甘肃通渭“9·14”常河滑坡成因机理

2019年9月14日11时,受多日降雨影响,甘肃省定西市通渭县常家河镇小庄村发生大规模黄土滑坡,体积约800万m³。滑坡造成部分农田、公路及阳坡大桥损毁,直接经济损失约2 347.2万元。在对滑坡现场进行大量地面调查的基础上,通过无人机航拍、现场测绘、走访调查和数值模拟等手段对滑坡的变形破坏特征进行了分析,并在此基础上探讨了其成因机制。结果表明:斜坡体是在震裂、蠕变、软化、水动力等多种条件下按照一定的先后顺序由稳态逐步演化至失稳;该滑坡的失稳演化过程和灾变机制可以概括为原始斜坡(黄土、泥岩二元层状结构)-地震触发(滑坡堆积体、坡体震裂损伤)-蠕变弱化(层间剪切带、裂缝和落水洞扩展)-降雨激发(滑带软化、泥化,水压力作用)-失稳滑动(滑面贯通)5个阶段;由于长期的蠕变和雨水的渗透冲蚀,坡体上的落水洞和地下暗河十分发育,且是控制本次滑坡边界的关键因素;滑坡后缘和前缘变形剧烈,中部变形相对稍弱,推断该滑坡为受地形及地下水作用控制明显的牵引-推移式复合滑坡。     

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。     

基于Mein-Larson入渗模型的凹形边坡稳定性分析

坡面形态对边坡表面应力状态影响显著,而应力状态与边坡稳定性密切相关。以往的降雨入渗模型仅考虑直线形态的边坡,并没有考虑边坡为曲线形态的情况。将Mein-Larson入渗模型与坡形函数相结合,推导降雨作用下凹形边坡的入渗函数,结合极限平衡分析方法,提出一种凹形边坡稳定性计算模型。同时根据坡形拟合与坡形简化的思路,将实际边坡分别当作成凹形边坡和直线边坡进行研究。研究结果表明:湿润锋入渗深度与降雨时间呈线性关系,湿润锋面在不同降雨时刻下均与坡面平行。将实际边坡当作凹形边坡进行分析时,其降雨入渗规律更符合实际情况;当降雨时间为10天时,浅层斜坡模型得到的计算结果为0.95,而本文计算模型与数值模拟得到的稳定性系数分别为1.004和1.003,相对误差不超过1%。因此与以往提出的计算模型相比,该模型不仅考虑了实际边坡的坡面形态,而且具有计算简便、可靠度较高等特点。     

基于Himawari-8卫星的云参数和降水关系研究

基于日本Himawari-8卫星的云产品,对中国中东部地区2017年夏季(6—8月)每日08—17时的降水资料进行了分析,重点讨论了云光学厚度(COD)、云顶粒子平均尺度(CPS)、云顶温度(CTT)三个云参数与降水的关系。试验表明,降水概率与云参数相关性较高,存在随着COD增加、CPS增加、CTT减小而增加的明显趋势。但是,单个云参数与降水强度相关性则较低;COD、CPS、CTT与小时降雨率的相关系数分别为0.2315、0.1823、-0.2235,均为弱相关。如果综合考虑联合两个或三个云参数形成小时降雨率分布矩阵,则降水过程能得到更为清晰的体现。2017年8月28日的个例表明,相比纯粹基于红外的算法,三参数方法可以明显提高小时降雨率的估计精度。     

改进Mein-Larson模型的花岗岩残积土边坡降雨入渗研究

在我国发生的众多滑坡灾害中,最为突出的一个致灾因素是降雨。针对降雨诱发滑坡的研究一般是将边坡失稳的机制作为着手点,研究湿润锋向下发展的运移规律。针对Mein-Larson降雨入渗模型在模拟水分入渗过程中未充分考虑初始含水率分布的非线性这一不足,引入考虑初始含水率分布的非线性即指数分布进行土体含水率分布、土体累计入渗雨量的修正,并进行改进Mein-Larson降雨入渗模型的研究,通过试验验证了改进之后的降雨入渗模型的正确性与合理性。     

不同型号摆式倾斜仪观测资料的一致性分析

利用相关系数法分析泰安台SSQ、VS、RZB和CZB四套摆式倾斜仪的潮汐因子和分量趋势变化特征;利用S变换和降雨效率分析抽水、降雨对倾斜观测资料的影响;分析了倾斜观测的气压干扰程度及映震能力。结果表明：摆式倾斜观测资料在变化趋势以及抽水、降雨、气压干扰影响方面有一定的一致性特征,在资料分析、异常识别中可以相互佐证,其中洞室SSQ和VS观测资料的一致性最高,但具体表现形态和变化幅度存在差异;抽水干扰信号频率在0.6×10^-3Hz以下,NS分量受抽水影响均大于EW分量,仪器距离抽水井越近、安装深度与抽水井深度越接近影响越大;雨季初始时段连续降雨的效率大于第二时段,且NS分量大于EW分量;山洞内的SSQ、VS受气压干扰程度较钻孔中的RZB和CZB严重;形变仪器本身的滤波性能,造成仪器映震能力相差较大,记录地震个数最大相差近12倍。     

不同森林经营方式下幼林地水土流失对降雨增强的响应

研究自然降雨梯度下不同经营方式森林的径流和泥沙量有助于预测未来气候变化背景下水土流失模式。选择次生林以及由其转换而来的米槠人工幼林(人工幼林)和人工促进天然更新幼林(人促幼林)为研究对象,选取47场自然降雨事件构成一个降雨梯度,探讨不同森林类型水土流失对降雨增强的响应差异及其内在机制。结果发现:人促幼林和次生林因其植被垂直结构发育,降雨侵蚀力施加的侵蚀动能被植物体抵消,水土流失量低,其产量主要受到降雨量的调控,且随降雨的加强而缓慢增加;人工幼林覆盖度低,林下裸露,水土流失受到降雨侵蚀力的直接影响,产流和输沙量大,而且随着降雨强度的增加而快速增加.未来应多提倡人工促进更新的方式,人工林的经营要加强林下管理,增加覆盖。     

根据海洋中的盐度预测降雨

伍兹霍尔海洋研究所的科学家雷·施密特和他的两个双胞胎儿子在降雨预报竞赛中获得最高奖。7~10天的天气预测,能够帮助我们规划我们的日常生活,但是当涉及季节或者数周的天气预测时.     

降雨对非饱和残积土中基坑受力变形影响的机理研究

花岗岩残积土在非饱和状态下的工程性质良好,但其极易受到降雨影响。厦门石鼓山西通道项目的实测数据表明,降雨入渗引起残积土中基坑围护桩变形显著增加。本文采用PLAXIS有限元软件建立数值模型,通过瞬态渗流分析,探究降雨入渗加剧非饱和残积土中基坑变形的机理。结果表明,降雨入渗会显著加剧非饱和残积土中基坑变形,降低基坑的稳定性,其原因是降雨入渗使基坑内外土体饱和度增加,基质吸力降低,进而导致土体抗剪强度减小,同时导致主动土压力增大。相比于低渗透性土,饱和渗透系数较高的残积土层中基坑持力层土体强度更易受到降雨的影响。墙后土体应力路径表明,降雨过程土体所受剪力基本保持不变,基坑变形增加较小,降雨后的清淤开挖使桩后土体达到临界抗剪强度,导致基坑变形急剧增加。