滑坡转化泥石流启动的人工降雨试验研究

滑坡直接转化而成的泥石流通常比滑坡本身运移距离更远,波及范围更广,危害也更严重,但目前相关转化机制及其影响因素的研究较少。2020年10月20日位于白龙江左岸、甘肃省舟曲县的虎家崖暴发小型泥石流,侵入省道313,威胁毗邻村庄。通过现场调查、室内岩土试验、遥感解译和降雨资料分析,本文对虎家崖泥石流形成的地质环境条件、运移及堆积特征等进行了调查,研究了浅层滑坡失稳并直接转化为泥石流的主要特征、过程、影响因素及其形成机理,探讨其未来发展趋势。研究表明：(1)虎家崖上游狭长沟道堆积体受到长达19 d、累计98.5 mm的持续性降雨的激发而发生慢速滑坡,区域强震造成的坡体结构损伤对滑坡发育也有贡献。(2)滑坡后段与滑坡前缘的剪出部分在运动过程中直接转化为泥石流,但中段滑坡体则维持剪切滑动。(3)转化过程受滑坡前缘剪出土体饱水程度、沟道坡度与落差以及地表径流等因素的影响。(4)虎家崖狭长沟道后缘可能因毗邻泄流坡滑坡活动牵引而破坏,同时上游沟道残余滑坡体与灰岩崩塌体、出口右侧残余滑坡体可能受降雨、地震等激发而失稳,再次转化为泥石流,威胁沟道下方虎家崖村和省道S313。

     

Electrical resistivity imaging for the characterization of the Montaguto landslide (southern Italy)

Long runout landslides involve a massive amount of energy and can be extremely hazardous owing to their long movement distance, high mobility and strong destructive power. Numerical methods have been widely used to predict the landslide runout but a fundamental problem remained is how to determine the reliable numerical parameters. This study proposes a framework to predict the runout of potential landslides through multi-source data collaboration and numerical analysis of historical landslide events. Specifically, for the historical landslide cases, the landslide-induced seismic signal, geophysical surveys, and possible in-situ drone/phone videos (multi-source data collaboration) can validate the numerical results in terms of landslide dynamics and deposit features and help calibrate the numerical (rheological) parameters. Subsequently, the calibrated numerical parameters can be used to numerically predict the runout of potential landslides in the region with a similar geological setting to the recorded events. Application of the runout prediction approach to the 2020 Jiashanying landslide in Guizhou, China gives reasonable results in comparison to the field observations. The numerical parameters are determined from the multi-source data collaboration analysis of a historical case in the region (2019 Shuicheng landslide). The proposed framework for landslide runout prediction can be of great utility for landslide risk assessment and disaster reduction in mountainous regions worldwide.     

地震与强降雨作用下堆积体滑坡变形破坏机理及防治方案分析

位于西南山地堆积体滑坡常受到地震和强降雨的双重作用,查明此类滑坡变形破坏机理是地质灾害防治和风险防控的基础。文章的研究对象是鲜水河断裂带附近的炉霍县马居滑坡。研究表明,地震作用对位于斜坡地带堆积体滑坡体结构损伤明显,不但使滑坡整体稳定性下降,还促使坡体内裂隙大量发育,利于降雨入渗,进一步恶化滑坡的水文地质条件。强降雨形成的大规模洪水和泥石流下切坡脚沟道,牵引滑坡体整体向下。长历时强降雨入渗影响坡体稳定性,且在降雨结束后较长时间持续影响坡体稳定性。因此,对此类滑坡防治的对策应考虑坡脚防护和抗滑支挡设置。在对防治方案的有效性分析后,表明防护方案在极端条件下仍然能保障安全性,达防治和风险管控的目的。     

考虑水阻力的涉水滑坡运动速度计算模型研究

对于高速运动的涉水滑坡,水阻力是影响其运动速度大小的重要因素。论文设计了包括运动装置、传感装置、速度控制装置和传动装置的块体水下运动阻力的实验系统,分别进行了6块面积不同的块体分别以5种不同速度在水下运动实验,水下运动速度选取5个水平值,分别为0.5ms-1、0.8ms-1、1.0ms-1、1.5ms-1、1.8ms-1; 通过实验分析了压强水头增量与运动速度之间的相关关系,导出了水下运动块体迎水面的压强水头计算模型和迎水面阻力计算模型; 以曲线滑动型涉水滑坡为模型,分析了涉水滑坡水上部分和涉水部分受力模式; 基于滑坡动力学和运动学方程,结合条分方法,提出了曲线滑动型涉水滑坡运动速度的计算模型; 以2007年6月15日发生的清江北岸的大堰塘滑坡为例,分考虑迎水面水阻力和不考虑迎水面水阻力2种情况,分别计算了滑坡的运动速度,定量分析了水阻力对滑坡速度的影响。     

