皂角沱崩塌形成机制数值模拟

以位于"5·12"汶川大地震震中区的皂角沱崩塌为研究对象,通过对崩塌所处的自然地理、工程地质环境进行野外调查,分析崩塌的发育特征;采用不连续变形分析软件DDA,对坡体失稳崩塌的全过程进行模拟研究。结果表明,斜坡地形放大效应在震中区是客观存在的,具倾向坡外的陡倾控制性结构面的高陡突出地形对地震波具有明显的放大作用。该坡体崩塌失稳模式为:峰值加速度放大→增加的振幅迫使岩体沿陡倾坡外的控制性结构面迅速拉裂→沿滑动面发生崩滑→高速脱离滑源区→巨大的势能和动能驱动块体做长距离运动。通过数值模拟可知,随着斜坡坡高的增大,地震加速度和速度无论是在水平向,还是在竖直向均存在放大效应,但是水平向的放大效应较竖直向更明显;结构面监测点的加速度和速度放大系数相比稳定的坡体要大得多,地震袭来,当遇到陡倾坡外的不连续结构面时,斜坡动力响应强烈,最终危岩体沿控制性结构面发生崩滑破坏。     

松辽盆地北部西斜坡青二段至姚一段四级层序格架内沉积微相分布

以松辽盆地北部西斜坡青山口组二段至姚家组一段高频层序地层为研究对象,研究各体系域内沉积体系充填类型和展布规律,利用地震、测井、岩心和古生物资料,建立松辽盆地西斜坡中青二段至姚一段四级层序格架;分析四级层序格架内沉积微相类型、沉积体形态及规模,确定沉积微相时空分布和演化特征。结果表明:青山口组二段划分为2个四级层序(Cg4、Cg3),青山口组三段划分为3个四级层序(Cg2、Cg1、Cg0),姚家组一段划分为1个四级层序(Cp1),各四级层序内均能识别出相应级次的湖泊扩张体系域和湖泊收缩体系域。研究区主要发育三角洲前缘河口坝、远砂坝、滨浅湖混合滩、砂滩和钙质浅滩沉积微相,富砂的三角洲前缘、滨浅湖砂质滩坝微相与富泥的滨浅湖混合滩微相在剖面上形成储盖组合;平面上,来源于四个物源方向的三角洲沉积体在青山口组二段的各体系域沉积时期逐渐向湖推进,与滨浅湖混合滩、泥滩微相共存,并新发育西北物源三角洲;青山口组三段沉积阶段三角洲沉积体规模明显缩小,以发育滨浅湖钙质浅滩微相为特征,Cp1时期三角洲再次向湖迁移,滨浅湖不断萎缩。该研究结果为研究区地层—岩性油气藏预测、评价提供依据。     

基于斜坡破坏模式的软弱变质岩区岩质滑坡易发性评价

滑坡受控于地质环境条件和坡体地质结构,不同地质结构的斜坡失稳破坏的模式存在差异,本文以后龙门山千枚岩区为例,基于现场调查,梳理总结了区内岩质滑坡发生的力学模式与斜坡地质环境、坡体结构之间的关系,进而选取控制滑坡发生的关键因素,运用ARCGIS软件的加权叠加功能定量划分了不同模式滑坡的易发区域,主要取得以下认识：（1）滑移—拉裂式滑坡主要发生在坡度30-45°的顺向飘倾坡内、滑移—溃曲式滑坡发生在坡度30-45°的顺向伏倾坡内、倾倒变形主要发生在岩层倾角大于65°的反向斜坡内;（2）区内倾倒变形易发区面积为8.73km2、滑移拉裂易发区面积为4.31m2、滑移溃曲易发区面积为3.28km2,以倾倒变形类型的滑坡为主,已发生滑坡与易发分区结果比对证明了滑坡易发分区与实际情况基本吻合。     

