滑坡灾害系统非线性动力学研究

从非线性动力学的观点出发、以滑坡的时间序列数据为基础，研究了滑坡灾害系统的动力学特征：相空间特征及其吸引子。建立了滑坡灾害系统的非线性动力学模型。通过对这一典型滑坡事例－新滩滑坡的预测表明：在一定时间尺度内，其趋势预监测情况吻合良好。最后的Ａ．Ｎ．Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵分析给出了新滩滑坡确定性预测的时间尺度为１．８年。     

滑坡灾害系统非线性动力学研究

从非线性动力学的观点出发，以滑坡的时间序列数据为基础，研究了滑坡灾害系统的动力学特征：相空间特征及其吸引子。建立了滑坡灾害系统的非线性动力学模型。通过对这一典型滑坡事例－新滩滑坡的预测表明：在一定时间尺度内，其趋势预监测情况吻合良好。最后的Ａ．Ｎ．Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵分析给出了新滩滑坡确定性预测的时间尺度为１．８年。     

滑坡监测的指标体系与技术方法

滑坡监测目的:了解和掌握滑坡体的演变过程,及时捕捉崩滑灾害的特征信息,为崩塌滑坡的正确分析、评价、预测、预报及治理工程等提供可靠资料和科学依据。滑坡监测指标包括地质宏观形迹监测、地面位移监测、深部位移监测、诱发因素监测、水压力监测和滑坡地球物理、地球化学场监测等。滑坡监测技术方法通常有地面宏观形迹的简易观测、地面仪器监测、空间遥测和遥感监测、综合的实时监测预报系统等。论文还介绍了宝塔滑坡监测系统实例。      

黄土滑坡的基本类型与活动特征

按滑体岩土组成和滑面发育位置，黄土地区的滑坡可划分为黄土层内滑坡、黄土接触面滑坡、黄土－泥岩顺层滑坡、黄土－泥岩切层滑坡4种基本类型。黄土接触面滑坡、黄土－泥岩顺层滑坡的滑速低、滑距短，滑体具有稳定性差、复活性强的特点。黄土层内滑坡、黄土－泥岩切层滑坡的滑速高、滑距长，滑体稳定性高。但后壁不稳定，易再次滑动。这些基本规律对黄土滑坡研究和防治、滑坡灾害预测有一定指导意义和实用价值。     

滑坡监测中测量工作的几个问题

滑坡是山区常见的地质灾害类型。滑坡监测是滑坡灾害防治和预测预报的重要基础工作之一。滑坡监测以测量为常用手段，其任务是为研究项目采集数据。监测成果的科学性、可靠性、完备程度直接关系到滑坡研究成果的精度。因此，对滑坡监测的各个环节进行系统规范非常必要。下面就滑坡监测实践中的几个问题作初步探讨。     

基于最优加权组合模型及高斯－牛顿法的滑坡变形预测研究

在对最优加权组合理论和高斯－牛顿法优化非线性模型参数的方法研究的基础上,依托于洒勒山滑坡的实际变形监测资料,建立了该滑坡变形预测的3个非线性预测模型:指数模型、Verhulst模型和灰色GM（1,1）模型;利用最优加权组合理论建立了洒勒山滑坡的最优加权组合预测模型,并运用高斯－牛顿法对各单一模型和组合模型的参数进行了优化。通过对比分析得出:组合模型的预测精度高于任何单一模型的预测精度;参数优化后各单一模型的预测精度都有不同程度的提高;参数优化后的组合模型预测精度是最高的。因此,综合运用最优组合理论和高斯－牛顿法处理滑坡预测预报模型,是提高滑坡预测预报精度的行之有效的方法。     

GPS在滑坡监测中的应用研究——以四川雅安峡口滑坡为例

本文主要介绍GPS用于地质灾害滑坡监测的技术和方法,并通过在中国四川雅安峡口滑坡示范区布设的GPS监测网的测量试验,阐述了在地形复杂、观测条件恶劣的山区进行GPS滑坡监测时,监测点位选择、监测网布设、数据处理的方法。监测结果表明,GPS滑坡监测的精度达到毫米级,完全可以应用于滑坡监测。     

