滑坡体降雨入渗的高密度电法模型试验研究

降雨作为影响滑坡体稳定性的主要因素之一，其在坡体中的入渗过程难以监测．高密度电法作为一种无损监测手段，其具有操作便捷、对监测对象扰动小的特点，可实现滑坡体水分运移的高效实时监测．基于高密度电法监测技术，通过饱和度测定试验建立岩土体电阻率与饱和度之间的数学关系，开展间隔降雨条件下滑坡体的高密度电法监测模型试验．电阻率反演结果揭示了滑坡体在间隔降雨条件下水分的运移规律和坡体渗透破坏过程，验证了采用高密度电法监测滑坡体降雨入渗过程中水分迁移的可行性．     

基于自然电位法的滑坡监测实验研究

降雨是诱发滑坡最主要的因素之一,认识雨水的渗流过程和地下水位的动态演化对滑坡的监测预警具有重要意义.基于动电机制,孔隙介质中的流体流动可产生自然电位,通过自然电位的观测可反演地下水动力过程,为滑坡稳定性分析及监测预警提供有效信息.本文基于室内小型滑坡控制实验平台,通过施加人工降雨模拟边坡雨水入渗过程,同步测量了在坡体内的自然电位、孔隙水压力和坡面变形数据.实验结果显示：（1）自然电位变化与孔隙水压力变化具有显著的相关性,自然电位的时移剖面可反映水在坡体内部的流动模式的演化;（2）表面变形发生在坡体下部饱和之后,即坡面变形滞后于自然电位与孔隙水压力变化.以上观测结果表明,自然电位在滑坡监测中具有潜在的应用价值.

     

拖担水库大坝左岸滑坡形成机制与治理措施

拖担水库大坝左岸为一古滑坡,在水库扩建开挖过程中,诱发古滑坡体复活.在分析了滑坡工程地质特征的基础上,研究了其形成机制,通过反演计算,确定了底滑面的力学参数,提出了抗滑桩、开挖和挖锚结合三种处置方案,其中挖锚结合方案又分别对比了滑坡体上部开挖至2035.0m高程+下部锚固和滑坡体上部开挖至2015.0m高程+下部锚固两种方案.研究结果表明:古滑坡体为一基岩顺层滑坡,滑动模式为"滑移(弯曲)—剪断"型,左岸古滑坡体由于施工扰动,沿坡体内部软弱层面产生二次滑动;结合大坝工程设计,经技术经济比较,确定左岸滑坡体采取开挖治理措施.     

连续降雨条件下某震后高边坡稳定性分析

基于饱和-非饱和渗流理论,综合考虑降雨入渗引起土体重量增加、渗透力增大以及抗剪强度降低等因素的影响,建立降雨条件下震后高边坡有限元模型,运用自编计算程序USLOPE-FEM进行稳定性分析。研究结果表明:未降雨之前,坡体塑性应变主要集中分布于松散堆积体下部与基岩分界面,边坡已经接近临界平衡状态;降雨量20mm/h时连续入渗使边坡上部土层含水量增加,负压区消失且出现饱和区;随着降雨时间延长,坡体表层暂态饱和区逐渐向内部推移,土体的重量和渗透力显著增大、抗剪强度明显降低,坡体中剪应力整体增大,塑性应变区向坡顶扩展而逐渐贯通;连续降雨6h后,临空面表层出现局部滑塌,连续降雨36h后整个堆积层将沿基岩滑塌逐步堵江。研究成果可为强降雨条件下边坡安全性评价提供参考,也为该边坡的失稳预警与滑坡防治积累资料。     