锁固型斜坡失稳机理及其物理预测模型

稳定性受潜在滑面上锁固段所控制的一类斜坡,称之为锁固型斜坡,其失稳机理较为直观明确,我们认为突破斜坡失稳预测这一世界性科学难题应从该类斜坡入手。本文总结了当前有关锁固型斜坡的分类研究,认为可将其分成两大体系;指出锁固型斜坡演化3阶段与锁固段变形破坏过程之间存在内在联系,其演化过程之所以出现加速蠕滑阶段,是因为锁固段损伤累积至体积膨胀点后所致;发现锁固段峰值强度点和残余强度点可视为锁固型斜坡演化进程中的两个特征灾变点,其分别对应着突发型和渐变型滑坡的发生;基于锁固段损伤本构模型和重正化群理论,导出了体积膨胀点、峰值强度点与残余强度点三者之间的量化力学联系,构建了锁固型斜坡失稳的物理预测模型;据此模型对盐池河山崩、新滩滑坡和Libby坝左坝肩楔形岩质滑坡的回溯性预测效果良好,并可合理解释其失稳机理;阐述了该模型的使用原则和配套技术方法,以便于实际应用。     

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡上的低幅度构造特征及成因探讨

以志丹油田烟雾峁区块为例,依据大量钻井资料,采用密井网、大比例尺三维建模、宏观对比与局部解剖相结合以及多因素叠合分析的方法,探讨了鄂尔多斯盆地伊陕斜坡上的低幅度构造特征及其成因。研究结果表明:鄂尔多斯盆地伊陕斜坡上的低幅度构造广泛发育;稀井网小比例尺条件能较好地反映低幅度构造简单及规则的宏观特性;密井网大比例尺条件则能够精细刻画低幅度构造复杂多样的微观特征。每一支宏观低幅度构造都是由一系列局部具闭合圈闭的微观低幅度构造组合而成;构造轴向基本呈近EW方向,与区域沉积相带展布方向近乎垂直相交,不符合差异压实构造的成因条件;构造应力场作用是区内低幅度构造拥有定向性延伸、排列式褶合、规模化发育、区域性展布、继承性演化等基本特征的源动力。印支、燕山、喜山三期应力场对伊陕斜坡主体的综合作用体现为一种近SN向的挤压及压扭性应力效应,导致沉积盖层产生一系列近EW向伸展且规则排列的鼻状褶曲;同时,由于后两期应力场的调整和影响,使宏观尺度上较为简单明了的印支期低幅度构造在微观尺度上继承性演化,进一步分化为一系列形式更为多样的低幅度构造及其组合,造就了现今伊陕斜坡上"简单又复杂"的特殊低幅度构造格局。     

内蒙古南部晚二叠世同生变形构造与陆缘裂陷

内蒙南部林西县至正镶白旗林西—正镶白旗地区晚二叠世地层中,发现类型繁多的同生变形构造。除前人报道的滑卷层理、滑塌褶皱、滑塌砾岩和浊积砂砾岩以外,还有本文首次发现的大量球状体,包括滚动纺锤体、叠加滑卷球核、砾核滚动球、砂质滚动球和泥质滚动球。形态结构、成分组成和地层分布研究表明,这些构造形体均属重力成因和形成在陆棚—斜坡上。不同类型的构造形体可以组成来源演变序列,显示重力作用的加强,如滑卷层理通过"叠加滑卷"变成滑卷叠加球核,再通过"滚动粘结"变成滚动球体。它们形成和保存都受特定环境因素控制,因此各自具有特殊指相意义。大量同生变形构造出现,反映沿华北板块北缘出现陆棚、斜坡和深水海槽环境,证明晚二叠世兴—蒙海槽再次裂开,并形成"林西—九台裂陷带"。     