石榴树包滑坡工程监测设计

介绍了黄腊石滑坡现有监测系统．根据石榴树包滑坡防治工程的需要．讨论了石榴树包滑坡工程监测的基本方法。新增加监测内容包括地表位移监测、深部位移监测、地下水位监测、排水效果监测及施工期的专门监测。     

基于实时监测的河口糖厂滑坡监测系统研究

滑坡监测工作已经开展了多年,本文提出滑坡监测的内容包括基础因子、诱发因子和过程因子三部分,认为诱发因子和过程因子是滑坡监测的重点.针对降雨型滑坡监测,提出降雨-入渗-位移变形三者相结合的滑坡监测技术方法,并在河口糖厂滑坡监测工程中应用,实现了监测数据的实时自动采集、自动传输、自动入库的全自动监测系统.通过监测可知,河口...     

大型滑坡施工期监测系统设计及测试成果分析

八尺门滑坡是福建省内迄今所发生的最大公路滑坡,监测是滑坡动态设计和信息化施工的重要内容。在该滑坡施工治理过程中建立了一个大型的滑坡监测系统,为此详细介绍了监测系统设计、现场监测布设及测试方法,开展了包括地表位移、滑体和抗滑桩深部水平位移、抗滑桩土压力、锚索受力、裂缝及地下水位变化等多项目的监测,基于对典型监测成果的综合分析,给出了滑坡的滑动方向、滑面位置、滑坡位移变化、锚索受力及地下水位变化情况等,为滑坡动态设计提供了直接依据,并确保了现场施工和滑坡上的居民安全,有效节约了工程成本。研究成果为相关的滑坡监测工程提供了重要的借鉴意义。     

水库滑坡地下水动态响应规律及浸润线计算模型

库水和降雨直接导致水库滑坡地下水变动,是诱发滑坡的主要因素。已有研究大多是基于监测数据探讨库水与降雨对滑坡变形的影响,未能揭示水库滑坡地下水响应规律,地下水浸润线计算模型没有同时考虑降雨和库水的影响,且模型边界条件与水库滑坡实际情况差别较大。为了揭示大型水库滑坡地下水动态响应规律,需要构建更接近实际情况的地下水位浸润线计算模型。通过三峡水库石榴树包滑坡地下水动态监测,揭示了库水水位变化和降雨条件下滑坡地下水水位动态响应规律,其地下水渗流场近似层流,滑坡前缘和中部的地下水水位与库水位几乎同步,滑坡后部的地下水水位主要受降雨影响,日降雨30 mm会引发地下水水位明显变动。在周期性库水位变化和随机降雨耦合条件下,建立了滑坡地下水非稳定渗流微分方程,解算出水库滑坡地下水位浸润线计算模型,并采用实际监测结果进行了验证。应用计算模型分析了不同工况条件下的滑坡渗流场,并得出滑坡内距前缘水平距离145 m内,库水对地下水有影响;引发地下水变动的降雨和库水位变化阈值分别为0.03,0.1 m/d,且不同的条件组合下降雨和库水位对地下水水位影响存在一定差异。     

贵州兴义滑坡特征及过程预警研究

由于滑坡岩土体结构的复杂性和破坏机制的多样性,滑坡预警一直以来都是全球性难题,极具挑战性。本文论述了贵州省兴义滑坡特征及其成功预警,并分析了滑坡成功预警的关键因素。在对滑坡现场进行地质调查的基础上,综合应用卫星遥感、无人机航拍、LiDAR、地表位移监测等技术手段,初步分析结果认为,兴义滑坡属于典型的含软弱夹层的顺层岩质滑坡,滑源区坡体为2014年首次滑动后形成的不稳定斜坡,在不利的坡体结构加之与软弱夹层组合的地质条件下,受到长期重力及地下水作用,最终演变成滑坡地质灾害。兴义滑坡至2014年第一次滑动后,后缘山体对前缘公路和居民就产生了威胁,2019年2月17日凌晨5时53分,贵州省兴义市马岭镇龙井村兴-马大道旁约96×104 m3的山体再次发生顺层滑动。在滑坡发生前,研究人员就在滑坡体上安装了全球导航卫星系统(GNSS)和自适应性裂缝计两种位移监测传感器,对滑坡变形进行持续监控。现场监测数据实时传输到研究人员自主研发的“地质灾害监测预警系统”中,系统通过多种阈值综合预警模型自动计算监测数据并发布预警结果,在滑坡进入临滑阶段后,系统提前53 min发出了红色预警,完全避免了人员和经济损失。该滑坡的成功预警体现了自主研发的地质灾害监测预警系统、预警模型、监测仪器三者的适用性,可为今后类似滑坡的监测预警研究及应用提供借鉴。     

