水库近坝高位滑坡滑带抗剪强度参数综合确定研究

滑坡滑带的抗剪强度参数是进行滑坡稳定性评价和滑坡涌浪等灾害链研究必需的数据基础,科学合理确定滑带物理力学参数至关重要.本研究以澜沧江GS水电站MLS滑坡为依托,采用现场调查、大型原位剪切试验、室内重塑样剪切试验、室内原状样剪切试验、工程地质类比法及参数反分析法,综合确定滑带抗剪强度参数.采用数值模拟软件运用所得参数对滑坡进行变形破坏分析.数值计算结果与现场滑坡监测变形数据相吻合,验证了采用多方法综合选取滑带抗剪强度参数的准确性和合理性.研究成果可为MLS滑坡稳定评估和防治工程设计等提供技术支撑和参考借鉴依据.

联合无人机光学与机载LiDAR在高位滑坡要素识别中的应用:以川西汶川龙溪沟滑坡为例

高位和高隐蔽性滑坡调查人力难至、效率低下且安全风险大,利用无人机光学和机载LiDAR等航空遥感技术进行调查识别能够有效克服该问题,已成为当前研究应用的热点。目前多数研究与应用以宏观调查和解译为主,针对滑坡拉裂缝、滑坡壁等发育要素的精细化识别和量测研究较少。为进一步细化无人机光学和机载LiDAR识别的滑坡要素解译特征,提高该技术的综合应用效果,本文选取川西地震活跃区的汶川龙溪沟高位滑坡为示范,采用无人机摄影测量、机载LiDAR、解译对比与空间测量以及实地调查复核等方法,提取了28条拉张裂缝、2条剪切裂缝、8处下挫陡坎、2条滑坡壁、5条前缘边界、5个次级变形体,基于滑坡要素排列组合划分了2个次级滑体、4个变形区。野外验证结果与室内解译高度吻合,证明了该方法的可靠性和准确性。研究成果总结对比滑坡要素在不同数据上的色调、纹理、光谱差异,探索联合无人机光学与机载LiDAR的滑坡要素“色调-纹理-图谱”协同对比提取方法,阐述了高位滑坡“先解译要素再分区组合”的精细识别过程。研究成果可为其他高危高位滑坡的精细化识别研究及防治应用提供技术参考,具有应用推广价值。

强震条件下西藏则隆弄沟高位滑坡失稳特征研究

西藏则隆弄沟物源位置高、强度低,历史上因强震失稳后发生过崩滑。为探究强震对1950年则隆弄沟的动力响应特征,文章采用FLAC3D的动力模拟方法进行演算,并输入双向米林地震加速度记录。结果表明:其动力响应较复杂,受控于坡体形态、材质、地震波强度和频率等因素,在靠近海拔4000 m处冰碛物出现挤压破裂,而不是位于最前端的冰碛物前缘;在海拔5500 m时冰碛物与花岗片麻岩之间的切应变增量达到最大,远高于冰碛物后缘;该斜坡存在一条滑面且已经贯通,范围为海拔4000~5800 m,失稳类型为拉-剪。为进一步分析造成这种失稳形态的影响因素,引入共振的概念,使用公式计算及不同频率简谐波激励,得到该坡的固有频率处于0.09~1.89 Hz之间,其中4400~5500 m固有频率为0.2~0.6 Hz。而加速度放大效应受固有频率的影响,地震波主频与坡体海拔4400~5500 m固有频率重合度较高,产生同频共振现象,放大效应明显。通过分析,地震波在不同材质中的放大效应不同,冰碛物放大效应弱于花岗片麻岩。

