黄土高边坡稳定性影响因素分析 ——以宝鸡峡引水工程为例

黄土高边坡稳定性受多种因素影响,对高边坡稳定性影响因素进行敏感性分析非常必要。通过建立合理的计算模型,采用灰色关联度法,对影响宝鸡峡引水工程黄土高边坡稳定性的主要因素进行了分析。结果表明,土体的内摩擦角和黏聚力对其稳定性影响最大;采用正交实验分析可知,除土体的内摩擦角、黏聚力和坡高外,地震作用对黄土高边坡稳定性的影响也较大。以上分析表明,抗剪强度指标是影响黄土高边坡稳定的主要敏感性因素,提出了在黄土高边坡稳定性分析时应尽量使抗剪强度指标的选取准确、合理,同时也应考虑边坡高度和地震的影响,进而为黄土高边坡类的工程设计和运行管理提供重要参考。     

不同结构性黄土的强度规律及传统强度准则适应性分析

在真三轴试验基础上揭示了多种不同结构性原状黄土的强度变化规律,分析了在岩土工程实践中常用的Mohr-Coulomb准则和Matsuoka-Nakai准则对不同结构性原状黄土的适应性。结果表明:当结构性黄土的强度越大时,其在π平面上的破坏线越接近于抹圆曲边三角形,反之其在π平面上的破坏线越接近于抹圆角三角形;结构性黄土随着结构性的增大在π平面上的强度破坏线从抹圆角三角形逐渐向抹圆曲边三角形发展,最终趋近于Mises圆;两个强度准则所描述的强度都比结构性原状黄土的实际强度值小,Mohr-Coulomb准则的误差比Matsuoka-Nakai准则的误差大,并且随着结构性的增强其误差也逐渐增大。     

黄土覆盖山地对岷县、漳县M_s6.6地震余震动力响应的影响

2013年7月22日岷县、漳县MS6.6地震发生后,我们立刻在极震区架设三台K2强震动记录仪器,以了解地震对黄土覆盖山地的影响.截至8月11日共获取地震记录172个（516条）,ML≥3.0的地震48个,最大震级ML4.4,最大加速度值65.9 gal.我们从永星台阵的强余震观测资料中,选取震级较大的余震记录进行分析,经过初步处理,分别读取各个台站的地表最大加速度值,由于观测地区的黄土覆盖层较薄,土质松软,永星村台、永星小学台这两个台的加速度记录,不能与大竜村台的记录直接比较,我们将观测记录进行傅里叶分析,统计其优势频率,展示部分典型记录的傅里叶谱发现,黄土对高频成分的吸收作用不可忽视,最大加速度值随震中距的增大而衰减迅速.在近场情况下,地表最大加速度对震中距十分敏感,所以无法直接对比不同地形对于地表加速度的影响,分析结果表明：大竜村台优势频率为5.2 Hz;永星村台优势频率为4.1 Hz;永星小学台优势频率为5.3 Hz,注意到位于山脚下的大竜村测点为基岩,加速度记录的优势频率自然较高,而位于山顶的永星村是黄土地基,但是此地的加速度记录的优势频率明显高于山腰记录,几乎与基岩台基的优势频率相当.宏观调查也表明：低频率、高烈度对于房屋的破坏力更大.ML3.8地震观测表明,地表加速度值随震中距的增大而迅速衰减,距离最近的大竜村台（基岩台址）获取的加速度记录北南向最大,另外两个分向的加速度记录也大于较远的两个流动台的记录.基岩台北南向比垂直向要大,和这次地震的震源机制（逆冲兼走滑）相关.地形影响依然存在,本次观测台阵中,位于山顶的永星村观测记录的傅里叶谱,明显高于山腰的记录,地表最大加速度值也稍高于山腰观测,由于地形相差不够大,规律性也不太明显.本次观测结果和以往在孤立山峰的观测情况略有不同,一是记录地震的震级偏小,而观测距离又偏近,震中距的影响可能超过地形因素的影响程度,所以其原因更加复杂,有待进一步研究.     

Oxygen isotopes from Chinese caves: records not of monsoon rainfall but of circulation regime

Oxygen isotope variations in Chinese stalagmites have been widely interpreted as a record of the amount of East Asian summer monsoonal rainfall. This interpretation infers decreasing monsoonal rainfall from the mid‐Holocene and large, dipolar rainfall oscillations within glaciations. However, the speleothem δ¹⁸O variations conflict with independent palaeoclimate proxies (cave δ¹³C, loess/palaeosol magnetic properties, δ¹³C alkanes), which indicate no systematic decline in rainfall from the mid‐Holocene, and no glacial rainfall maxima. Using mass balance calculations (which incorporate seasonality effects in both δ¹⁸O concentration and amount of precipitation), we demonstrate that the cave δ¹⁸O variations cannot be accounted for by summer rainfall changes, or rainfall seasonality or winter cooling, but instead reflect changes in moisture source. A possible driver of the δ¹⁸O variations in Chinese stalagmites is precessional forcing of inter‐hemispheric temperature gradients, and resultant shifts in the position and intensity of the subtropical pressure cells. Through such forcing, Indian monsoon‐sourced δ¹⁸O may have dominated at times of high boreal summer insolation, and local Pacific‐sourced moisture at low insolation. Suppression of summer monsoonal rainfall during glacial stages may reflect diminished sea and land surface temperatures and the radiative impacts of increased regional dust fluxes. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