甘肃天水地区强降雨诱发黄土-泥岩滑坡机理实验研究

在甘肃天水地区每年由降雨诱发的黄土-泥岩滑坡灾害事故很多,给当地人民生命财产造成巨大损失。为探索该类斜坡的滑动破坏过程与机理,在野外地质调查、工程地质钻探及岩土体力学测试的基础上,通过室内大型物理模型实验,研究“上部黄土+下部泥岩”二元结构类型斜坡在强降雨作用下的动态变形演化过程,揭示该类斜坡的破坏机理和破坏模式。结果表明:强降雨作用下斜坡变形破坏以滑动破坏为主,水分的作用主要表现为增加土体自重、引起土体强度降低、降低结构面的抗滑力、产生孔隙水压力及降低有效应力等几个方面,斜坡的破坏模式则主要表现为坡肩侵蚀→微裂隙产生、发展、贯通→斜坡局部滑动破坏→斜坡整体滑动破坏。研究结果对天水地区该类滑坡的早期识别有重要的参考意义,可为该类滑坡的防灾减灾提供科学依据。     

长江三峡巴东复杂斜坡系统成因研究

三峡库区巴东县新城区所在的扇形大斜坡是一个复杂斜坡系统。斜坡后缘边界的挤压变形带是斜坡整体沿其底界面（T1j^3-T2b^1）之间岩层界面向长江发生重力蠕滑作用的结果,不存在“巴东断裂”问题。斜坡系统内部未发现成规模的褶皱,也不存在数量众多的内动力成因的断裂带。巴东斜坡区浅表生变形破坏类型可概括为侧向拉裂、“雪崩式”垮塌、表层风化、侧向滑移张剪破裂、岩层折断变位、软岩膝折剪破裂和压扭破裂又重胶结7种重力卸荷破坏力学模式。斜坡系统内部发育分期分区（块）滑动（滑坡）现象,但不存在构造地质意义上的“断层”形迹。在地貌形态上,巴东大斜坡被4条冲沟分割成5个斜坡单元。在斜坡地质结构、成因类型与空间分布上,巴东大斜坡可划分为3个层次,即表层崩塌滑坡成因为主的堆积层（第一层次）,冲沟分割且浅表生地质形迹发育的层状顺倾的中间基岩层（第二层次）和整体连续顺倾的深层基岩层（第三层次）。分形几何计算证明,巴东大斜坡的地貌形态尚处于侵蚀发育的青（幼）年期。FLAC^3D数值模拟发现,在长江侵蚀下切的不同阶段,巴东斜坡体前缘和后缘接近底界面位置塑性变形区分布集中,但不具备沿深层界面发生整体滑动剪出的可能性。基本认识是,“巴东复杂斜坡系统”是在官渡口-东瀼口向斜南翼（单斜山）的地质背景下,持续经受长江快速侵蚀下切外动力作用,河谷岸坡快速临空导致其自身重力产生强烈的侧向卸荷与滑移等浅表生地质改造作用过程而形成的,可简单地概括为“重力成因论”。     

造山带大陆斜坡沉积类型

造山带大陆斜坡可以划分出有扇与无扇大陆斜坡两种沉积类型。有扇大陆斜坡以近源浊积岩、碎屑流为特色;无扇大陆斜坡以远源浊积岩、等深岩、半远洋沉积为特色。因而大陆斜坡也是一个多种沉积作用活跃的场所。造山带深水沉积绝不是常人认为是单一的复理石、千篇一律的重力流,而是内容十分丰富的沉积作用非常活跃和堆积的场所。     

斜坡平台波浪破碎数值模拟

波浪在斜坡地形上破碎,破波后稳定波高多采用物理模型试验方法进行研究,利用近岸波浪传播变形的抛物型缓坡方程和波能流平衡方程,导出了适用于斜坡上波浪破碎的数值模拟方法。首先根据波能流平衡方程和缓坡方程基本型式分析波浪在破波带内的波能变化和衰减率,推导了波浪传播模型中波能衰减因子和破波能量流衰减因子之间的关系;其次,利用陡坡地形上的高阶抛物型缓坡方程建立了波浪传播和波浪破碎数学模型;最后,根据物理模型试验实测数据对数值模拟的效果进行验证。数值计算与试验资料比较表明,该模型可以较好地模拟斜坡地形的波浪传播波高变化。