云南鲁甸M_S6.5地震红石岩滑坡稳定性的数值模拟

2014年8月3日鲁甸MS6.5地震触发了大量的滑坡崩塌,其中,位于鲁甸县李家山村和巧家县红石岩村交界处的牛栏江干流北岸的红石岩滑坡规模巨大,与此处位于左岸的红石岩古滑坡体的前缘部分一起堵塞了牛栏江而形成高达120m、体积达1 200×104m3的大型堰塞体。通过震后开展的野外实地调查,获得了红石岩滑坡发生处的地形地貌、地质构造、岩体结构及物质组成等资料。以这些第一手资料为基础,构建了红石岩滑坡的边坡模型,并应用边坡稳定性分析软件Geo Studio中Slope/W模块分别计算了红石岩滑坡体震前坡体安全系数和地震作用下的坡体安全系数。结果表明,红石岩滑坡体发生处的坡体安全系数在地震前为1.450,处于相对稳定状态,而鲁甸地震的地震动作用则使坡体的安全系数降低至0.962,直接导致红石岩坡体的失稳。文中进一步讨论了坡体滑动面的存在与否对坡体稳定性的影响:安全系数计算的结果表明,在中强地震作用下,先存滑动面的存在是导致大型滑坡形成的重要条件;对于高陡岩质边坡,如果没有先存滑动面,只可能形成浅表性滑坡。     

四川罗家青杠岭滑坡成因机制及稳定性分析

我国多山,滑坡灾害频繁发生,相应的滑坡稳定性分析也是一个重要研究课题.四川罗家青杠岭的滑坡现场非常典型,而且现场资料较全,是较好开展滑坡稳定性评价研究的实例.首先采用综合的勘察方法对该滑坡发育特征进行了详细调查,根据坡面岩土体性质的不同,将滑坡体划分为4个区域,并分析了滑坡的成因机制.然后基于FLAC3D软件,利用强度折减法对滑坡的稳定性进行模拟计算.通过建立三维数值计算模型和选取合理的计算参数,模拟得到了滑坡体天然和暴雨工况下的稳定性系数、剪应变增量云图等.通过计算和综合分析表明,滑坡变形较大的区域集中在坡体后缘残坡积区的两侧和崩坡积区后缘,滑坡在天然条件下处于稳定状态,在暴雨条件下处于欠稳定状态,坡体后缘左右两侧裂缝发育的区域很容易再次发生局部滑动,有必要采取相应的防灾减灾措施.     

玉树地震滑坡分布调查及其特征与形成机制

2010年4月14日青海省玉树县发生了MS7.1地震.文中基于现场考察与遥感影像目视解译的方法,对玉树地震滑坡进行分析,并制作了玉树地震滑坡空间分布图.结果表明,该地震触发了约2 036处滑坡灾害,总面积约1.194km2;地震滑坡分布受主地表破裂控制作用强烈;滑坡类型多样,但以崩塌型滑坡为主;滑坡有5种成因机制:人工开挖坡脚型、地表水入渗致坡体震动滑动型、断裂错断震动型、震动型、后期冰雪融化或降雨入渗型;除地震主地表破裂外,还有许多坡体裂缝,主要分布在主地表破裂带SE端的SW盘,该部位在地震中受到了强烈的挤压作用.     

宽频带地震台网在滑坡地质灾害监测预报中的应用

在千将坪滑坡前地震动事件分析基础上,总结滑坡前滑坡体内部岩体形变和破裂所产生地震信号的典型特征,并建立宽频带地震台,对金坪子滑坡体和早谷田危岩体进行监测实验,提取基岩类、土质类和危岩体类3种基本物质组成滑坡的微振动前兆信息特征,为地震台网在滑坡监测预报中的应用推广和监测预报系统软件的研制奠定基础.根据测震学原理,研发滑坡监测分析系统软件（Smas）,可为滑坡大规模活动前快速预警.     

基于时序InSAR的沙湾大沟滑坡型泥石流发育特征研究

滑坡型泥石流由滑坡失稳解体为其提供物源,运动过程中在高重力势能作用下其所造成的冲击和破坏能力较普通泥石流更强,给人们生命财产安全带来极大威胁.传统研究方法多从土体物理力学入手,以局部试验为主,难以从时空角度对其发育机制进行大尺度研究.因此,本文结合坡向数据,利用二维形变分解获取沙湾大沟糯勒滑坡体形变趋势,以探究滑坡型泥石流在复杂形变机制下的发育模式.首先,通过小基线集干涉测量技术(SBAS-InSAR)获取研究区坡表2019—2021年的Sentinel-1A雷达视线(LOS)向形变速率;其次,引入坡向数据,并联合升降轨解算出滑坡体垂直向和沿坡向的形变值,从而获取滑坡体二维形变趋势.结果表明,坡体长期处于滑移状态,最大形变速率高达-347 mm/a.坡体后缘受雨水下渗作用,自重增加,孔隙水压力增大,抗剪强度降低,位移表现为沿坡向和垂直向的共同作用;坡体前缘受两侧泥石流沟切割和后缘坡体挤压作用,表现出强卸荷,位移以沿坡向为主.研究表明了降雨对滑坡形变的影响,坡体随降雨发生季节性运动,揭示了滑坡型泥石流在水动力驱使下的发育过程．本研究从二维形变的角度进行分析,直观反映出了滑坡型泥石流的演化...     