利用DEM边缘检测进行黄土地貌沟沿线自动提取

在分析黄土地貌沟沿线形态特征的基础上,提出了基于规则格网DEM,通过引入边缘检测算子提取并连接沟沿线候选点,并借助形态学方法滤除细碎线段,最终生成沟沿线的方法。黄土丘陵沟壑区的实验结果显示,Sobel、Roberts、Prewitt梯度算子检测得到的沟沿线封闭性较差,线段较零碎,与实际沟沿线不符,不适用于沟沿线的自动提取;而LOG算子提取的线段连续、精度高,是理想的沟沿线检测算子,能够实现黄土地貌沟沿线较准确、有效的自动提取。     

马兰黄土动强度及其微结构变化实验

黄土斜坡灾害已经成为黄土地区农村城镇化及交通建设的瓶颈,是当前地质灾害领域的研究热点.因震(振)动影响而降低黄土强度、改变黄土自身结构形态的研究是揭示黄土斜坡灾变机理的基础.基于GDS试验系统,采用应变控制等效正弦波逐级加载方式,进行马兰黄土动三轴试验;利用扫描电镜,观察马兰黄土试验前后微结构变化.试验结果表明:马兰黄...     

坎苏剖面记录的西天山地区黄土磁学性质及其控制因素初探

西天山地区坎苏(KS)黄土剖面的岩石磁学研究结果表明,与黄土高原地区黄土基本一致,磁性矿物以亚铁磁性矿物为主,磁铁矿和磁赤铁矿占据重要地位,针铁矿也普遍存在于地层中.该剖面中磁性矿物的含量高,硬磁性矿物含量也高.磁性矿物磁晶粒度以假单畴和多畴(PSD/MD)为主,而S1S3的磁晶粒度较细,表现为粗单畴(SSD)的性质....     

引水灌区黄土地质灾害成因机制与防控技术 ——以黄河三峡库区甘肃黑方台移民灌区为例

黄土是具有水敏性的特殊类土,遇水后性质发生明显变化,甚至引发地质灾害.甘肃黑方台地区由于引水灌溉引发的滑坡和黄土湿陷等灾害十分严重,也很典型,已成为地质灾害研究和工程实践的热点地区之一.针对引水灌区黄土地质灾害成因机制研究与防控技术中存在的问题,以黑方台地区为例,从灌溉水入渗引起的地下水动力场与黄土工程地质性质响应及其诱发的黄土滑坡和黄土湿陷灾害等方面开展了国际合作研究.研究表明,40余年引水灌溉导致台塬中心部位地下水位上升了20m,升幅为0.476m/a,导致滑坡灾害频发,平均每年发生3～4次,引起黄土湿陷总量达5.9m,非饱和黄土和湿陷系数小于0.015的黄土所引起的湿陷量达到2.16m,对黄土湿陷性研究提出新的挑战.灌区地质灾害风险防控的关键是改变灌溉模式,减少地下水补给,实施排水工程,有效地降低斜坡地带的地下水位.     

甘肃永靖黑方台地区灌溉诱发作用与黄土滑坡响应

黑方台地区自灌溉以来,诱发了大量的滑坡,但缺乏系统地对研究区的滑坡历史分析研究 在黑方台滑坡历史分析的基础上,研究灌溉引起的地下水位上升过程与滑坡的历史关系,对比分析不同时期的地下水位对滑坡稳定性、滑坡体积及后壁垮塌速度的影响.历史数据分析表明,灌溉引起的水位上升与滑坡发生的频率、体积存在明显的相关性,选取的典型滑坡稳定性计算结果显示滑坡具有多期逐级后退式特征,随着灌溉时间的增长,滑坡体积逐渐减小,但发生频率逐渐增大,基于DEM数据计算的滑坡变形也验证了计算结果.研究成果基本反演了灌溉引起的黄土滑坡历史过程,对黑方台滑坡的综合治理提供了数据支撑.     

非饱和黄土土-水特征曲线与渗透系数Childs & Collis-Geroge模型预测

我国黄土厚度大,黄土地区地下水位深,降雨量少,黄土多处于非饱和状态,土-水特征曲线是非饱和黄土应力状态、强度及渗透性研究的基础。以陇东高原马兰黄土为试验对象,采用张力计法测定原状土样的土-水特征曲线,采用三种理论模型对试验数据拟合,其中Gardner模型简单、参数少,但Fredlund & Xing模型拟合效果最好。基于已测得的土-水特征曲线,采用Childs & Collis-Geroge预测非饱和渗透系数的模型,计算得到非饱和黄土渗透系数与基质吸力或含水率的关系,发现黄土从饱和到非饱和,其渗透系数急剧降低,黄土非饱和渗透系数与基质吸力或体积含水率的关系均可用指数函数表示。本文对典型黄土土-水特征曲线的研究及渗透性的预测为黄土工程问题,如降雨入渗的边坡稳定性评价、非饱和地基湿陷变形计算等提供理论基础。