台湾“莫拉克”台风诱发山地灾害成因与启示

2009-07"莫拉克"台风在台湾岛内滞留大于40 h,受中央山脉地形以及西南季风的影响,形成"北部风强,南部雨大"的局面.本次降雨为台湾历年之冠,24 h降雨量1 825 mm,48 h雨量2 467 mm,逼近世界降雨极值.全台湾计有31个雨量站过程降雨量超过1 000 mm,23个雨量站超过1 500 mm, 15个雨量站超过2 000 mm,南部部分区域甚至出现6-10日累积降雨量超过其年降雨量情形.最大总雨量位于阿里山,2009-08-06-10累计雨量达2 884 mm.长时间持续强降雨,造成了大量的泥石流、堰塞湖、崩塌、滑坡、山洪等山地灾害.大量的崩塌、滑坡阻塞河道,形成了16处堰塞湖.这些灾害淤埋村镇,毁坏道路、桥梁、堤防、建筑、输电和通讯设施.由于道路交通受损,电力、通讯信号中断,使得许多村庄与外部隔绝,成为孤岛,救援设施与救援物资无法到达灾区,延缓救援进度.受灾较重的乡镇有高雄县甲仙乡、桃源乡、六龟乡、那玛夏乡、杉林乡,南投县鹿谷乡、信义乡、国姓乡,嘉义县阿里山乡、梅山乡、中埔乡,屏东县高树乡、三地门乡、春日乡,台南县南化乡,台东县金峰乡等.截至2009-08,造成全台共619人死亡、肢体74件、76人失踪,其中小林村和新开部落被完全毁灭.台风暴雨、陡峻地形和丰富的松散固体物质等自然因素决定了山地灾害形成的基本因素,高强度长历时的暴雨是直接激发因素,坡地过度开发、道路建设、河道不合理利用等人为因素则加剧了灾情.莫拉克台风暴雨灾害对人们的启示是合理确定开发度,科学利用土地资源; 确保山区溪流行洪空间,把防洪需求作为河谷地开发的限制条件; 注意环境保育,尽量减少工程建设对斜坡的扰动; 提高山地灾害预警标准,建立巨灾监测预警机制;进行灾害风险分析与管理,开展有机结合资源利用与减灾防灾的流域理性开发.     

2009年兰州市九州石峡口滑坡成因及其西侧高边坡稳定性研究

2009年5月16日兰州市九州石峡口小区西侧山体发生滑坡灾害,造成重大生命和财产损失。本文对石峡口滑坡的特征和成因进行了系统研究,认为滑坡区高陡的地形、不合理的绿化灌溉和不良的岩土体工程地质性质是诱发该滑坡的主要因素。在分析石峡口滑坡成因的基础上对与该滑坡相邻的西侧高边坡进行了稳定性研究,采用有限元强度折减法计算出潜在滑面的位置和稳定系数,并和极限平衡法计算结果做比较,结果表明有限元强度折减法与传统极限平衡法计算的稳定性系数很接近,增强了计算结果的可靠性。     

滑坡易发性危险性风险评价例析

从易发性、危险性、风险的概念入手,依据国际上流行和通用的滑坡风险评价与管理理论,分析了易发性评价的内容,包括易发性评价到危险性评价需要增加的评价要素,以及从危险性评价到风险评价需要增加的评价要素,阐明了这三种评价之间的联系和区别。并通过延安宝塔区的滑坡易发性、危险性和风险的评价与区划具体说明三者的做法和结果。     

基于滑体渗透性与库水变动的滑坡稳定性变化规律研究

在三峡工程试运行期间,库区滑坡因地质结构和渗透性的不同,其变形情况存在明显差异,因此,除研究滑坡地质结构外,还应加强不同渗透性滑坡在库水变动下的稳定性响应规律研究。以三峡水库库首区黄荆树滑坡实例为计算模型,分析库水位在175～145 m间以0.5～2.0 m/d变化时4种不同渗透性滑坡的渗流场特征;再以库水影响系数? 和稳定性变化率为评价指标,研究在滑体渗透性和库水变动条件下的滑坡稳定性变化规律。研究表明,当库水影响系数? 在-0.107～-0.322时,稳定性变化率? 最大,且随? 减小滑坡稳定性增加率? 减小;当? 在-0.644～-769.231时,随? 减小稳定性增加率? 变化不明显;当? 在576.923～769.231时,库水位上升时滑坡稳定性降低较少;当? 在0.107～384.615时,影响系数? 与稳定性变化率? 的相关性不明显。其结果对于库区滑坡的监测预警有较强的应用价值     

基于粒子群-高斯过程回归耦合算法的滑坡位移时序分析预测智能模型

高斯过程回归(GPR)学习机有着容易实现、超参数自适应获取及预测输出具有概率意义等优点。通常采用共轭梯度法获取GPR超参数,但其存在优化效果对初值依赖性太强,迭代次数难以确定,易陷入局部最优的缺点。改用粒子群优化 (PSO)算法进行最优超参数搜索,形成粒子群-高斯过程回归耦合算法(PSO-GPR)。将该算法引入三峡永久船闸高边坡、卧龙寺新滑坡、链子崖滑坡3个不同的典型滑坡变形时序分析中,对每个滑坡分别采用稳态核及一种新式神经网络（NN）、平方指数（SE）、有理二次型（RQ）3种单一核函数进行外推预报测试。工程应用表明,基于3种不同单一核函数的粒子群-高斯过程回归算法（PSO-GPR）均能完全适应不同滑坡时序分析,其中以NN核函数外推预测效果最佳,平均相对误差分别为6.37%、7.62%、1.07%,从而改善了在进行不同滑坡变形时序分析时采用单一核函数的核机器外推能力存在较大差异性的问题,提高了单一核函数对不同数据类型的兼容性     