二维砂箱模型中DNAPL运移过程的电阻率成像法研究

本研究通过设有黏性土透镜体的二维砂槽中开展重非水相液体(DNAPL)入渗运移试验,采用电阻率成像法(ERT)探讨DNAPL在非均质多孔介质中的运移分布规律.试验过程中利用电阻率成像系统进行动态监测,采集电压电流数据后得到相应的电阻值并将其转换为视电阻率值,运用Surfer软件处理数据进而获取DNAPL运移过程的相对电阻率变化分布图像.结果表明,相对电阻率值随着污染物浓度的增加而不断增大,不同时刻相对电阻率变化分布图像与DNAPL的运移过程相对应,可以清晰圈定出DNAPL的运移路径及分布范围;DNAPL在入渗过程中受到重力作用与毛细力的控制,以垂向运移为主,在遇到黏土透镜体时出现明显横向运移,绕过透镜体继续向下入渗最后聚积在砂槽底部.本研究为进一步丰富对DNAPL污染物在实际环境条件下运移机理和分布特征的认识,制定可行的DNAPL污染物治理方案等方面具有重要的科学价值.     

高密度电法在黄土滑坡结构探测与三维建模中的应用

黄土高原滑坡灾害频发,严重影响着当地人民的生命财产安全．分析滑坡体稳定性,预防及治理滑坡灾害需要查明滑坡形态特征．近年来,高密度电法作为常规的物探方法来确定滑坡的地质结构和水文条件,已经成为滑坡现场探测的一种便捷技术．本文以宝鸡市中岩山滑坡为例,运用高密度电法探测不同深度地层的电阻率值,通过钻探将电阻率与含水率建立关系,结合反演得到的高密度电法剖面与钻孔岩性资料及地质调查资料,弥补了单纯依靠钻孔信息来确定地层结构及滑移面形态的不足,查明了中岩山滑坡的黄土 泥岩地层结构、黄土厚度、富水区分布、滑移面空间特征,构建了详细准确的三维地质模型．实践证明,电阻率能够很好地反应研究区的地质结构与水文特征．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技术参考．     

Sarma法在四川云阳鸡扒子滑坡稳定性评价中的应用

云阳宝塔滑坡区先后发生了多次滑坡 ,其中鸡扒子滑坡是最近的 1次 ,新滑坡是在旧滑坡的基础上沿旧滑坡面的部分复活。根据对该滑坡体几何形态、物质成分与结构特征及水文地质特征的考察 ,初步认为 ,降水入渗与排水不畅引起的滑坡体内孔隙水压力上升是导致鸡扒子滑坡破坏的主导因素。文中根据极限平衡理论 ,运用VC + +语言编制了Sarma法的计算程序 ,对三峡水库蓄水后鸡扒子滑坡是否可能再次发生滑坡进行了评价 ,指出在滑坡体排水率为 5 0 %与三峡水库水位达 14 5m时为滑坡稳定与否的临界值。通过调整影响滑坡稳定性的主要参数的取值 ,对影响滑坡稳定性的因素进行了动态敏感性分析 ,指出降水入渗、长江水位、滑坡体的排水状况是影响滑坡稳定性的决定因素 ,三峡水库蓄水前应针对此采取相应的工程防治措施 ,才能保证水库蓄水后鸡扒子滑坡不再发生滑     

