新滩滑坡运动全过程的非连续变形分析与仿真模拟

简要介绍了非连续变形分析的基本原理,分析了新滩滑坡的工程地质特征和发展变化特征,并用非连续变形分析的方法对该滑坡运动的全过程进行了数值模拟,明确了其时空变化规律。非连续变形分析模拟结果表明,中部的姜家坡先发生滑动,继而对上部古滑体产生牵引作用,对下部古滑体产生推挤作用,导致新老崩积堆积区、毛家院和柳林地区的失稳,造成整体滑动。

新滩滑坡稳定性的有限元分析

根据新滩滑坡的地质背景和工程地质特征 ,建立了滑坡地质模型 ,运用有限元数值模拟方法对其稳定性与地质环境的关系进行了分析 ,并对影响因素作了比较 ,明确了其形成机理。

基于数字滑坡技术的三峡新滩滑坡研究

以6.12新滩滑坡前后的航摄图像及数字地形为信息源,采用数字滑坡技术,以更广阔的时空视野,更准确的地理配准及更直观清晰的表达方式,从切层滑坡类型之一的角度,再次宏观分析6.12新滩滑坡活动特征,指出该滑坡是分段分区活动的,各区段的规模、活动方式、方向各不相同,且分区段多级驱动;基岩裂隙对滑坡有一定的控制作用,姜家坡—新滩斜坡滑坡活动将持续间断地发生,难以完全停止。基于数字滑坡技术早期识别该类滑坡的关键工作方法除了详细调查滑坡所处地质环境外,主要是监测斜坡活动,主要监测内容有:(1)主要滑坡物质来源的崩塌活动及其下堆积的变化,确定滑前崩塌堆积的预警(最大)面积;(2)监测各段各区块活动,特别是驱动区块的活动;(3)监测堆积坡上显示的基岩裂隙变化。由于斜坡的地质与地形条件,建议进行长期连续性的监测。

地下水和岩崩加载在新滩滑坡上段作用的讨论

鉴于目前对新滩滑坡动因机制认识有别，笔者首次佯细讨论了地下水和岩崩加载在新滩滑坡中的作用特征。按照上段坡体的应力状态，将上段分为三段。并指出岩崩加载是１段的失稳动力，地下水主要影响Ⅲ段的稳定性。另外．就上段而言，在不考虑地下水作用情况下，其稳定系数大于１．２５时才算稳定。

条分块体的大小对滑坡计算速度的影响——以三峡库区新滩滑坡为例

在阐述条块划分的原则及条分方法的基础上,以三峡库区新滩滑坡为例,选用20,40,80m三种不同的条分宽度,以相同的条块编号顺序对滑坡的速度进行了计算,结果表明,计算滑坡滑动的速度随着条分宽度的增大而变大,但其变幅不大,在5.4%～8.2%间;条分宽度的变化没有改变滑坡岩土体滑动速度先增大后减小的规律,也没有改变滑动速度出现最大值的条块在滑体中的位置;另外,与四边形条块相比,三角形条块宽度的大小对滑坡速度计算影响较大。

新滩滑坡预报成功的意义及变形监测（代序）

新滩滑坡预报成功的意义及变形监测（代序）孙广忠（中国科学院地质研究所）一、新滩滑坡预报成功的意义今天，我们在这里开会纪念新滩滑坡预报成功十周年，我表示热烈祝贺！人类生存必须有吃有住，也就是说，必须解决吃住问题；此外，还要与自然灾害作斗争，人类就是在这...

利用多时相遥感影像与DEM数据的滑坡灾害调查——以新滩地区为例

以1985年新滩滑坡为例,利用多时相遥感影像和高程数据以及基础地质资料,综合分析了新滩滑坡的环境背景和灾害影响.通过对比1959年和1986年两个年代的高程信息与TM遥感图像以及地质资料,进行了滑坡敏感性分析,得出新滩地区滑坡前后的高程变化;并编程计算新滩滑坡前后的体积变化量,得到了与史料记载相近的结果.在此实例分析的基础上,综合阐述了利用多时相、高分辨遥感数据对滑坡进行分析与预警调查工作的技术优势.

