白鹤滩库区五里坡滑坡蓄水变形机理与潜在涌浪

水库滑坡破坏产生的涌浪会大幅度增加滑坡造成的人员伤亡和财产损失。通过现场调查和数值模拟分析研究了白鹤滩水电站五里坡滑坡的蓄水变形机理与潜在涌浪。结果表明,五里坡滑坡由下部软岩、上部硬岩构成的软弱基座型风化碎裂岩质滑坡,其变形破坏模式为压缩-拉裂-剪断,长期库水升降循环作用下存在整体失稳破坏可能性。进一步数值模拟分析表明,五里坡滑坡在最高蓄水位整体破坏激发的冲击波不会对临近的蒙姑社区和甘葫路造成破坏性影响,但可影响过往船只安全通行。因此,可考虑采用坡体削方等工程措施降低五里坡滑坡潜在冲击波风险。

基于时序InSAR技术的中贵天然气管道天水市段沿线滑坡隐患识别与形变分析

中贵天然气管道天水市段沿线地处黄土高原,地貌类型多样、构造活跃、复杂地质条件下发育多种具有隐蔽性和潜伏性的地质灾害,其中滑坡灾害对中贵天然气管道的安全危害极大,因此,对中贵天然气管道天水段沿线滑坡隐患进行有效识别与分析具有重要意义。采用Sentinel-1A升降轨卫星数据,基于时序合成孔径雷达干涉测量(synthetic aperture radar interferometry,InSAR)对中贵天然气天水段沿线滑坡隐患进行了解译识别、现场复核、发育特征与典型滑坡形变分析。研究区共识别17处滑坡隐患点,现场复核最终确定13处,其余4处为人类工程活动区,其中常沟村和磨峪沟村滑坡形变受降雨影响。统计发现研究区管道沿线滑坡多发生在坡度40°~50°,高差400~600 m,东北坡向和距管道100~150 m范围内,且岩土体强度较低,地层以第四系全新统冲洪积层(Q_(4)^(a1+p1))为主。结果表明:联合升降轨的时序InSAR技术可以有效识别管道沿线滑坡隐患,为油气管线的安全运营及今后油气管道选线提供重要的科学依据和参考。

龙川县米贝村1^(#)泥石流灾害特征与运动过程

受区域气流影响,广东省龙川县在2019年6月10—13日出现持续强降雨天气,累计降雨量超过260 mm,从而引起全县发生大量滑坡、泥石流灾害。以米贝村1^(#)泥石流为研究对象,在野外调查认识基础上,结合Fluent数值分析对这类低山丘陵区的小型泥石流灾害运动特征展开研究。研究发现:米贝村1^(#)泥石流受沟床粗糙度、纵坡降、流向等因素影响,其流速具有动态变化特征,总体表现为先增大再减小的发展趋势,泥石流物质的变化对其运动速度有一定影响。在整个过程中最大流速可达9.77 m/s,平均速度为3.31 m/s,与实际调查结果相符。研究成果不仅可直接为米贝村重在区灾后工程防治提供指导,对于东南沿海相似地区的降雨型滑坡-泥石流灾害的研究具有借鉴作用。

基于Hoek-Brown强度准则的地下洞室开挖可靠度分析

地下洞室可靠度分析在地下空间开发工程中具有重要意义。采用拉丁超立方抽样法对工程实测获得的结构面特征指标进行抽样,将样本数据代入地质强度指标GSI评价体系中获得GSI概率分布函数,然后基于Hoek-Brown经验强度准则计算获得围岩力学参数的概率分布函数,进而利用数值模拟获得地下洞室变形量的概率分布函数,并结合洞室开挖的最大允许位移将求解可靠度指标转化为求解超过最大允许位移的概率。以五岳抽水蓄能电站为例,计算了主厂房不同部位的位移超过最大允许位移的概率,对主厂房的稳定性进行了评价。评价结果与工程实际情况基本相符,说明本文提出的方法可有效用于地下工程的开挖可靠度分析.

