层次分析法在典型滑坡危险度评价中的应用

利用层次分析法,建立成对比较矩阵,将成对比较矩阵的特征向量作为典型滑坡评价因子的权重,确定了评价因子的影响力排序。建立了滑坡危险度评价指标,并确定了滑坡危险度等级,为滑坡预警和滑坡的治理提供了依据。

灾难性地震和降雨滑坡的体积与运动距离研究

为预测和评价灾难性滑坡的致灾机制,基于国内近年来地震和降雨诱发的灾难性滑坡资料,对地震和降雨滑坡的等价摩擦系数H/L、最大水平运动距离L、最大垂直运动距离H与滑坡体积V的关系进行分析。研究灾难性地震和降雨滑坡的远程运动特征以及不同规模滑坡最大水平运动和垂直运动的优势距离。研究结果表明,滑坡的H/L、L、H与V具有幂律关系,其中H/L与V具有负幂律关系,L、H与V具有正幂律关系。同一规模等级的地震和降雨诱发灾难性滑坡的水平和垂直运动距离不同。以H/L=0.42作为滑坡远程运动的标准,地震诱发的灾难性滑坡与滑坡远程运动的关系较小,而降雨诱发灾难性滑坡与滑坡的远程运动的关系较大。根据滑坡运动距离的累积分布表,以80%滑坡的运动距离所分布的范围,建立了滑坡不同规模等级的优势运动距离区间,同规模等级的地震滑坡和降雨滑坡在水平和垂直运动的优势距离区间上存在差异。灾难性滑坡的运程不仅受滑坡体积的控制还与其诱发机制相关,其研究成果可为由地震和降雨诱发的灾难性滑坡的致灾区域和致灾强度的预测和评价提供参考依据。

未受河流阻止的滑坡水平运动距离与滑坡堵江判别

滑坡堵江是滑坡诱发的次生灾害之一,常导致堰塞湖、洪水等次生的灾害链,其根本原因在于滑坡与河流的空间区域小于滑坡运动的距离。如果滑坡的运动未受河流的显著阻止,滑坡的水平运动距离主要受控于滑坡的诱发机制、滑坡体积和滑坡的垂直运动距离。因此,根据未受河流明显阻止的地震和降雨滑坡的水平运动距离与滑坡体积和垂直运动距离的相关性以及预测模型,可对滑坡堵江的危险性进行判别。由此,根据我国西南地区降雨和汶川地震诱发的无明显受阻的滑坡数据,在分析了滑坡等效摩擦系数与体积关系的基础上,分别建立地震和降雨滑坡水平运动距离的预测模型。研究结果表明在不同体积等级滑坡水平运动距离的预测分布图上,地震和降雨诱发的堵江滑坡都明显地偏离其对应的体积曲线,根据建立的经验关系可对滑坡堵江的危险性进行判别。

汶川地震滑坡发育特征及其影响因素

汶川地震是近年来我国发生的最严重的自然灾害,地震触发了大量的滑坡,造成了严重的人员伤亡和财产损失。根据汶川地震滑坡的调查和勘测,探讨了滑坡的发育特征及其影响因素,旨在为汶川地震滑坡的减灾防灾提供理论依据。分析了地震滑坡的优势坡度范围和最优坡度;地震滑坡面积-频率分布符合对数分布规律而不同于降雨等诱发滑坡的幂律分布。坡向与断层破裂方向的夹角控制着汶川地震滑坡频率、坡度和面积的分布,当坡向与断层破裂方向一致时,受地震抛掷作用滑坡发育的频率和面积的比例大、滑坡平均坡度小;当坡向与断层破裂方向相反和坡向与断层的倾向一致时,受地震撞击崩裂作用,滑坡发育的频率和面积的比例较小、滑坡平均坡度较大。

未完全受阻地震滑坡运动距离的影响因素及机制分析

地形条件、启动机制和岩性条件是滑坡运动的主要影响因素。通过分析汶川地震诱发的215处体积>1×10~4m^3的未完全受阻滑坡的运动场地地形条件、岩性、地震烈度、岩层倾向与坡向的关系,建立各影响因素的分类指标,分析各影响因素对滑坡运动距离的影响及作用机制。研究结果表明:场地地形条件不仅显著地影响了大型滑坡的运动距离,而对中小型滑坡同样有效,是同等规模下滑坡运动距离产生差异的最主要影响因素。运动场地地形条件中沟谷顺直型滑坡的运动距离最大,随后依次为凹面型、阶梯型、沟谷偏转型、坡脚堆积型和坡面堆积型,由岩性、地震烈度和岩层倾向与坡向关系确定的滑坡成因模式或启动机制对中小型规模的滑坡运动距离影响不显著。对于体积>1×10~6m^3的大型滑坡,同等规模下中等硬度岩性的运动距离大于坚硬岩体和软岩;在Ⅸ—Ⅺ度地震烈度区,与滑坡点密度和面积密度的分布规律相反,滑坡运动距离随烈度的增加而减小;坡体结构虽然影响了滑坡发育的分布规律和成因模式,但对滑坡运动距离的作用却不显著。