锚索双排桩与刚架双排桩的对比研究

在大型滑坡治理工程中常常采用双排抗滑桩,锚索双排桩和刚架双排桩是常见的两种型式。采用有限元程序ANSYS分别建立锚索双排桩和刚架双排桩的有限元分析模型,对比分析这两种型式双排桩的内力分布,找出能更好发挥抗滑效果的结构型式。通过对比分析可知,锚索双排桩的前后两排桩的内力分布差距十分明显,刚架双排桩的前后两排桩的内力分布差距较小,所以,刚架双排桩能够更好地发挥抗滑效果。选取锚索双排桩和刚架双排桩2个工程实例,监测分析发现锚索双排桩的前排桩侧向位移和弯矩均远小于后排桩,刚架双排桩前后两排桩的位移和弯矩比较接近,这与有限元分析结果相吻合,因此,双排抗滑桩的设计中建议采用刚架双排桩     

滑坡位移多重分形特征与滑坡演化预测

在系统分析滑坡位移监测资料和位移演化特征的基础上,根据多重分形理论基本原理,对滑坡位移演化所具有的复杂性、突变性和非线性特征进行了分析和研究。单一分形维数对滑坡位移的演化趋势预测存在不足,文中分别以新滩滑坡、丹巴滑坡和黄蜡石滑坡为例,计算了滑坡位移时序演化的多重分维数演化特征。分析和评价位移演化规律与多重分维数演化特征的关系发现,多重分维数D1 > D2 > … > D∞时,滑坡趋于稳定;D1 < D2 < … < D∞时,滑坡向失稳破坏演化。当滑坡位移时序多重分维数演化特征出现拐点时,即分维数由D1 > D2 > … > D∞,经D1 > … > Dn < Dn+1 < … < D∞到 D1 < D2 < … < D∞的演化过程时,滑坡向不稳定的状态演化;当分维数由D1 < D2 < … < D∞,经D1 > … > Dn D2 > … > D∞的演化过程时,滑坡向趋于稳定的状态演化。研究表明,可以运用多重分维数演化特征对滑坡位移演化趋势与规律进行评价与预测。     

泾阳南塬黄土滑坡类型与发育特征

1976年泾阳南塬大面积提水灌溉以来,沿泾河右岸发育27处,50余起黄土层内滑坡,造成严重的经济损失和人员伤亡,使得台塬面积不断缩小,水土流失加剧.通过对南塬黄土滑坡多次野外考察和滑坡测量,研究了泾阳南塬黄土滑坡类型与发育特征.依据滑坡发生力学机制对南塬黄土滑坡进行了分类,包括黄土流滑、黄土滑动和黄土崩塌.南塬黄土滑坡具有高陡的后壁,后缘裂缝普遍发育,具有演化性与群体性分布特征.其中裂缝发育及高陡的滑坡后壁是造成滑坡演化的重要因素.裂缝的发育还是滑坡群体性分布的内在动力机制.      

Morphology,structure and kinematics of a rainfall controlled slow‐moving Andean landslide,Peru

The large slow‐moving landslide of Maca is located in the upper Colca valley (southern Peru), a region characterized by a well pronounced rainy period, and intense and recurrent sustained seismicity. The landslide, developed in deep lacustrine deposits, has recently accelerated, threatening the Maca village. This work aims at understanding the rupture mechanism and the causes of the recent landslide reactivation/acceleration. We present a multidisciplinary characterization of the Maca landslide that includes: (i) geological and morphological mapping in the field; (ii) remote sensing analysis using an historical aerial photograph of 1955 and the Pléiades satellite images (2013); (iii) global positioning system (GPS) including time‐series of surveys over 13 years, and continuous measurements over 14 months; (iv) a geophysical campaign with deep electrical resistivity tomography profiles acquired across the landslide mass. Our study shows that this 60 Mm³ landslide, which can be classified as a clay/silt compound landslide, moved by 15 m between 2001 and 2014 with a large inter‐annual velocity variation (up to a factor of 500) depending on the rainfall intensity. We suggest that these dramatic changes in velocity are the result of the combination of a threshold mechanism and the short intense rainy season in Peru. This study reveals three main driving factors acting at different timescales: (i) over several decades, the river course has significantly changed, causing the Maca landslide reactivation in the 1980s due to the erosion of its toe; (ii) at the year scale, a minimum amount of rainfall is required to trigger the motion and this amount controls the landslide velocity; (iii) transient changes in slide velocity may occur anytime due to earthquakes. This study particularly highlights the non‐linear behaviour of the motion with rainfall. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

山区谷底沉陷预测模型及其参数反演

我国西部地区地势复杂,沟壑纵横,地下开采极易导致边坡失稳,引发采动滑坡。在地下采动沉降与滑坡体挤压上升的叠加影响下,谷底区域地表沉降值明显小于类似地质采矿条件下的平原地区。为准确预测山区谷底区域地表沉降值,基于简支梁的弹性变形理论,并借助概率密度函数建立了山区谷底区域地表沉陷预计修正模型,明确模型参数物理意义及其取值方法。依据修正模型,以实测值和预测值之差平方和最小为原则构建适应值函数,基于模拟退火粒子群算法提出新的模型参数反演方法,借助MATLAB语言编制了相应的参数反演程序。最后将研究成果应用于山西某矿,得到谷底区域预测结果中误差为73 mm,与实测值基本一致,取得了较好的工程实践效果。