缓倾角层状高边坡变形破坏机制物理模拟研究

针对某高速公路缓倾角顺层岩质高边坡滑坡,为了研究其变形破坏机制,尤其是岩层缓倾坡内和缓倾坡外两种情况下的异同,通过野外实际调查和论证,在对该滑坡形态、结构及变形破坏特征进行详细研究的基础上,选取其主剖面,并恢复其滑动破坏前的近似坡面情形,利用物理模拟研究方法中的底摩擦试验,分岩层缓倾坡外和缓倾坡内两种情况,再现了该边坡变形破坏的全过程,并对不同阶段的变形及最终破坏机制进行了深入分析。认为岩层缓倾坡外时边坡属滑移—压致拉裂型破坏,层间错动明显;岩层缓倾坡内时边坡基本处于稳定状态,无明显层间错动。

金沙江“10·11”白格特大型滑坡形成机制及发展趋势初步分析

2018年10月11日,西藏昌都市江达县波罗乡白格村发生大规模滑坡,约有3165×104m3的山体高速冲入金沙江形成堰塞坝,13日9时堰塞坝体被自然泄流冲开,堰塞湖威胁解除。11月3日,在时隔短短23 d后,该滑坡后缘约215×104m3高位滑体再次发生滑动破坏,高速运动的滑体沿途铲刮坡体并冲入金沙江,再次形成堰塞坝。现场调查研究得出白格滑坡主要是受其后缘逆冲分支断层f2(不整合接触面)控制,并在长期重力卸荷、降雨和地下水的反复浸润作用影响下,最终整体失稳破坏。通过对滑坡演化过程分析得出,其变形破坏过程可分为5个阶段,即:后缘蠕滑和沉降下错阶段(Ⅰ)、坡体裂缝发展、贯通阶段(Ⅱ)、整体启动"锁固端"剪断阶段(Ⅲ)、高速凌空滑跃阶段(Ⅳ)、碰撞、破碎、堆积成坝阶段(Ⅴ)。一期变形破坏机制模式可归结为蠕滑-下错-剪断-滑跃式,破坏方式表现为推移式,后期临空条件较好,破坏将以牵引式为主。在此基础上,结合残留强变形区块(K1、K2、K3)及其周边影响区形貌特征和变形迹象,对其变形破坏特征和发展趋势进行了预测分析,认为后期强变形区总体将以渐进解体方式破坏为主。

降雨及库水升降作用下地下水浸润线简化求解

降雨及库水的升降作用对边坡中地下水位的波动有直接影响,对此目前还没有较好的简便评价方法。为此,根据布西涅斯克潜水非稳定运动的基本微分方程,依据一定假设条件,通过拉普拉斯正变换和逆变换,求得了降雨及库水升降作用下土质岸坡坡体内浸润线预测的简化公式。该公式考虑了渗透系数、升降速度、给水度、含水层厚度、水位变幅及降雨强度的影响。同时,利用3D-Modflow程序进行了验证分析,结果显示该公式是可行的。

斜坡填筑路堤变形破坏物理模拟研究

在斜坡上填筑路堤是山区公路建设中常见的一种路基模式,而大量路基变形破坏也往往与这种填筑模式有关,尤其是斜坡高填方路基,因此,研究其变形破坏意义重大。根据108国道某段斜坡路堤实际填筑情况,并结合西部山区公路建设中斜坡填筑路堤常见的破坏模式,利用物理模拟研究中的底摩擦试验方法,对在基岩斜坡上填筑路堤时所产生的几种不均匀沉降模式及其对路面结构的影响等演变过程和力学机制进行系统性和一般性的研究分析,获得多方面的认识。如填筑体坡脚往往是最易破坏的薄弱环节;随下伏基岩坡度的增大,填筑体下滑趋势、变形破坏与应力集中程度等都明显增强等。此外,为验证物理模拟试验结果的可靠性,采用有限元方法,从力学方面进行对比分析,结果显示,二者具有很好的一致性。