滑坡碎屑流运动参数与影响因素敏感度研究

现场调查的数据分析表明:同等规模体积的中、小型滑坡碎屑流的运动参数存在较大的差异,这些参数的差异源于滑坡体积、岩土体特性和地形条件耦合作用的结果,理论分析和数值计算常常不能完全解释其机理。因此,在模型试验的基础上,运用极差、方差分析等方法,探讨了滑坡碎屑流的体积、颗粒级配和斜坡坡度对坡脚下的水平运动距离、等效摩擦系数的影响。研究表明:滑坡碎屑流体积在同等规模等级和相同的落差条件下,3种因素对坡脚下水平运动距离的影响大小依次为颗粒级配、斜坡坡度和体积。颗粒级配对碎屑流坡脚下的水平运动距离的影响非常显著,而同等规模内变化的体积的影响不显著。因素对等效摩擦系数的影响大小顺序为斜坡坡度、颗粒级配和体积。坡度对碎屑流等效摩擦系数的影响非常显著,而同等规模内变化的体积的影响不显著。

坡脚型与偏转型地震滑坡运动距离及地形因素作用

运动距离作为滑坡防灾减灾的主要评价指标之一,不仅受到滑坡体积和落差的控制,还与滑坡的下垫面场地的地形作用相关。通过分析坡脚型和偏转型两类典型的地震滑坡运动特征,研究了滑坡体积V、落差1H、坡度差α和偏转角度θ对最大垂直运动距离H、水平运动距离L以及坡脚以下或偏转后的水平运动距离L'的作用。由于偏转型滑坡受偏转前、后坡度和偏转角度对运动距离的共同影响,导致H/L指标小于坡脚型滑坡,而两类滑坡的L'/L的均值较为一致,表明地形因素对不同类型滑坡的水平运动参数的作用具有一致性特征。分别建立了体积、落差与地形参数的坡脚型和偏转型滑坡运动距离拟合方程。拟合方程的参数指标表明:体积对H的作用指数较小,体现了高位滑坡的运动特征;1H对L'的影响指数较小;坡脚型滑坡的坡度α对运动距离的影响指数都较为显著,偏转角度θ对偏转型滑坡的L'的影响较为显著。研究结果为滑坡运动距离的预测和地形因素控制提供了参考,并且对于坡脚型和偏转型滑坡运动距离的模拟和机制研究而言,不应忽略坡脚坡度差和偏转角度的作用。

“坡”、“场”因素对大型滑坡运动特征的影响

以滑坡的最大水平距离(Lmax)和视摩擦因数(Hmax/Lmax)为评价指标,探讨"坡"(滑坡体积(V)、滑坡高度(H)、滑坡坡度(α))和"场"(坡脚约束角(θ)、场地条件(X))因素对大型地震滑坡和降雨滑坡运动的影响特征。研究结果表明:在滑坡最大水平距离(Lmax)的影响上,滑坡高度(H)是降雨滑坡的主要因素,影响因素大小的顺序为H,α,θ和X。而对于体积为106～107 m3的地震滑坡,场地条件的影响比降雨滑坡大,其影响因素从大到小的顺序依次为H,X,α和θ。当地震滑坡体积大于107 m3时,滑坡坡度(α)则是Lmax的主要因素,影响因素从大到小的顺序依次为α,H,θ和X。显著性分析结果表明,滑坡高度(H)是大型降雨滑坡和体积为106～107 m3的地震滑坡的最大水平距离Lmax的显著性影响因素。在滑坡的视摩擦因数(Hmax/Lmax)的影响上,滑坡坡度(α)是地震滑坡的主要因素,影响因素从大到小的顺序依次为α,H,X和θ。而对于降雨滑坡,体积为106～107 m3时影响因素从大到小的顺序依次为α,H,θ和X;体积大于107 m3时,则影响因素从大到小的顺序依次为H,α,X和θ。显著性分析结果表明,H,α,X是体积大于107 m3的地震滑坡Hmax/Lmax的显著性影响因素。