基于相关系数的滑坡位移新陈代谢组合预测研究

针对目前常规组合预测模型在滑坡位移预测预报中精度下降过快的问题,从基于相关系数的组合预测模型出发,应用新陈代谢理论提出了一种基于相关系数的滑坡位移新陈代谢组合预测模型,定义、推导了相应的计算公式,并引入预测评价指标体系对该模型的预测效果进行评价。同时,以黄茨滑坡和新滩滑坡位移为实例进行了验证,结果表明:基于相关系数的滑坡位移新陈代谢组合预测模型的预测评价指标优于单项预测模型和基于相关系数的组合预测模型。

降雨型滑坡垂直位移方向率及其位移监测预警判据研究

针对降雨型滑坡位移量预测参数失稳判据的局限和不足,并根据滑坡全息论的基本原理,提出和确定了滑坡垂直位移方向率预测参数,且指出该参数是边坡稳定性演化分析与评价的一个有效位移动力参数,具有位移量或位移速率不可替代的评价和预测作用。同时,系统分析了降雨型滑坡位移与地下水位变化规律及其相互作用关系,对该类边坡稳定性的不同演化阶段的表层垂直位移方向率形成机制与变化规律进行了弹塑性力学分析与评价,分别确定了边坡压缩稳定变形阶段和塑性失稳变形阶段的表层垂直位移方向率与其稳定性演化的定量关系,并依此运用数理统计均方差基本原理,建立了该类滑坡垂直位移方向率的整体失稳监测预警判据。最后运用新滩滑坡A_3、B_3监测点垂直位移方向率对该滑坡稳定性演化过程与失稳规律进行了后验分析与评价,其分析预测结果与边坡实际变形失稳规律基本相吻合,表明该参数在该类滑坡预测预报与监测预警中具有一定的有效性与实用性。

滑坡初始涌浪高度计算方法的改进及其应用

在阐述了使用潘家铮算法对滑坡水平运动模式和垂直运动模式下初始涌浪高度进行求解的基础上,基于线性插值原理,提出了滑坡斜向运动模式下的初始涌浪高度的计算公式。以长江的新滩滑坡为例,根据修正后的算法对其初始涌浪高度进行了计算,并利用计算结果采用潘家铮方法对涌浪的传播及爬坡高度进行了分析计算。结果表明计算的初始涌浪高度值及经传播后的爬坡高度与实际调查值比较吻合。

滑坡临滑预报的态矢量方法研究

态矢量是统计物理学中对连续场进行粗粒化描述的一种方法。将其引入滑坡预报中,通过将滑坡危险区划分为n个子区域,在各个时间窗内对一系列子区域的监测数据进行态矢量分析,将监测数据与降雨量态矢量的模等归一化后叠加,研究一段时间内滑坡位移态矢量的发展变化规律,并提出利用态矢量进行滑坡预报的新方法。以新滩滑坡为例,对累计水平位移进行态矢量分析,发现在滑坡前态矢量的模和态矢量增量的模均发生了明显突变,按态矢量曲线的变化规律,依据滑坡预警分级方法提出3级滑坡预警,最高预警级别预报的滑坡时间比实际滑坡时间提前2天。研究结果表明,态矢量的急剧突变是滑坡发生的前兆,可以用来进行滑坡的短期和临滑预报。

水库库岸滑坡的运动过程分析及初始涌浪计算

从地面运动和水下运动2个阶段对水库库岸滑坡的受力特征进行了分析,用牛顿定律和运动学基本原理求解滑坡地面运动的加速度和速度,且把地面运动的末状态作为水下运动的初始状态,用流场阻力公式和粘滞力公式求解滑坡水下运动的时间与速度,并运用动量定理对其初始涌浪高度进行了计算.以三峡库区新滩滑坡为例,采用条分方法,计算出各条块入水速度、水下运动的时间及其激起的涌浪高度值,得出了地面运动过程中滑坡速度值先增后减及水下运动过程中滑坡速度与时间呈反正切型关系的规律,并认为涌浪高度变化与条块的高度变化具有较强的关联性.

水库型堆积层滑坡位移方向协调性参数及其失稳判据研究

水库型堆积层边坡位移受库水位循环涨落及降雨的影响,具有波动与震荡的特点,然而其位移变化与突变多为库水位涨落及降雨所引起,并非一定缘于边坡稳定性降低。因此,运用传统单维度位移预测参数与判据分析该类滑坡稳定性时,经常会引起误判。针对传统单维度位移预测参数与失稳判据的局限性,本文根据滑坡全息论的基本原理,提出垂直位移方向率这一水库型堆积层边坡稳定性评价的位移方向协调性参数,并深入分析与确定了水库型堆积层边坡弹性压缩变形阶段和塑性失稳变形阶段该参数与其稳定性演化的定量关系。在此基础上,根据数理统计趋势位移分析原理,建立了边坡稳定性判据准则,并运用新滩边坡F系列监测点实际位移数据进行了垂直位移方向率的稳定性计算与分析。预测分析结果与该边坡实际稳定性演化阶段相吻合,说明垂直位移方向率参数在水库型堆积层滑坡稳定性评价与监测预警中具有一定的有效性。