斜坡震裂变形力学机制初探

为了深入分析斜坡在地震中的震裂变形破坏形成机制,结合5.12汶川大地震造成的斜坡震裂变形和破坏现象的详细调查,采用有限元数值分析和振动台模拟实验相结合的研究方法,对单面和双面斜坡震裂变形的力学机制进行初步分析,认为地震中地震波的作用,将使坡体应力场出现重大变化,坡体尤其是坡面上将出现量值和方向不断调整变化的反复拉剪作用,是坡体(面)震裂变形甚至破坏的重要原因。分析还认为,拉剪作用有3种表现形式,即初动拉剪加速破裂效应、重复拉剪破坏效应和双坡共剪破裂效应,并结合实例对3种破坏效应进行分析。研究成果为预测震裂斜坡破坏提供了有力参考,也为灾后重建和防灾减灾提供了有力依据。

四川省汉源县中海村滑坡特征与运动过程分析

受持续降雨影响,2020年8月21日凌晨,四川省汉源县中海村发生滑坡灾害导致人员伤亡。在详细现场调查和滑坡特征分析的基础上,采用MatDEM软件对滑坡运动过程进行了数值模拟分析,结果表明:中海村滑坡是发育在昔格达组地层的中型滑坡,持续降雨致使滑面强度劣化降低是滑坡的主要触发因素;滑坡运动过程可划分为启滑冲击、运动刮铲和堆积停止3个阶段,滑源区对冲击滑移区的二次冲击导致滑坡范围的进一步扩大;运动过程的重力势能总耗散量和摩擦热能增长量分别为8.141×10^(11) J和8.117×10^(11) J,滑坡重力势能主要转化为颗粒单元间的摩擦热能。研究成果对昔格达组半成岩地层的滑坡灾害防治具有重要意义。

大光包滑坡滑带碎裂岩体原位钻孔剪切试验研究

安县大光包滑坡是汶川地震触发的最大规模滑坡,滑坡南侧暴露长约1.8 km顺层滑带,其岩体高度碎裂化,引起广泛关注。为准确评价滑带碎裂岩体的强度参数,笔者在前人研究的基础上开展了细致的野外调查工作,采用法国Phicometre岩土两用原位钻孔剪切试验仪对大光包滑坡滑带碎裂岩体进行了原位剪切试验。将试验结果与Hoek–Brown岩体强度准则估值和基于工程地质类比法的力学参数建议值进行了对比分析。基于以上研究,提出了大光包滑坡南侧顺层滑带碎裂岩体力学参数建议值:内聚力为245~480 k Pa,内摩擦角为25.0°~26.5°。

基于SBAS-InSAR技术的金沙江流域沃达村巨型老滑坡形变分析

近年来突发性高位滑塌灾害日益频发,造成恶劣影响。这类地质灾害调查难度高、隐蔽性强,单靠群测群防和地质调查难以解决灾害的防治问题。随着雷达遥感卫星数据质量的不断提升,合成孔径干涉雷达测量(InSAR)中的SBAS-InSAR技术为特大型老滑坡灾前形变探测提供了新的技术途径。利用SBAS-InSAR技术对金沙江流域沃达村滑坡进行地表形变监测,获取了2017年3月30日至2019年9月28日内的形变结果,划定了强烈形变区(Ⅰ雷达)、均匀形变区(Ⅱ雷达),分析了滑坡复活区整体和局部滑塌地表形变速率、累积位移变化趋势和主裂缝形变情况。同时实地进行了工程地质调查和复核,发现老滑坡复活区变形迹象与SBAS-InSAR技术解译成果有着较好的一致性。表明SBAS-InSAR技术在复杂山区地质灾害监测预警领域有较为广阔的应用前景,为类似老滑坡监测预警提供了新的思路与借鉴。