地震滑坡地形剖面线多重分形特征及其在稳定性判别中的应用

"5.12"汶川地震诱发了大量的滑坡和不稳定斜坡体,这些滑坡和不稳定斜坡体的稳定性影响到灾区社会经济发展和灾后重建。地震滑坡的不同稳定性状态孕育了滑坡地形剖面线的演化特征,并且地震滑坡地形剖面线直接地反映了在地震力作用下坡体的演变过程和演化机制。根据实测的汶川地震诱发的滑坡地形剖面线特征,研究了相对稳定滑坡、蠕滑阶段滑坡和不稳定斜坡的地形剖面线的分布特征,以及地震滑坡不同稳定状态下的地形剖面线的多重分形维数演化特征。研究结果表明相对稳定滑坡的多重分形维数演化特征的具有明显的有序性,处于蠕滑状态的滑坡和不稳定斜坡的多重分形维数演化出现明显的特征性拐点。

开阔型地形条件对滑坡运动距离的影响研究

在山区,斜坡前缘开阔的地形条件是人类活动的主要区域,滑坡灾害常导致严重的人员伤亡和财产损失。根据滑坡滑源区、运动区和堆积区的地形坡度及其变化,将开阔型滑坡的地形条件划分为坡脚型、凹面型、阶梯型3种类型。通过建立滑坡体积、地形参数与运动参数的非线性回归模型,分析体积及地形参数变化率对运动距离变化的影响特征。研究表明:体积作为滑坡运动距离的显著性因素在于滑坡体积在不同数量级上的分布,而在同一数量级内,仅凹面型、阶梯型滑坡的体积变化对最大水平运动距离变化的影响最大,地形参数对其余运动距离的变化影响大于滑坡体积。研究结果为开阔型滑坡的致灾程度评估提供了参考依据。

两龙滑坡特征及转化泥石流机制分析

从两龙滑坡发育的阶段性特征出发,根据滑坡在滑动过程的特征,将滑坡的运动特征划分为主滑区、流化区和流动区。分析了滑坡转化为泥石流的形成机理。并对四川盆地盆周山区地质灾害提出减灾防灾措施和建议。

滑坡危险度评价的地形判别法

选取影响滑坡发育的坡度、坡形、坡向、坡体的相对高度和地形与地层产状的组合关系5个主要地形因素,结合三峡库区重点滑坡段(云阳-巫山)205个滑坡统计资料,利用地形判别法,对典型滑坡危险度进行评价。将各地形判别因子在区域滑坡发育上的贡献率作为评价典型滑坡危险度的评价值,利用层次分析法,建立典型滑坡危险度判别矩阵。将判别矩阵的归一化特征向量作为判别因子的权重,得到典型滑坡的危险度。通过建立典型滑坡危险度评价表,对滑坡进行有效的管理。此研究方法有效地避免了对评价因子赋值的主观性,并提出了对不同危险度等级的滑坡管理措施。

丹巴滑坡的位移特征

滑坡位移资料可为分析滑坡运动规律、发展趋势和预测预报提供依据。通过对丹巴滑坡治理过程中滑坡前部、中部和后部的位移监测资料分析,滑坡位移速度可划分为两个阶段:位移速度增加阶段和减少阶段。分析了各部位的各个阶段运动特征及其影响因素。对各部位位移速度在增加阶段和减小阶段的速度与时间关系的曲线拟合,表明滑坡在位移速度增加阶段具有相似的运动特征,拟合方程都较好地符合指数方程,而在速度减小阶段受治理工程的影响差别较大,拟合方程分别为对数、线性和指数方程。以监测数据的初始值和累计最大值,利用Lo-gistic模型对各部位的累计位移进行预测,预测值与实测值的拟合程度较高,表明丹巴滑坡在治理过程中的整个累计位移较好地遵循Logistic增长过程。从位移监测资料可以看出,滑坡治理工程有效地控制了滑坡的活动。

三峡水库区滑坡时间记录的R/S分析

文章对统计的三峡库区滑坡的发生时间和规模运用时间记录分析,得到滑坡发生的年份统计规律及其发展趋势。首先对所有规模大于等于1×104m3滑坡进行分析,然后将这些滑坡按其规模划分不同等级,分别运用R/S方法进行时间记录分析,结果表明:不同规模等级滑坡的Hurst关系具有相似的特征,这一结果反映了不同规模等级的滑坡之间的统计相似性。研究区滑坡时间分布的Hurst指数均大于0.5,表明了滑坡发生具有规律和随机的双重性质。而Hurst指数偏离0.5的程度就衡量了随机性因素与确定性因素在滑坡时间分布中所占的比重。运用R/S方法,可以对一定时间范围内的滑坡涨落做出估计。