基于GIS和层次分析法的沙溪流域滑坡地质灾害易发性评价

滑坡是沙溪流域主要地质灾害类型之一,开展滑坡灾害易发性评价可为区域地质灾害防治提供数据基础和决策依据。通过沙溪流域生态地质调查,分析了滑坡灾害分布规律和影响因素之间的关系,选取岩性建造、地貌、坡度、坡向、降雨量、距河流距离和距断层距离7项指标,利用层次分析法及地理信息系统空间分析技术,开展沙溪流域滑坡地质灾害易发性评价。结果显示: 沙溪流域滑坡易发性影响因子依次为岩性建造、多年年均降水量、地形地貌、坡度、距河流距离、距断层距离和坡向; 沙溪流域滑坡灾害易发性与坡度、岩性建造、年均降水量表现出明显正相关,即坡度越大、岩性建造性质越软弱、越易风化,年均降水量越多,越易引发滑坡灾害; 滑坡灾害易发性与断裂构造、河流距离与滑坡灾害易发性呈负相关,即距离越近越容易诱发地质灾害; 流域整体以低易发区和极低易发区为主,高易发区主要分布在沙溪流域中南部、东部及东北部地区。这为沙溪流域地质灾害防治提供了基础数据和决策依据。     

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.     

金沙江虎跳峡水电站龙蟠坝区坝肩边坡的稳定性研究

论文从龙蟠地区的基本地质环境入手,分析了工程区的地貌地质特征,以此获取了客观的计算模型。在此基础上,对在现今应力场作用下工程坝肩边坡的稳定性采用了有限元模拟,并对模拟的结果进行分析,得出坝肩边坡在现今应力场作用下左岸岩体应力-形变处于明显卸荷状态,右岸滑坡体处于明显的应力松驰阶段,但总体来说坝肩边坡在天然状态下是处于稳定状态的;同时对右岸滑坡体采用不平衡推力法对各种工况条件下的稳定性进行计算,并对计算结果进行分析得出右岸滑坡体在各种工况条件下也是处于稳定状态的。      

新疆伊宁县喀拉亚尕奇滑坡动力学特征研究

通过对高速远程黄土滑坡动力学特征的研究,提出黄土高速远程滑坡空间预测的模拟方法。以新疆伊宁县喀拉亚尕奇黄土滑坡为例,基于野外地质调查和无人机航拍影像图,结合滑坡研究区的工程地质条件,分析了该滑坡的基本特征和形成条件。研究发现,该滑坡的主要诱发因素是冰雪融水入渗,其孕灾模式主要为四个阶段:后缘拉裂阶段,黄土节理冻胀扩展阶段,融雪入渗失稳阶段,高速下滑阶段。同时利用Rapid模型对滑坡运动全过程进行模拟,计算得到滑坡运动持续时间为26 s,最大运动速度达到22 m/s,堆积体的平均厚度达到5 m等运动特征要素,结果表明Rapid模型可以较好的模拟分析黄土高速远程滑坡动力学效应,为黄土地区类似滑坡的成灾机理和动力学效应分析提供参考。      

陕西宝鸡市地质灾害基本类型和空间分布

宝鸡是中国地质灾害发育较强的地区之一。为揭示其地质灾害分布规律,在2006—2012年持续7年的地质灾害详细调查资料和综合研究成果分析的基础上,统计宝鸡市地质灾害的主要类型和空间分布特征,结果显示宝鸡市地质灾害主要类型为滑坡、崩塌、泥石流和不稳定斜坡4类,其中滑坡数量最多达887处,约占总数的57%,主要沿渭河谷地、东北部黄土丘陵区、南部和西部山区中人类工程活动频繁的山间盆地和主干道路切坡沿线密集分布;其次为崩塌328处,约占总数的21.23%,再次为不稳定斜坡234处,约占总数的15.15%,崩塌和不稳定斜坡主要分布于渭河盆地周边的塬边和丘陵斜坡带、东北部典型黄土丘陵区高陡斜坡带和基岩山区交通干线道路沿线的切坡地段;泥石流灾害数量最少为96处,约占总数的6.21%,集中分布在西南部陇山、秦岭山区沟谷和黄土丘陵区的沟壑中。目前,频繁发生的浅层小型滑坡和崩塌灾害,特别是黄土地区房前屋后和山区公路边坡地段的小型滑坡和崩塌灾害,是宝鸡市减灾、防灾关注的重点。     

Numerical modeling of rainstorm-induced shallow landslides in saturated and unsaturated soils

For the assessment of shallow landslides triggered by rainfall, the physically based model coupling the infinite slope stability analysis with the hydrological modeling in nearly saturated soil has commonly been used due to its simplicity. However, in that model the rainfall infiltration in unsaturated soil could not be reliably simulated because a linear diffusion-type Richards’ equation rather than the complete Richards’ equation was used. In addition, the effect of matric suction on the shear strength of soil was not actually considered. Therefore, except the shallow landslide in saturated soil due to groundwater table rise, the shallow landslide induced by the loss in unsaturated shear strength due to the dissipation of matric suction could not be reliably assessed. In this study, a physically based model capable of assessing shallow landslides in variably saturated soils is developed by adopting the complete Richards’ equation with the effect of slope angle in the rainfall infiltration modeling and using the extended Mohr–Coulomb failure criterion to describe the unsaturated shear strength in the soil failure modeling. The influence of rainfall intensity and duration on shallow landslide is investigated using the developed model. The result shows that the rainfall intensity and duration seem to have similar influence on shallow landslides respectively triggered by the increase of positive pore water pressure in saturated soil and induced by the dissipation of matric suction in unsaturated soil. The rainfall duration threshold decreases with the increase in rainfall intensity, but remains constant for large rainfall intensity.