复杂巨型滑坡形成机制三维离散元模拟分析

滑坡位于金沙江下游某拟建的大型水电站库区左岸,距坝址较近,总体积约为2560万m3,属特大型滑坡,其稳定与否将直接威胁到大坝安全和水库正常运营。由于滑坡成因复杂,对其进行合理评价和科学预测尚有困难。为此,结合野外详细勘查资料的分析,对其形成机制进行了定性分析,认为主要以滑移-弯曲型为主,局部可能存在滑移-拉裂或蠕滑-拉裂变形。在此基础上,运用三维离散元数值模拟分析方法,再现了其变形破坏演化过程,进一步证实了其滑移-弯曲型变形破坏机制,很好地解释了主滑带低于现今河床、主滑体南侧边界比较模糊等原因,从而为其发展演化趋势、稳定性和危害性评价提供了有力依据。

震裂斜坡形成机理及变形破坏模式研究

震裂斜坡是强震作用下形成的一类分布范围广、震裂变形严重、潜在危害大的次生地质灾害,为了深入系统地分析其震裂机理及变形破坏机制模式,本文结合"5.12"汶川大地震造成的震裂斜坡及其破坏现象的详细调查,在对强震中的地震波效应深入分析的基础上,以双面斜坡为例,首先对震裂变形的力学机理进行了系统分析。认为强震中的体波效应将导致斜坡体处于量值和方向不断变化的拉-剪应力和反压应力的交替作用之下,其形成的拉-剪破裂效应和潜在的楔劈效应是斜坡震裂变形的重要力学因素之一。同时,面波效应将导致坡体表面处于鼓胀拉力和扭力的作用之下,是坡体表部整体震裂破碎甚至破坏的另一重要力学因素。二者共同作用均使坡体应力场处于不断的动态变化过程中,坡体(面)震裂变形甚至破坏更为严重。在此基础上,对强震中斜坡变形破坏的机制模式进行了归纳,认为主要有四种表现形式,即旋转-拉裂型、旋转-剪滑型、鼓胀-拉裂型和滑移-拉裂型。研究成果为震裂斜坡稳定性分析以及灾后重建和防灾减灾提供了有力参考。

岩石的微观结构特征与其力学行为启示

岩石的微观结构特征往往能很好反映其宏观特性,深入研究其微观结构特征对宏观特性的把控及工程建设具有重要意义。通过对常见砂、泥岩微观结构特征进行的电镜扫描实验,从微观结构特征上充分解释了其软化特性、抗冲击特性及波的传播特性等宏观力学特性方面表现的异同,并据此建议工程施工爆破中针对硬岩应注意爆破药量和爆破方式对岩石强度的影响,软岩应特别注意水的影响。同时,认为地震中硬脆岩石的大规模破坏和破碎可能与其微观结构也存在一定联系并建议进行深入研究。

平武县兴坪沟泥石流特征及其工程防治效果分析

地震对地质环境的改变,产生的地质灾害效应会在5~10a或者更长的时间显现,汶川地震前后平武县发育泥石流数变化较大。根据多次现场调查,收集分析近8a的各类资料,对平武县地震前后发育泥石流情况及特征做了分析对比研究,对兴坪沟泥石流的基本特征、形成机制、近年来的发展演化情况以及工程防治效果进行详细分析,得出:(1)平武县境内因汶川地震诱发的泥石流灾害85%左右在地震后的5a内趋于稳定不再存在安全隐患;(2)兴坪沟因其物源极为丰富、主沟纵坡降较小、流域面积较大、支沟众多等特征目前还存在较大安全隐患;(3)兴坪沟泥石流防治工程效果良好;(4)下一步防治建议:在大沙坝段(距沟口1.1km处)修建单边防护堤,及时对郑家山滑坡进行工程治理,加强物源区耕地、弃渣管理,保护汇水区植被。