基于非共性因子和定量化的滑坡危险性分级评价

滑坡致灾因子的选取和定量化研究是滑坡危险性分级评价的关键技术。滑坡危险性分级评价因子包括共性因子和非共性因子,共性因子在评价中定量化指标具有一致性,不能反映在滑坡个体评价体系中的差异。根据万州滑坡监测预警资料,选取了地层倾角、坡度、高差和滑坡长度与宽度的比值4个非共性因子作为滑坡危险性分级评价因子,运用Lognormal分布模型,建立了评价因子的定量化评价指标。根据建立的5级评价指标体系对万州滑坡资料进行了验证,中危险性以上的滑坡占滑坡总数的95.8%,其中高危险性和极高危险性占74.1%。研究结果表明,该研究方法的评价因子可靠性好,易于测量和获取,可应用于区域滑坡群策群防灾害点的危险性分级评价和滑坡危险性区划。

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<Dn+1<…<D∞,到D1>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。

地震与非地震诱发滑坡的运动特征对比研究

针对不同诱发机制的滑坡运动特征差异,以滑坡的总斜率和阻止系数为评价指标,分析滑坡的总斜率、阻止系数与滑坡规模、总能量的关系,对比研究了地震和非地震滑坡的总斜率、地形阻止系数的特征。研究结果表明:地震与非地震滑坡的规模越大在运动过程中受到的阻止作用越小;地震滑坡和非地震滑坡的总斜率都随滑坡规模和总能量增加而减小,但地震滑坡减小的速率大于非地震滑坡;地震滑坡的平均阻止系数约为0.4～0.5,而非地震滑坡的平均阻止系数约为同规模地震滑坡的40%～50%。因此,滑坡的运动特征不仅受滑坡规模及总能量控制,还显著地受滑坡的诱发机制和地形阻止等因素的影响。

三峡库区重庆段滑坡活动时间分布的物理分形研究

在许多研究滑坡活动分布的分形特征中,未能考虑无标度区的范围,并将滑坡分布作为数学点来描述而未考虑滑坡规模对分形结果的影响。这种研究结果主要反映了数量众多的规模较小滑坡活动的特点,掩盖了规模较大的滑坡分布特征。本文研究了重庆三峡库区1594个规模大于1×104m3的滑坡活动时间分布资料,分析了滑坡活动时间的均匀分布、Poisson分布和分形分布结果。提出运用物理分形的方法,将滑坡活动按不同规模等级划分为4个子集,分析了各个子集的分维D,无标度区的范围和自然周期。表明运用物理分形的方法能描述不同规模等级滑坡活动时间分布的分形特征。

沟谷地形参数对滑坡运动距离的影响研究

滑坡运动场地上的沟谷地形,对滑坡运动产生约束、偏转、导流、阻止等作用,导致了滑坡运动距离的差异。根据滑坡滑源区、运移区的运动方向与沟谷堆积区延伸方向的夹角,将沟谷型滑坡划分为沟谷顺直型和沟谷偏转型两种类型。通过建立滑坡体积、沟谷地形参数与运动参数的非线性回归模型,分析体积及地形参数变化率对沟谷型滑坡运动距离变化的影响特征。研究表明:随体积增加,沟谷顺直型和沟谷偏转型滑坡的运动距离差异逐渐增大。体积作为滑坡运动距离的显著性因素,其原因在于滑坡体积在数量级上的差异,而在同一数量级内,体积变化仅对沟谷型滑坡最大水平运动距离变化的影响最大;滑源区和沟谷堆积区坡度的变化对垂直运动距离和堆积区水平运动距离影响大于滑坡体积。偏转角度对沟谷偏转型滑坡运动距离的影响较小,其原因在于沟谷区地形坡度显著影响了偏转角度对滑坡运动距离的作用。研究结果为沟谷型滑坡的致灾程度评估提供了参考依据。

工程地质课程中工程地质条件和问题的教学改革探讨

工程建设中的工程地质条件与工程地质问题是土木工程学生学习工程地质学需要掌握的核心内容,贯穿于工程地质课程的教学过程中。文章通过总结和分析工程地质条件和工程地质问题的教学实践,提出运用引导、启发、讨论、对比分析、实例教学等教学方法和手段融入到教学工程中,不仅能够丰富课堂教学的内容,激发学生的主动思考的积极性,而且还可从多方面增强学生创新能力和思维的培养,提高教学效果。