小相似比高位滑坡模型试验相似材料研究

相似材料的选取和配制是成功模拟原型斜坡的关键。对于坡高几百米甚至上千米的高位滑坡,由于试验条件的限制,在进行物理模拟试验时常常需要采取小相似比(1∶100~1∶1 000)并配制出强度较低的相似材料,而现有的相似材料强度往往偏大,难以满足试验要求。以四川省茂县松坪沟沟口坡高500 m的顺层岩质斜坡为原型,设计了几何相似比为1∶200的振动台模型试验,并采用正交试验法设计了16组配比试样,以(铁粉+重晶石粉)/骨料、铁粉/(铁粉+重晶石粉)、石膏/混合料、水/混合料、甘油/混合料质量比为5种因素,每种因素设置4个水平,通过室内试验测试出每组试样的物理力学参数。结果表明:所配制材料的力学参数变化区间较大,能满足小相似比、高密度、高内摩擦角和低强度相似模型试验的需求;相似材料黏聚力随重晶石粉和铁粉含量的增加呈现先减小后增大的趋势;内摩擦角随石英含量的增加而先增加后减小;弹性模量随重晶石粉和铁粉含量的增加而先增大后减小。试验结果对类似小相似比模型试验材料的配制具有参考意义。

基于Web of Science数据库和CiteSpace文献计量的高位滑坡研究综述

高位滑坡地质灾害严重威胁生命线交通工程和人民生活居住环境,已逐渐成为地学、环境学和工程学等多学科交叉研究热点问题。以Web of Science数据库为文献数据源,利用CiteSpace文献计量学软件分析了2010—2021年以高位滑坡为主题的期刊学术论文,从多个角度分析了其研究现状、热点和趋势。结果表明:(1)高位滑坡文献从2017年起,发文量突破600篇/年,呈现“井喷”现象。(2)中国是该领域发文量最多的国家(2045篇),并与17个国家和地区开展合作研究,其中与意大利和美国合作研究成果相对较多;国内研究机构以中国科学院、成都理工大学和中国地质大学(武汉)等科研院校为主,国外机构则以法国科学研究院和美国地调局等为主。(3)Landslides、Engineering Geology和Journal of Mountain Science等工程地质灾害领域知名期刊发文量较多。(4)研究热点主要聚焦于滑坡孕灾机制、远程动力成灾、风险评估和监测预警等方面。高位滑坡研究服务川藏铁路等国家重大建设需求,需要在高位滑坡动力冲击力理论、动力冲击防护装置和灾害链应急抢险措施研究等方面进一步加强。

强震区高位滑坡远程灾害特征研究——以四川茂县新磨滑坡为例

近年来,在汶川地震等强震区常发生一种特大的高位滑坡地质灾害,它从高陡斜坡上部位置剪出并形成凌空加速坠落,具有撞击粉碎效应和动力侵蚀效应,导致滑体解体碎化,从而转化为高速远程碎屑流滑动或泥石流流动,并铲刮下部岩土体,使体积明显增加。新磨滑坡就是这种典型,它发生于2017年6月24日,滑坡后缘高程约3450m,前缘高程约2250 m,高差1200 m,水平距离2800 m,堆积体体积达1637×10~4m^3,摧毁了新磨村村庄,导致83人死亡。新磨滑坡地处叠溪较场弧形构造带前弧西翼,母岩为中三叠统中厚层变砂岩夹板岩,是1933年叠溪Ms7.5级震中区(烈度X度)和汶川Ms8.0级强震区(烈度IX度),形成震裂山体。滑源区分布多组不连续结构面,将厚层块状岩体分割成碎裂块体,在高程3150~3450 m区间形成明显的压裂鼓胀区,特别是存在2组反倾节理带,具有典型的"锁固段"失稳机理。滑坡体高位剪出滑动,连续加载并堆积于斜坡体上部,体积达390×10~4m^3,导致残坡积岩土层失稳并转化为管道型碎屑流;碎屑流高速流滑至斜坡下部老滑坡堆积体后,因前方地形开阔、坡度变缓,转化为扩散型碎屑流散落堆积,具有"高速远程"成灾模式。据此,可建立强震山区高位滑坡的早期识别方法,当陡倾山脊存在大型岩质高位滑坡时,应当考虑冲击作用带来的动力侵蚀效应和堆积加载效应,特别是沿沟谷赋存丰富的地下水时,发生高速远程滑坡的可能性将明显增加。因此,在地质灾害调查排查中,在高位岩质滑坡剪出口下方的斜坡堆积体上的聚居区等应划定为地质灾害危险区。在强震山区地质灾害研究中,不仅应采用静力学理论分析滑坡的失稳机理,而且应采用动力学方法加强运动过程的成灾模式研究。