时间域反射法用于滑坡监测的试验研究

依据时间域反射测试技术（TDR）的基本原理,提出了TDR技术在滑坡监测中的野外工作方法。为了更好地了解电缆的变化规律,进行了室内试验。结合实际应用,给出了TDR监测滑坡的野外应用实例。通过对室内模拟试验和野外应用试验数据的分析、对比,讨论了TDR监测滑坡的实际应用效果和有效性。研究结果表明,与传统的滑坡监测方法相比较,TDR用于滑坡监测的技术方法比较新颖,具有节省时间、成本低廉、定位准确等特点。由此可见,TDR用于滑坡监测,能够实现快速、实时、连续监测。     

Method for prediction of landslide movements based on random forests

Prediction of landslide movements with practical application for landslide risk mitigation is a challenge for scientists. This study presents a methodology for prediction of landslide movements using random forests, a machine learning algorithm based on regression trees. The prediction method was established based on a time series consisting of 2 years of data on landslide movement, groundwater level, and precipitation gathered from the Kostanjek landslide monitoring system and nearby meteorological stations in Zagreb (Croatia). Because of complex relations between precipitations and groundwater levels, the process of landslide movement prediction is divided into two separate models: (1) model for prediction of groundwater levels from precipitation data and (2) model for prediction of landslide movements from groundwater level data. In a groundwater level prediction model, 75 parameters were used as predictors, calculated from precipitation and evapotranspiration data. In the landslide movement prediction model, 10 parameters calculated from groundwater level data were used as predictors. Model validation was performed through the prediction of groundwater levels and prediction of landslide movements for the periods from 10 to 90 days. The validation results show the capability of the model to predict the evolution of daily displacements, from predicted variations of groundwater levels, for the period up to 30 days. Practical contributions of the developed method include the possibility of automated predictions, updated and improved on a daily basis, which would be an important source of information for decisions related to crisis management in the case of risky landslide movements.     

位移-应力协同分析在新近纪软岩质滑坡监测中的应用——以陕西宝鸡市北坡滑坡为例

强降雨可诱发新近纪软岩质滑坡滑移变形。1955年至今,降雨在陕西宝鸡诱发超过十起大型滑坡灾害。2011年9月19日,宝鸡市区72 h内的降雨量达到332 mm,北坡金鼎寺、簸箕山与高家崖滑坡出现裂缝,威胁市区居民安全。为分析滑坡的变形机制与降雨触发的滑体内地下水位的波动关系,2012—2015年,开展了降雨量、地下水位、孔隙水压力、滑坡应力与位移等物理量的实时监测,统计分析了它们的频率、活动强度及累积变化规律,提出了滑坡的位移扩展模型。研究显示:(1)地下水的活动会影响新近纪软岩质滑坡的变形,但降雨量、地下水位、孔隙水压力、滑坡体应力与位移等物理量变化机制有差异,地下水位、孔隙水压力呈周期性变化,滑坡体的应力、位移的变化具有累积效应;(2)宝鸡市北坡滑坡运动变形具有蠕变、快速滑移两个阶段。降雨会触发的滑坡体各物理量出现加速变化,地下水位波动幅度为0.27~1m,孔隙水压力的变化幅度为10kPa,滑体浅层的水平应力变化幅度为5.6kPa;(3)在判断降雨能否诱发滑坡快速滑移过程中,既需分析滑体应力、位移变化的累积效应,又需分析新近纪软岩质滑带的摩擦破坏机制。     