结合星载地基InSAR分析的四川新磨村滑坡早期识别与灾后监测

滑坡是我国主要的地质灾害之一,广域范围滑坡灾害体的早期识别及局部重点区域近实时监测是地质灾害防治工作中的一项重要任务.本文通过四川茂县新磨村滑坡这一典型案例,采用星载InSAR技术对广域范围滑坡进行早期识别,并利用地基InSAR技术对局部重点滑坡近实时监测,探索星载InSAR技术和地基InSAR技术联合监测应用模式.在星载InSAR技术滑坡早期识别阶段,为了准确还原滑坡加速下滑过程,采用分级构网策略加密PS点,在时间域上低通滤波获取非线性形变信息.针对地基InSAR技术传统选点方法误选率高、合理性差等问题,设计了三阈值优化算法,提取分布合理的有效测量点.结果表明:星载InSAR技术成功识别出茂县滑坡不稳定坡体,且在滑坡发生前,不稳定坡体有加速下滑现象;在滑坡发生后,地基InSAR技术获取了滑坡体完整的形变信息,在滑源区和流通区存在两处明显形变区域.星载InSAR技术和地基InSAR技术联合监测在滑坡形变的不同阶段多尺度识别出变形区域,可在滑坡稳定性调查和评价中发挥重要作用.     

地震学方法在滑坡体结构及破裂过程的应用研究进展

地震学是利用地震波的传播特性来研究内部结构及震动源的一门学科,在获取滑坡体物性参数、监测其变化,以及探测滑坡发育过程中的变形和微破裂等信息具有天然的优势,这些信息对于滑坡的监测、治理、以及预警至关重要.本文调研了国内外近年来地震学手段在滑坡监测中的应用,分为滑坡体结构研究、滑坡发育过程中滑坡震研究以及滑坡启动后的动态过程研究三部分,主要概括了其原理及结论.调研结果表明,结合密集台阵长时间观测,地震学方法可以有效地获取滑坡体三维结构,局部及内部的变形、破裂情况,以及滑坡发生后的动力学过程.滑坡物性参数变化和滑坡震活动性异常等可能是滑坡灾害发生前的前兆信号,能被地震学手段获取.     