地震高位滑坡形成条件及抛射运动程式研究

根据典型地震高位滑坡坡体结构特点及地震斜坡响应,对其形成机制进行探讨,认为P波的垂直上抛作用及S波的水平剪切作用,将强卸荷带下限以外裂隙切割的岩体结构面贯通并使其丧失与下部岩体的结合力,后至的面波经地形放大后,巨大的加速度(通常>2 g)将斜坡上部表层高位岩体近水平或斜向上抛出,形成地震高位滑坡。

都江堰庙坝地震高位滑坡特征与成因机理研究

5.12汶川地震诱发了数以万计的滑坡,其中有一类地震高位滑坡呈现出不同于典型滑坡破坏运动模式,都江堰市虹口乡庙坝滑坡就是其中的典型代表。庙坝滑坡位于龙门山中央断裂带中段,滑坡方量约113×104m3。作者通过对庙坝滑坡详细深入调查和综合分析,力求揭示该滑坡的特征及形成机制,并且对该滑坡进行了详细分区。根据该滑坡的分区及动力特征,作者认为其形成过程可概括为:孕育-启动加速-高速运动-停积堆积。在孕育阶段,作者把强震对斜坡岩体产生的加速度耦合坡体结构解释了其高速剪出的原因,其成因模式类似于拉裂-散体滑移→拉裂-顺层滑移的空间组合;在启动→高度运动阶段,作者耦合该滑坡地形地貌,对抛射体进行了运动程式分析,该滑坡平均运动速度为20.1m.s-1,整个形成过程仅用了32s;在停积堆积阶段,作者耦合坡体植被及微地貌解释了上部堆积区(Ⅲ1)形成的特殊性。基于以上滑坡形成机制的分析,作者得出地球内外动力的耦合作用正是该地震高位滑坡形成的原因。

四川茂县新磨村高位滑坡铲刮作用分析

2017年6月24日,四川省茂县叠溪镇新磨村发生高位顺层山体滑坡,滑动高差达1 160 m,滑动平距约2 200 m。该滑坡的滑动方量巨大,与其滑动过程中产生的铲刮效应有关。为分析其铲刮效应,文章通过现场调查、遥感影像解译和无人机航拍图像,确定该滑坡的滑动全过程为:多次历史地震造成滑坡源区岩体结构破碎,降雨沿顶部裂隙入渗导致水压力增大及石英砂岩中的薄层板岩软化,在长期疲劳效应下斜坡上部岩体最终发生滑动;上部滑体在运移过程中,对斜坡中部浅表风化层、部分基岩及下部老滑坡堆积体进行铲刮并重新堆积。采用Rockfall软件模拟源区滑体的运动路径、速度与能量,结果表明:在碎屑流区和老滑坡堆积区都存在明显的集中铲刮作用,整个滑坡的高危险区也主要位于该区域,所以危险性分区可代表不同滑坡区域的铲刮程度。计算得两个区域的铲刮方量分别为4. 9×10~6,4. 38×10~6m^3,滑坡总方量为13. 35×10~6m^3。该模拟和计算方法迅速有效,可为以后类似滑坡的应急、救灾和铲刮方量计算提供参考。

基于UDEC的高位滑坡运动参数影响因素

滑距和滑速这类运动参数历来是评价高位滑坡致灾范围和致灾强度的关键性指标。斜坡坡形特征、坡面物理力学性质等是这些指标的影响因素。通过对17个典型高位滑坡资料的收集与分析,资料显示高位滑坡多具有上陡下缓的坡形特征(折线形坡),将反映高位滑坡剪出口下方坡形特征的陡坡、缓坡的坡度与反映坡面性质特征的内聚力与内摩擦角作为运动参数的影响因素进行研究,根据资料并结合经验确定了各影响因素的变化范围,按照正交试验原理设计UDEC数值模拟试验,利用极差和方差分析研究各因素对高位滑坡滑距、滑速的影响性。结果表明:极差结果显示影响滑距的主次顺序为缓坡度>陡坡度内聚力=内摩擦角,影响滑速的主次顺序为陡坡度缓坡度>内聚力>内摩擦角;方差结果显示缓坡度、陡坡度为影响滑距的高度显著因素,陡坡度为影响滑速的显著因素,其余均为不显著因素;滑坡的运动参数受场区地形条件的影响显著,因此,在进行高位滑坡致灾范围与强度评价时,应主要考虑剪出口下方的坡形。