西南某水电站闸址区高边坡特征及其工程效应研究

西南某水电站闸址区两岸高边坡,表部风化卸荷严重,弯曲-拉裂变形突出,崩塌、剥落等灾害时有发生。因此,对其特征稳定性及危害程度进行准确评价显得尤为重要。通过对现场工程地质条件的系统调查及室内综合分析,首先,对两岸边坡的结构类型、结构面与坡面组合、岩体风化及物理力学性质等特征进行了细致研究;然后,对其岩体质量进行了定量分级。在此基础上,结合实例边坡,对其稳定性及可能引起的工程效应进行了综合评价;最后,笔者认为,两岸边坡稳定性较差,尤其是右岸,对坡下闸址及进水口安全威胁很大。

三峡库区木鱼包滑坡不同库水升降速率变形响应离心模型试验研究

本文采用地表位移监测和离心机模型试验研究了木鱼包滑坡在不同库水升降速率条件下的变形响应规律,取得以下认识:(1)木鱼包滑坡在重力和库水等因素作用下,促滑段不断挤压抗滑段而发生推移式蠕滑变形。(2)木鱼包滑坡变形主要受库水位高程和升降速率影响,降雨对滑坡的变形影响有限。165~175 m水位时,较高的库水上升速率才能造成月累计位移量大于30 mm的滑坡变形事件,而较低的库水下降速率则能造成大量月累计位移量大于30 mm的滑坡变形事件。145~165 m水位时,滑坡对库水升降速率的变形响应降低,滑坡月累计变形量基本处于30 mm以下。(3)滑坡的变形与库水浮力和动水压力有关。库水升降速率较小时,坡体内外水头差很小,库水浮力控制滑坡的变形;在库水升降速率提升后,坡体内外水头差增大导致动水压力增强,促使滑坡在库水抬升阶段的变形减弱,而在库水下降阶段的变形得到加强。(4)木鱼包滑坡的变形响应表现出自调节自适应性,首次蓄水对滑坡稳定性影响最为显著,后续的周期性库水升降过程中,对库水变动响应的敏感性有所减弱。以上研究结果可为三峡库区滑坡防治和库水调度优化提供有益借鉴。

贵州某机场场地岩溶发育特征及成因分析

通过对贵州某机场初步勘察资料的统计分析,探讨了整个场区的岩溶发育特征、分布规律以及成因机理。场区构造相对稳定,多发育揉皱、压性小断层,场区地表溶蚀现象明显,发育的溶沟溶槽、漏斗、落水洞的展布走向基本与构造方向和优势节理方向相近。而钻孔揭露地下0.5~20 m范围有透水性差的薄层泥岩,该地层下部岩体相对完整,由此可以推断,隔水层以上岩体在水流作用下,沿岩体节理、裂隙溶蚀现象明显,地表岩溶发育,在该隔水层之下,岩溶弱发育。场区虽处Ⅲ级剥夷面上,地表水流除沿岩体裂隙下渗外,绝大部分水流沿地表向地势低洼处径流,而后通过溶斗、落水洞等统一向侵蚀基准面排泄,无大面积积水区域。总体来说,场区以垂向岩溶为主,隔水层表面多发育横向小型溶洞,隔水层上下溶蚀差异较大,钻探过程中未发现厅堂式溶洞,因此场区出现大规模塌陷灾害的可能性很小。研究结果不仅为详勘提供了基础资料,对后期机场的设计和建设均具有重要的指导意义。

库区公路岸坡稳定性风险评价基本理论体系

针对目前地质灾害风险分析理论存在的不足,提出了适用于大型线性工程风险分析的线评价的概念。同时,结合对库区公路岸坡这类大型线性工程的稳定性风险研究,提出了库区公路岸坡稳定性风险分析的基本定义,并建立了相应的风险评价理论体系及相关的评价指标体系,从而也补充和完善了目前风险分析理论存在的部分缺陷。