汶川地震背后山滑坡稳定性与动力响应分析

2008年5月12日,四川汶川发生了8.0级特大地震,这是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广、诱发地质灾害最严重的一次强烈地震。此次地震震撼了整个中国,引起了全世界的关注。在距离震中约250km,坐落于背后山古滑坡体前缘堆积体之上的汉源老县城,出现了比周边地区高出两度的烈度异常现象。如此高的烈度异常现象引起了广大科研人员和政府相关部门的高度关注。为了科学合理地解释汉源老县城高烈度异常的原因是否与背后山滑坡有关,并进一步探讨地震作用下边坡的稳定性及动力响应等问题,本文对背后山滑坡开展了与地震相关的一系列研究。本文的研究对推动这一领域的研究工作具有重要的理论和工程意义。本文系统地归纳、总结和评述了边坡稳定性的研究进展,对背后山滑坡的工程地质条件进行了详细的调查,整理和分析了汶川特大地震背后山滑坡科学考察的全部资料。在此基础上,通过有限元数值模拟,对背后山滑坡的共振特性,静、动力稳定性以及动力响应等进行了计算和分析研究,得到了若干有意义的结论,主要研究成果如下:(1)对汉源县的震害及背后山古滑坡进行了科学考察。在汶川特大地震发生后,防灾科技学院科考组在中国地震局的统一指挥下,负责汉源和北川的科考工作,对汉源县城背后山滑坡进行了野外调查,获得了地形地貌、地层岩性、地质构造等详细资料,揭示了背后山有古滑坡存在,圈定了古滑坡的边界范围,明确了古滑坡的活动期次、特征及现今稳定性状况。调查分析结果显示,汉源老县城位于背后山古滑坡体的前缘,但并未发现古滑坡整体复活的迹象,只在坡体后部出现了几条张性裂缝。(2)建立了背后山滑坡的地质模型、力学模型和有限元计算模型。选取典型的地质剖面,建立滑坡的地质模型、力学模型和计算模型,并制定了计算方案。提出4种安全系数的计算方法,对背后山滑坡的静力稳定性进行了计算和分析,得到静力安全系数为4.09。结果表明,在静力条件下,背后山滑坡是稳定的,同时为滑坡的地震稳定性分析提供了初始的静应力场。(3)分析了背后山滑坡的共振特性。分别通过ANSYS有限元模态分析和谐响应分析,得到了边坡体固有频率和振型,以及位移与频率的关系(共振曲线)。对比分析汉源县附近强震台站记录到的地震动卓越周期,我们发现,滑坡的固有周期与其基本相近。现场考察发现,汉源老县城坐落于背后山滑坡体前缘之上,由此分析认为,可能是由于滑坡体发生共振而导致了汶川地震时汉源老县城的高烈度异常。(4)计算和分析了背后山滑坡的地震稳定性。分别用拟静力法和有限元动力时程分析法计算了地震作用下滑坡的安全系数,重点是运用后一种方法进行计算、分析和评价。通过有限元动力时程分析,得到滑坡在地震作用下的安全系数时程曲线,通过分析给出了滑坡最小动力安全系数值为1.1,由此判断,滑坡整体是稳定的。对于边坡稳定性评价,本文提出可以根据安全系数最小值是否大于1,边坡关键点速度时程末段是否趋于零,以及在地震动时程末段位移、应力矢量场大小几个方面来判断滑坡的稳定性。在判断滑坡整体稳定的情况下,针对坡肩、坡脚等关键部位,提出从受力情况和振动速度两方面对其进行局部稳定性的分析和判断,并计算了关键点处的安全系数。计算和分析的结果表明,汶川地震中汉源县高烈度异常现象与滑坡滑动无关,但在坡肩附近以及坡体上部小范围内有轻度的拉张开裂,这与实际调查现象基本符合。(5)分析和讨论了背后山滑坡的动力响应,以及地震动三要素对边坡动力响应的影响。具体计算分析中,本文在坡面上、滑体内、滑面上、坡体内设置了32个监测点进行计算和分析。计算结果发现:在坡面附近,动力响应加速度峰值相较于输入地震动加速度峰值达到3倍以上,即PGA放大系数达到3以上。并且边坡体各点PGA放大系数在竖向上随高程增加而增大;沿坡体坡面方向从左至右,PGA放大系数逐渐增大后缓慢减小。坡体水平位移在竖向上随高程增加而增大;沿坡体坡面方向从左至右,位移逐渐减小。坡面陡坎对加速度、位移响应的突变效应很明显。分析地震动三要素对坡体动力响应的影响可以看出,加速度、位移动力响应的绝对量随输入地震波振幅增大呈明显的线性增长关系,但位移、加速度放大系数保持不变,它们不受振幅的影响,只取决于岩土体材料以及频谱特性。随着输入地震波频率的增大,坡面上各点的PGA放大系数减小,位移峰值随输入地震波频率的增大而减小。持时对坡体加速度峰值响应的影响不明显。综上所述,本文在背后山古滑坡工程地质条件调查的基础上,建立了地质模型、力学模型和计算模型。采用有限单元法对背后山滑坡进行静、动力稳定性分析、共振特性分析、动力响应分析等方面的研究是可行并且有效的。本文研究结果表明,背后山滑坡在汶川特大地震中并没有发生整体滑动,只是在坡肩附近小范围内产生轻微的拉张开裂。汉源县老县城高两度的烈度异常现象与背后山滑坡整体稳定性无关,与滑坡体共振产生剧烈振动有关,坡面的加速度放大效应非常明显。此外,本文认为,对于避免地震作用下边坡的失稳问题,可以通过分析边坡响应变化趋势、响应最明显的位置以及产生共振反应的频率段等相关特征给出相应的抗震措施。     

山区剧动高速滑坡超前气浪的动力学机理

针对高速滑坡超前气浪灾害的动力学问题,建立了滑坡体沿坡面滑动的二维模型;采用动网格技术,数值仿真了高速滑坡超前冲击气浪的流场特征,分析了其形成的动力学机理。计算结果表明：随着滑坡体下滑速度增大,在滑坡体前缘上方和滑坡体后方出现的涡流逐渐加强,速度也逐渐变大;滑坡体下滑速度越大,在滑坡体正前方不同高度处的气浪速度越大,气浪所影响的距离越远,所造成的破坏也越大。在滑坡体正前方出现高压区,并且随着滑坡体下滑速度增大,滑坡体前方的压力变化也增大,压力的急剧增大也导致气浪速度变大。高速滑坡引发的,中击气浪在前方100m范围内产生12级以上的大风,破坏力极大。此研究将为超前气浪灾害的防治提供科学依据。     