岩屑组成对高位滑坡-碎屑流运动特性影响离散元模拟研究

采用三维颗粒离散元模拟方法,对4种由不同粒径碎屑颗粒组成的岩屑滑坡运动过程进行全程数值模拟,研究了碎屑粒径组成对于岩石碎屑滑坡的运动特性影响。结果表明:碎屑颗粒粒径组成对岩石碎屑滑坡的运动总时间和达到速度最大值的时刻没有影响;物源碎屑粒径的组成对滑坡运动速度、破坏力和滑动距离影响大。粒径组成越不均匀,滑坡运动速度和破坏力越大,滑动距离也越远;碎屑流物源前缘部分是滑坡-碎屑流灾害影响范围大小的控制性因素。成果可为岩石碎屑滑坡灾害的预测和评估提供参考。

高精度倾斜摄影在高位滑坡灾害应急监测中的应用

无人机倾斜摄影技术构建全景真三维影像极大提高了单体灾害解译的精度及准确度,也可以用于研究单体灾害动态演变规律的数据积累,降低了多期数据获取的难度和成本,为应急救援决策提供更加科学的技术支撑。本文以利用旋翼无人机倾斜摄影技术在茂县6·24地质灾害应急调查的成功实践为基础,系统地建立了一套基于旋翼无人机倾斜摄影技术的高位滑坡单体地质灾害应急调查方法,并在会东老君洞高位滑坡地质灾害应急中证明该方法的适用性,大大提高单体灾害应急处置效率。

变质岩区大型高位滑坡的变形监测预报研究

以某变质岩区大型高位滑坡变形监测成果为基础,开展既有变形特征分析和变形发展分析。结果表明,CEEMDAN-PSR-KELM-ARIMA模型在滑坡变形预测中具有较强的适用性,所得预测结果的相对误差均值范围为2.00%~2.03%,其方差值也较小,具有较优的预测精度及稳定性;预报等级属于Ⅲ级-橙色预报,为较危险状态;滑坡变形速率具减小趋势,但累积变形仍会进一步增加。

鬃岭高位滑坡带地下水补径排特征及致灾作用研究

本文以贵州省纳雍县鬃岭崩塌滑坡带两个滑坡区为例,通过水文地质调查、水动力场分析、水化学和流量动态对比分析,得出结论(1)天然条件下,崩塌滑坡带存在3个相对独立的地下水系统,采煤活动改变了局部地下水径流排泄方向,使上部基岩裂隙水、中部岩溶水补给到下部基岩裂隙水中,最后从坑道或泉排泄出地表。(2)流量动态和钙离子含量变化表明,雨季中部岩溶水灌入式补给到了采空区坑道中,同时也表明老鬃岭镇滑坡区山体浅部垂直裂缝发育,左家寨滑坡区山体浅部至深部垂直裂缝均有发育。(3)鬃岭崩塌滑坡体内部地下水以非饱和水下渗运动为主,不存在饱和地下水流场,故而不存在水动力驱动滑坡影响作用。(4)在鬃岭崩塌滑坡孕灾或灾害触发过程中,地下水对垂直裂缝、滑动结构面的发展和岩体破坏、失稳主要起到加速和促进作用。本文对岩溶石山地区类似滑坡机理研究有一定意义。

