性均有较大的影响, 冻结期滞水与融解期疏水引发的斜坡范围内地下水位变化是黄土斜坡稳定性变化及失稳破坏的主要诱发因素之一。在季节性冻融过程斜坡地下水变化全过程分析基础上, 采用基于极限平衡理论的条分法和基于弹塑性理论的有限元数值法, 对黄土斜坡稳定性与斜坡应力应变场的响应进行分析计算, 探讨季节性冻融条件下黄土斜失稳破坏机制及稳定性变化趋势, 认为黄土斜坡在冻融过程中的稳定性状态与冻结融解日期呈现明显滞后效应, 其失稳状态将持续至融解中期, 为季节性冻融型滑坡预警防治提供科学依据。     

黄土台塬滑坡水文地质结构探测及失效成因分析

以陕西省合阳县北郭村滑坡为例,利用电阻率成像技术分别对台塬内部、滑坡后缘及滑坡体的水文地质结构进行了探测,并结合野外地面调查对结果进行了分析与验证。结果表明：1）台塬内部地下水位起伏较大,受地形因素影响向塬边运动;滑坡后缘地下水沿侵蚀沟和滑坡方向运动,地下水位最浅约在3 m以下;滑坡体地下水运动方向大致与滑动方向一致,地下水位最浅约在坡面5 m以下,黄土含水率很高,坡体极不稳定。2）台塬内紧邻东西两侧侵蚀沟的区域与塬体间存在裂缝或发育空洞;滑坡后缘侵蚀沟分布的串珠状落水洞在物探剖面上整体电阻率偏高,侵蚀沟顶部区域与塬体间存在深约34 m的裂缝或空洞。3）诱发滑坡产生的因素有3个：滑坡后缘串珠状分布的落水洞和物探发现的裂缝或发育空洞是后缘失稳的构造因素;灌溉水入渗汇入地下水向塬边运动导致塬内到塬边斜坡体方向的地下水位抬升,在滑坡体地下深层和坡脚基底形成饱水黄土软弱层是斜坡失稳的另一个因素;坡脚基底因长期受荷塘水浸没加剧了滑坡发生的可能。

     

安徽省六安市裕安区滑坡崩塌地质灾害与地形地貌的关系研究

本文基于六安市裕安区地质灾害风险调查工作成果,对裕安区滑坡崩塌地质灾害与地形地貌之间的关系进行分析研究,查清其地灾的地域分布特征,对斜坡类型、斜坡坡度、斜坡坡高、斜坡坡向与地灾的数量进行统计,分析裕安区滑坡崩塌地质灾害成因,为本地区的地质灾害风险评价和地质灾害监测预警工作提供理论依据。     

基于邻近域特征的堆积层滑坡多维地电信息成像监测技术研究

堆积层滑坡作为一种非线性系统变形演化规律复杂，准确量化坡体形变过程中滑移面边界变化、降雨入渗边界、水头边界和流量边界等重要参数是堆积层滑坡变形破坏机理研究的基础。此项研究基于电阻率成像技术，可依据岩土体成分、结构的不同和地层间电性的差异实现快速、多维剖面成像，并通过深度神经网络建立了浅层高分辨率电阻率成像数据和各类监测数据的“时间-空间-属性”邻近域特征信息统一表达矩阵，实现了各监测项空间权重的快速收敛。在此基础上，用逐层、逐个递推式回归分析方法分析深层电阻率成像数据，准确构建了反映堆积层滑坡形变过程的内部结构多维电性特征模型。试验证明，该方法有效地提高了各类边界参数基于地电信息成像监测结果的实时性和准确性，为堆积层滑坡形变破坏机理研究提供理论与方法支撑。     