基于无人机RTK及空中三角测量的坡体表面位移监测试验研究

对滑坡易发区域进行动态实时监测是及时预警滑坡灾害发生的重要手段之一.为弥补传统人工滑坡监测方法在复杂地形下工作时存在的效率低、风险高、难度大等缺陷,本文将无人机载波相位差分技术(Real-Time Kinematic, RTK)与空中三角测量相结合,开展坡体表面位移监测试验研究,采用运动恢复结构(Structure From Motion, SFM)算法,经过多像空间前方交会,解算同名像点的空间位移距离,进而实现滑坡体表面位移的动态实时监测.同时开展野外模拟滑坡的现场试验,通过比对观测位移与实际位移数据,分析并评估该方法监测精度.试验结果表明：采用无人机RTK结合空中三角测量技术,能大幅降低对地面控制点的需求,且位移监测的三维度单方向精度均优于2.0 cm,三个方向精度的均方根误差分别为0.6 cm、0.5 cm、2.0 cm,证实该方法用于监测滑坡表面位移的可行性.     

金沙江矮子沟巨型古滑坡形成机制及运动过程研究

通过详细的野外调查，并结合遥感解译、室内试验以及数值模拟等手段，对矮子沟巨型古滑坡的基本特征、形成机制及运动演化过程进行了深入研究。矮子沟古滑坡的形成条件为：滑坡剪出口与坡脚之间存在巨大的高差，为滑坡的形成创造了良好的临空条件；顺向岸坡结构以及坡体内发育的多组控制性结构面是滑坡发生的结构基础；玄武岩系中的凝灰岩软弱夹层削弱了岩体的完整性，地表水及地下水长期入渗，水的软化作用降低了软弱夹层的抗剪强度；地震作用是造成岩体最终滑动失稳的关键因素。该滑坡的动力学过程可划分为四个阶段：(1)启程活动阶段。斜坡地形效应使得地震波在斜坡上部表现出异常放大现象，当短时间内积聚的振动能量超过岩土体的强度时，易形成高位滑坡，滑坡的变形破坏机制为拉裂-滑移；(2)近程活动阶段。近3.82×10⁸ m³的滑坡物质高位高速下滑，与矮子沟右岸坡体发生猛烈碰撞后进一步碎裂解体；(3)高速远程碎屑流阶段。碎屑流继续沿矮子沟高速运动约3 km；(4)堆积堵江阶段。滑坡物质最终形成体积为2.73×10⁸ m³的巨型堰塞坝，堵塞金沙江并...     

覆岩变形破坏电阻率响应特征的模拟实验研究

地下采矿活动引起上覆岩层移动变形和破坏 ,对覆岩变形破坏进行监测 ,可以为采矿设计和安全生产提供可靠的技术保障 .本文从对应于实际地层介质的相似材料物理模型实验出发 ,探讨了模拟实验的相似条件和可行性 ,进行了采矿活动不同时期覆岩电阻率特征变化的动态测试 ,结合实验数据进行反演计算 ,最后获得覆岩变形破坏与电阻率变化的响应关系 .实验结果表明 ,覆岩变形和破坏必然造成地层介质电性特征的变化 ,不同破坏带的破坏程度不同 ,电阻率变化响应特征不一样 ,两者是一一对应的 .利用电阻率方法监测覆岩变形和破坏是完全可行的 .     

覆岩变形破坏电阻率响应特征的模拟实验研究

地下采矿活动引起上覆岩层移动变形和破坏,对覆岩变形破坏进行监测,可以为采矿设计和安全生产提供可靠的技术保障. 本文从对应于实际地层介质的相似材料物理模型实验出发,探讨了模拟实验的相似条件和可行性,进行了采矿活动不同时期覆岩电阻率特征变化的动态测试,结合实验数据进行反演计算,最后获得覆岩变形破坏与电阻率变化的响应关系. 实验结果表明,覆岩变形和破坏必然造成地层介质电性特征的变化,不同破坏带的破坏程度不同,电阻率变化响应特征不一样,两者是一一对应的. 利用电阻率方法监测覆岩变形和破坏是完全可行的.