川藏交通廊道典型高位滑坡地质力学模式

川藏交通廊道穿越青藏高原东缘高山峡谷区,大型—巨型高位滑坡多发频发,是铁路、高速公路等交通设施规划建设必须考虑的重要因素。在区域成灾地质背景分析和现场调查的基础上,以地貌特征、斜坡岩体结构、促发条件等为基本要素,总结归纳了川藏交通廊道典型高位滑坡的6类地质力学模式,包括:堆积体滑移型、顺层滑移拉裂型、卸荷剪断型、岩溶贯通拉裂型、崩滑溃散型和构造控制型等。结合典型高位滑坡案例,重点剖析了各类滑坡启动的简化力学机制,并给出了相应的成因解析。综合考虑不同类型高位滑坡的控制因素和易发性分区结果,初步圈定了川藏铁路雅安—林芝段高位滑坡易发靶区,对高位滑坡隐患早期识别、重大工程选址选线和防灾减灾具有重要的指导作用。

贵州贵定县高位滑坡地质灾害基本特征及防治措施

贵州省贵定县地质灾害多,危害较大。通过对全县高位地质灾害隐患排查,了解全县地质灾害现状,发现奔坡滑坡和小岩寨滑坡为高位地质灾害滑坡,均处于不稳定状态,共威胁76户315人的生命财产安全及道路、河流、矿山等安全。针对2处高位地质灾害的特点及现场实际情况,结合对高位地质灾害基本特征及其防治措施的调查与研究,提出工程治理措施,彻底消除安全隐患。

高位滑坡成灾地质环境研究进展

高位滑坡灾害主要分布在我国西部高山峡谷地区,具有急剧突发、破坏性强和致灾范围广等特点,危害巨大。加强对高位滑坡成灾地质环境研究,有利于揭示高位滑坡孕灾机制及远程动力成灾机理研究,指导开展高位滑坡减灾措施制定。因此,通过查阅大量文献资料、野外地质调查和归纳分析等方法,提出了高位滑坡灾害定义,分析了高位滑坡灾害特征、易滑地质结构类型、诱发因素及链式灾害特点,主要得到以下结论:(1)高位滑坡的滑源区多位于脊状山顶,坡度较陡,这使得其具有高位隐蔽性、运动速度快、块体破碎性和动力侵蚀等特点;(2)西南高位滑坡的易滑地质结构主要分为软弱结构带控制型和锁固段破裂触发型两类;此外,高位滑坡的诱发因素主要包括地震、降雨和人类工程活动等,这些因素改变了坡体的应力场和位移场,进而诱发滑坡发生;(3)高位远程滑坡链式灾害主要分为三个阶段:高位剪切启动阶段、碎屑流阶段和堵溃放大效应阶段。通过对上述成灾地质环境研究及未来研究方向的探讨,为高位滑坡灾害风险研究提供借鉴。

西南某高位滑坡成因机制及稳定性分析

以西南某高位滑坡为例,通过现场测绘、钻孔揭露、航拍、现场监测及室内现场实验等手段,对该滑坡体的基本特征进行了较深入的研究,并对该高位滑坡的变形特征、成因机制及稳定性进行了初步分析。

高位滑坡动力学特征分析

高位滑坡具有孕灾过程隐蔽,急剧发生、动力冲击和远程成灾等特点,以菲律宾Guinsaugon滑坡为例,基于研究区的工程地质条件,进行滑坡运动路径分区,同时通过基底流变模型Friction-Voellmy-Friction模型组合反演了滑坡运动全过程。结果显示,Guinsaugon滑坡运动时长约为90s,在水平距离X=1896m处时的运动速度为最大,约为52.95m/s,堆积体的平均厚度约为15~20m,最远运动距离约为4100m,与雪橇模型相比,基底流变模型的反演结果与实际情况更为相近,最后讨论分析了Guinsaugon滑坡主要以楔形体撞击地面呈现碎屑流的运动模式。

微型桩群在高位滑坡应急治理中的应用分析

处于蠕滑状态的高位滑坡,快捷、有效的应急治理措施是稳固滑坡的关键。分析研究了高位滑坡成因机制与加固机理,探究微型桩群在高位滑坡应急治理中的适用性和可靠性,希望为类似滑坡应急治理工程实践提供参考,并结合青中村滑坡应急治理工程实例,讨论微型桩群设计施工中的技术要点,指出微型桩群治理高位滑坡可达到快速稳固滑坡的目的,其技术可行、施工便捷、支挡效果明显。