加卸载响应比理论应用于堆积层滑坡预报

加卸载响应比理论是一种用于研究非线性系统失稳前兆和进行失稳预报的新理论,目前主要用于地震预报方面。对将该理论应用于探索滑坡前兆和滑坡中期预报作了探讨。降雨是影响斜坡稳定性的外部因素中最常变化的因素,也常是滑坡的诱发因素。针对降雨在堆积层滑坡孕育、发生过程中的关键作用,以降雨变化作为加卸载手段,建立了降雨型堆积层滑坡的加卸载响应比预测模型,并以新滩滑坡为例进行了预报。结果表明,文中提出的加卸载响应比方法可作为滑坡预报的手段,且在某些方面它比常规预报方法更具优势。

堆积层滑坡水动力位移耦合预测参数及其评价方法研究

在系统分析滑坡的物质组成和失稳动因的基础上,分析和研究了地下水在滑坡稳定性演化过程中的卸载与加载动力作用及其位移响应规律和特点。从非线性系统动力学角度,提出了运用地下水卸加载动力与位移响应耦合预测参数来评价边坡稳定性演化规律与失稳特征,即以地下水位变化量作为堆积层滑坡的卸加载动力参数,以相应的位移作为其卸加载响应参数,建立和确定了地下水卸加载动力与位移响应比预测参数与评价模型。同时,运用损伤力学基本原理,建立了其卸加载响应比与坡体损伤变量和稳定性系数的定量关系以及失稳判据。以三峡库区典型堆积层滑坡分析为例,运用地下水动力与位移耦合预测模型对其稳定性进行了分析与评价,发现地下水动力位移耦合预测参数变化与边坡稳定性实际动态演化规律基本吻合。研究成果表明,所确定的参数是水诱发型堆积层滑坡的一种有效位移动力评价参数,可运用该参数对该类滑坡的动态稳定性进行实时监测预警与评价。

堆积层滑坡卸加载响应比基本原理及其应用

在系统分析降雨型堆积层滑坡位移与失稳动因与机制的基础上,首次提出卸加载响应比理论的基本原理.将降雨量的变化作为滑坡的卸加载参数,相应平均位移速率的变化值为卸加载响应参数,由此确定的位移卸加载响应比作为位移动力学参数,根据堆积层滑坡位移动力学规律论证了该位移动力学参数在滑坡预测预报的可行性和有效性,建立卸加载响应比预测模型.以新滩滑坡分析为例,运用卸加载响应比预测模型对新滩滑坡关键部位监测点A3、B3进行了卸加载响应比计算,发现这两点的卸加载响应比时序曲线均在失稳前发生突变,其突变时间与边坡实际失稳时间完全吻合.上述研究结果证明了卸加载响应比理论是可以应用于堆积层滑坡中短期预测预报的一种有效方法.

基于有序样品聚类最优二分割算法的滑坡演化阶段划分

利用有序样品聚类的最优二分割算法,对新滩滑坡检测累计位移数据进行有序聚类划分,再结合加速度变化特征对滑坡演化阶段进行划分.结果显示新滩滑坡初始变形阶段和中等变形阶段划分点为1979年8月,中等变形阶段和加速变形阶段划分点为1982年9月,而加速变形阶段中初等加速与中等加速的分界点为1983年7月,中等加速与临滑阶段的分界点为1984年10月,与实际监测基本吻合.表明根据有序样品聚类最优二分割算法和滑坡变形加速度变化特征可以对滑坡演化阶段进行准确划分,并为滑坡预警预报提供依据.

基于经验模态分解和LSTM模型的滑坡位移预测

建立高精度的位移预测模型对滑坡的提前预报具有重要意义,然而以往的研究多是选用静态预测模型,无法满足滑坡的动态特性。鉴于此,以三峡库区新滩滑坡为例,选用了近期较为流行的长短时记忆网络(LSTM)模型来对滑坡滑动前的累积位移进行动态预测。首先选用经验模态分解法(EMD)将滑坡累积位移分解成趋势项和周期项,然后利用多项式函数预测趋势项位移;再利用动态LSTM模型预测周期项位移;最后将各分量位移累加得到最终的模型计算值。结果表明:LSTM模型预测结果的均方根误差为17.07 mm,相关性系数达0.999,具有较高的预测精度,为“阶梯状”滑坡位移的预测提供了一种可行的思路。

基于位移动力学的堆积层滑坡稳定性评价参数及其应用研究

堆积层滑坡由于其结构和物质组成的特殊性,传统的位移监测方法很难对其进行准确的预测预报.根据位移动力学原理,通过分析堆积层滑坡变形破坏的动力学机制和位移矢量的变化特征,提出以垂直位移方向率作为滑坡稳定性的评价参数和失稳判据,从坡体应力应变角度探讨了其理论本质及其用于滑坡变形评判的可能性,并通过对新滩滑坡监测数据的计算和分析,发现应用垂直位移方向率作为评价参数和判据所得的预测结果与滑坡的实际状况基本吻合,说明垂直位移方向率可以作为一种新的边坡稳定性的预测判据.