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。     

突发型黄土滑坡监测预警理论方法研究——以甘肃黑方台为例

灌溉诱发的黄土滑坡大多数具有明显的突发性特征;斜坡破坏过程变形量小,历时短,具有较大的危险性。由于此类黄土滑坡加速变形阶段经历时间较短,GNSS系统和裂缝计等传统监测手段难以获取加速变形阶段系统完整的监测数据,更难以提前预警。针对这一难题,自主研发了自适应智能变频裂缝仪,它能够根据滑坡变形快慢自动调整采样频率。基于获取的黑方台多个突发型黄土滑坡的全过程变形-时间曲线,对这些变形曲线特征和规律进行分析研究,建立了针对性的黄土滑坡综合预警模型。将变形速率阈值和改进切线角作为滑坡预警的重要指标,建立了4级预警判据,通过自主研发的"地质灾害实时监测预警系统"实现滑坡的实时自动预警,并将预警信息与当地的群防群测信息平台对接,为防灾应急避让提供直接依据。2017年以来已先后6次对黑方台黄土滑坡实施成功预警,避免了重大人员伤亡,取得显著的防灾减灾效果。     

甘肃灵台县南店子滑坡活动特征及成因分析

2021年10月3日甘肃灵台南店子发生大型推移式黄土—泥岩接触面滑坡，因成功预警而未造成人员伤亡。为探明南店子滑坡发生机理，对滑体地形地貌、地层岩性、水文地质条件以及人类工程活动等进行了基础调查，根据滑坡裂缝发育特征和差异，将该滑坡体分为5个滑块，并对每个滑体特征进行深入研究，定性定量分析了不同滑坡部位的具体滑动情况，并为滑坡分级分块的客观合理性和滑坡机理分析进一步提供证据。最终分析得出滑坡灾害的发生主要是：（1）斜坡中下部和坡脚抗滑段不合理的大规模挖坡取土等人为活动使斜坡变陡、抗滑力减小；（2）坡面洼坑，导致排水不畅，长期大量入渗软化了岩层接触面，降低了斜坡的稳定性；（3）长时间的强降雨。研究成果对于相似区域监测预警、风险评价和工程治理工作具有很好的借鉴意义。     

陕西宝鸡地区对滑式黄土滑坡的特征及其碰撞诱发机理

对滑式滑坡是黄土地区滑坡地质灾害的一种独特形式,主要分布于二级支流或三级支流（冲沟）两侧的边坡,两岸滑坡相向滑动。冲沟一般狭窄且较深陡,延伸较远。对滑式滑坡非同时发生,先发滑坡下滑后强烈碰撞对岸的斜坡体,致使受撞斜坡岩土体产生碰撞节理裂隙,力学性质弱化损伤,在坡体内部形成潜在的滑动面。当沟谷中先发滑坡堆积体遭受降雨水浸、流水冲刷后,潜在的滑动面扩展贯通,从而诱发受撞的岸坡失稳下滑。因而,有必要进一步研究对滑式黄土滑坡的碰撞损伤效应,为黄土地区群发式滑坡的预测预报提供科学依据。     

基于数字滑坡技术的三峡新滩滑坡研究

以6.12新滩滑坡前后的航摄图像及数字地形为信息源,采用数字滑坡技术,以更广阔的时空视野,更准确的地理配准及更直观清晰的表达方式,从切层滑坡类型之一的角度,再次宏观分析6.12新滩滑坡活动特征,指出该滑坡是分段分区活动的,各区段的规模、活动方式、方向各不相同,且分区段多级驱动;基岩裂隙对滑坡有一定的控制作用,姜家坡—新滩斜坡滑坡活动将持续间断地发生,难以完全停止。基于数字滑坡技术早期识别该类滑坡的关键工作方法除了详细调查滑坡所处地质环境外,主要是监测斜坡活动,主要监测内容有:① 主要滑坡物质来源的崩塌活动及其下堆积的变化,确定滑前崩塌堆积的预警（最大）面积;② 监测各段各区块活动,特别是驱动区块的活动;③ 监测堆积坡上显示的基岩裂隙变化。由于斜坡的地质与地形条件,建议进行长期连续性的监测。     