GPS在三峡水库区云阳县滑坡监测中的应用

文章概述了在库区云阳段建立GPS滑坡监测网的观测实践,以黄泥巴蹬坎滑体为例,介绍了GPS相对定位技术在云阳县滑坡的应用现状和进展。在采用GPS监测、深部位移监测、宏观地质巡视的同时,还监测降雨量、地下水位、库水位及不合理的人类工程活动。通过多种监测方法分析,发现在雨季滑坡容易产生变形,非雨季变形缓慢。目前,雨季日变率均小于5mm,而在非雨季平均日变率小于1mm。认为该边坡处于缓慢变形阶段(警惕线)。此外,在巡视过程中,也发现了多条宽1~5mm、长度不等的裂缝和高度不等的局部错台。根据近2年所获得的观测成果分析,深部位移监测、GPS监测和宏观巡视的结果十分吻合,效果令人满意。文章还总结了在滑坡监测中消除GPS测量主要误差的对策。满足方便快捷的同时,在不同时段采集GPS监测数据,适当延长监测时段,每个监测点至少观测2h的要求。多方收集信息,尽量避开潮汐、太阳黑子等活动的时段进行GPS监测。     

考虑地下水作用的滑坡时间预测研究

结合三峡库区堆积层滑坡的具体情况讨论了地下水对滑坡的物理化学和力学作用,论证了地下水物理化学作用对三峡库区松散堆积层滑坡稳定性的影响远小于地下水动力作用对滑坡稳定性的影响.在此基础上,引入总压力水头,提出将地下水对滑坡的各种力学作用简化为总压力水头,结合加卸载响应比方法的思路,分别建立了基于库水位涨落和降雨影响的滑坡预...     

堆积层滑坡水动力位移耦合预测参数及其评价方法研究

在系统分析滑坡的物质组成和失稳动因的基础上,分析和研究了地下水在滑坡稳定性演化过程中的卸载与加载动力作用及其位移响应规律和特点。从非线性系统动力学角度,提出了运用地下水卸加载动力与位移响应耦合预测参数来评价边坡稳定性演化规律与失稳特征,即以地下水位变化量作为堆积层滑坡的卸加载动力参数,以相应的位移作为其卸加载响应参数,建立和确定了地下水卸加载动力与位移响应比预测参数与评价模型。同时,运用损伤力学基本原理,建立了其卸加载响应比与坡体损伤变量和稳定性系数的定量关系以及失稳判据。以三峡库区典型堆积层滑坡分析为例,运用地下水动力与位移耦合预测模型对其稳定性进行了分析与评价,发现地下水动力位移耦合预测参数变化与边坡稳定性实际动态演化规律基本吻合。研究成果表明,所确定的参数是水诱发型堆积层滑坡的一种有效位移动力评价参数,可运用该参数对该类滑坡的动态稳定性进行实时监测预警与评价。     

三峡库区树坪滑坡变形失稳机制分析

树坪滑坡自2003年三峡水库蓄水以来,就一直持续变形。为了对其稳定性及变形发展趋势进行评价和预测,有必要对其变形失稳机制进行深入研究。为此,采用现场地质调查和勘探的方法确定了滑坡的形态和性质;充分挖掘变形监测数据,详细分析了滑坡的变形特征。在此基础上,深入研究了变形失稳机制及影响因素,并对滑坡的稳定性进行了计算和预测。结果表明,滑坡区地形、岩性及地质构造等地质因素控制了树坪滑坡的形成和发展;库水位下降和大气降雨进一步激励了滑坡的变形。库水位下降,坡体内地下水位随之下降,但其速度远小于库水位下降速度,导致坡体内水力梯度和渗透力明显增大,从而使滑坡稳定性急剧下降,并且库水位下降速度越快,滑坡的位移速率也越大,是典型的水库下降型滑坡。在库水位下降过程中,若出现明显的降雨过程,更加剧了滑坡的变形,有产生大规模滑动的可能性,须采取防护治理措施。