台塬塬顶裂缝对黄土斜坡水文响应的影响

针对黑方台黄土滑坡,从现场灌溉试验监测数据和数值模拟分析着手,研究灌溉过程中台塬斜坡的水文响应以及对黄土斜坡稳定性的影响。结果表明：短期的灌溉并不能对地下水位形成有效的补给,但是却容易引起斜坡浅部范围内体积含水量增加,从而使得抗剪强度降低,最终在台缘顶部发生滑塌,台塬顶部裂缝的存在会使得浅部体积含水量增加速度加快,加速土体弱化,更易发生台塬顶部的滑塌;从长期灌溉模拟来看,裂缝的存在会加速地下水位的上升。从数据上论证了黄土斜坡受裂缝的影响特性,为研究黄土滑坡与地表水入渗的关系提供数据参考。此外,数值模拟与监测数据有很好的对应关系,用其模拟灌溉引起的斜坡水文响应是可行的。     

灌溉引起地下水位上升对斜坡稳定性的影响——以甘肃黑方台为例

灌溉诱发黄土滑坡是黄土高原地区一种常见的地质灾害,其实质是地下水位上升,引起黄土基质吸力下降,强度降低,最终导致黄土斜坡失稳的过程。以甘肃黑方台典型黄土斜坡为例,在非饱和土特性试验基础上,通过饱和-非饱和渗流分析,研究了地下水位上升引起的黄土斜坡内部渗流场的变化特征,探讨了地下水位变化对斜坡稳定性的影响。结果表明:地下水位上升,对斜坡内部孔压分布影响较大;地下水位上升,导致饱和区域增大,非饱和区基质吸力降低;斜坡内部基质吸力的降低与地下水位呈线性关系。以渗流分析为基础,对典型斜坡进行了极限平衡分析,结果表明,地下水位上升与稳定性系数下降基本上呈线性关系,在距离坡顶100 m位置的黄土层中地下水位约21 m时,边坡出现失稳。     

降雨诱发浅表层黄土滑坡机理实验研究

黄土较松散,内部大孔隙和垂直节理发育,因其特殊的结构为雨水的快速入渗提供了通道。降雨型黄土浅层滑坡已造成了大量的经济损失与人员伤亡。为了有效减轻降雨诱发黄土滑坡对社会和经济的影响,开展降雨型滑坡室内实验研究,具有重大的现实意义。本文旨在研究不同降雨形式和不同坡体结构对黄土斜坡变形破坏过程影响,设计并进行了3组室内物理模型实验,分别为持续强降雨斜坡实验、持续强降雨斜坡（带垂直节理）实验和间歇性强降雨斜坡实验,且每组斜坡内埋设体积含水率传感器、基质吸力传感器和孔隙水压力传感器3种传感器记录其内部变化。通过对每一个黄土斜坡体内传感器的读数变化及实验现象进行分析,同时对不同实验条件下实验过程及结果进行对比,进而得出降雨条件下浅表层黄土滑坡的变形破坏规律,总结出该类滑坡的破坏模式及其诱发机理。实验前期,随着体积含水率不断增大,基质吸力逐渐减小至基本稳定,土体强度随之减小,实验后期上部土体饱和,斜坡产生的变形和土体排水不畅产生了超孔隙水压力,有效应力随之减小,土体强度减小至最小,导致滑坡产生。同时,坡体结构对斜坡稳定性的影响大于降雨形式的影响。     

兰州市非饱和黄土水土关系与力学性质变化规律

灌溉和降雨是兰州南北两山绿化区黄土斜坡失稳的最主要诱发因素。灌溉或降雨作用下,黄土斜坡失稳的本质是水与非饱和黄土相互作用后黄土力学性质改变的结果。因此,研究非饱和黄土中水土关系及力学性质变化规律,不仅为定量评价选取参数提供依据,而且是深入分析黄土斜坡变形破坏机理的基础。本次研究在现场调查基础上,以在城关区青白石、桃树坪、九州3处黄土斜坡上采集的132组原状黄土,以及在皋兰山Ⅲ-2滑坡上采集的16组滑体和滑带扰动样的室内试验结果为基础,分析非饱和黄土水土相互作用规律及水土关系特征。试验结果显示抗剪强度及其参数变化随含水率（饱和度）不断变化是水土作用的直接结果,降雨或灌溉或其他地表水体入渗后黄土含水量（饱和度）变化是导致黄土抗剪强度变化的最主要因素。