自然灾害背景下地质工程中的斜坡稳定性分析与预防措施

斜坡稳定性关系到工程安全、经济社会可持续发展,也是预防和减少自然灾害损失的关键。本文通过介绍斜坡稳定性的基本概念和评价方法,探讨自然灾害对斜坡稳定性的影响,进而提出地质工程中的预防措施。在地质工程领域,斜坡稳定性是一个永恒的主题,其不仅关系工程的安全、经济和社会的可持续发展,也是预防和减少自然灾害损失的关键。尤其是在全球气候变化的背景下,极端天气气候事件的增多使斜坡稳定性的保持面临更大挑战。

工程扰动诱发川西杜米滑坡复活变形特征及机理分析

人类工程活动是诱发滑坡复活并导致滑坡整体或局部失稳破坏的重要因素之一。本文以川西雅江县杜米滑坡为例,通过地质调查、Insar监测、工程钻探、数值分析、稳定性计算等技术方法,在查清滑坡特征的基础上,总结滑坡变形破坏特征并进行分区评价,剖析滑坡复活变形成因机理,探讨滑坡前缘坡脚开挖程度与滑体稳定性之间的关系。研究结果表明,杜米滑坡一共发育3个滑面,分别对应强烈变形区、中等变形区和轻微变形区。前缘坡脚开挖是诱发杜米滑坡复活的主要原因,降雨入渗导致滑带土强度劣化是助推因素。前缘坡脚开挖水平深度超过10 m,暴雨工况滑体将出现明显变形下滑破坏。研究成果对避免类似杜米滑坡导致的“小灾大损”具有较强的参考和借鉴意义。

基于概率数学方法与GIS的泥石流敏感性分析及评价——以汶川县为例

以汶川县为研究区,通过对震后的高分辨遥感影像的遥感解译,获得了145条泥石流沟及流域中的崩滑物源的分布图。选择了坡度、坡向、地层岩性、地震峰值加速度、距水系距离、距断层距离作为评价因子,利用概率数学方法与GIS的空间分析功能,获得145条泥石流沟在上述6个评价因子上的分值;再利用层次分析法计算得到各评价因子权重,建立泥石流敏感性评价模型,得到了研究区泥石流沟敏感性分级图。结果表明:研究区145条泥石流沟中,有60条泥石流沟属于高敏感性,43条泥石流沟为中敏感性,其余42条泥石流沟敏感性较低,研究成果对于认识该地区泥石流灾害现状及发展趋势与防灾减灾有一定的参考意义。

暴雨沟谷型泥石流冲出量和冲出范围研究

不同类型泥石流一次性冲出量和冲出范围的影响因子和权重存在差异。"5·12"汶川地震后,震区沟谷流域内的大量松散物质在强降雨作用下形成了很多规模较大的降雨型泥石流,选取汶川震区20条暴雨沟谷型泥石流沟,对其被一次降雨过程的一次性冲出量、最大冲出长度、最大冲出宽度的预测方法进行了研究,应用多元统计方法建立了泥石流一次性冲出量和冲出范围预测模型。结果表明:影响泥石流一次性冲出量和冲出范围的因素除了总物源量、动储量总量、流域面积、沟道纵向长度、相对高差等自然因素外,还有筑坝、矿产开采、泥石流流域内边坡开挖等人为因素;所建立的模型适用于汶川震区暴雨沟谷型泥石流一次性冲出量和冲出范围的预测。

基于熵值法的区域泥石流危险性评价——以龙溪河流域为例

2010年8月13日,持续性暴雨引发都江堰龙池镇龙溪河小流域内暴发群发性泥石流,结果造成龙溪河部分堵塞、泥石流通过区公路损毁和人员受灾,导致了巨大经济损失和人员伤亡。龙池镇龙溪河流域存在多条泥石流沟,地形条件复杂,在强降雨条件下极易暴发大规模泥石流。以对泥石流灾害进行危险性评价为目的,选择流域面积、主沟长度、最大相对高差、流域切割密度、主沟弯曲度、人口密度、动储量和发生频率为评价因子,利用熵值法对都江堰龙池地区龙溪河小流域21条泥石流沟进行泥石流危险性评价,并对评价结果进行验证。研究表明:运用熵值法选择恰当评价因子对区域泥石流危险性进行评价,能较简单快捷地获得评价结果,并与刘希林单沟泥石流危险性评价方法进行对比后,两者的匹配度为75%,该模型能适用于龙池地区,结果较为可靠准确。可以为研究区后续的泥石流风险评估、预警预报、工程治理和危险范围分区提供参考依据。

基于FLO-2D的泥石流危险性评价——以四川省汶川县绵虒镇簇头沟为例

2013年7月10日四川省汶川县绵虒镇降持续性暴雨,促使簇头沟暴发降雨频率为2%的泥石流,导致岷江堵塞,严重威胁沟口居民及下游安全。以簇头沟的1∶10000等高线、2013年降雨数据与遥感影像等作为基础数据,结合野外考察资料,运用FLO-2D软件,模拟计算簇头沟在不同降雨频率下(5%、2%和1%)泥石流的运动堆积过程,研究簇头沟泥石流的危险性。在2%降雨频率(实际降雨频率)条件下,模拟得出最大泥石流流速为12.99m/s,最大泥石流泥深为15.7 m,堆积面积为9.55×10~4m^2,与实际堆积范围进行验证,精确率为77%,在合理误差范围内,成果可靠性高。通过泥深与流度来构建泥石流的强度模型,再与暴发的重现周期相结合而构建簇头沟泥石流危险性评价模型,获得堆积扇危险范围分布图,其中高危险面积占61%,中危险面积占19%,低危险面积占20%。为簇头沟泥石流的灾害防治提供科学的参考依据。

工程开挖活动诱发堆积层滑坡变形机理及加固效果分析

位于川西高原雅砻江两河口水电站库区的杜米村移民安置点由于切坡建房,诱发后山斜坡强烈变形,威胁移民安置点和S220省道安全。首先,基于现场调查、测绘、钻探、槽探等勘查手段,查明了滑坡发育的工程地质条件和变形特征;通过对滑体和滑带土开展室内直剪、反复剪试验,以及对滑床基岩进行抗压强度试验,结合反分析,合理确定了滑坡稳定性计算参数。然后,采用有限元程序Phase 2建立滑坡数值计算模型,模拟再现了滑坡在开挖前、开挖后、降雨后的应力、变形特征和稳定性变化过程,在此基础上分析了滑坡的变形机理。研究认为:不良的地形地貌、地质结构和地下水是滑坡发生的内在因素,坡脚开挖是滑坡变形启动的诱发因素,后期持续降雨入渗是滑坡变形加剧直至失稳破坏的直接因素;开挖导致滑体前缘抗滑力降低、滑带和开挖边坡坡脚产生剪应力集中是滑坡变形启动的力学机制,而饱水和持续剪切变形导致滑带土强度不断衰减接近饱和残余状态是滑坡变形加剧的本质原因;滑坡的变形破坏模式为牵引式蠕滑-拉裂。最后,采用有限元强度折减法对加固治理后的滑坡稳定性进行了计算分析。结果表明:天然条件下滑坡变形主要出现在桩后填土,降雨条件下变形范围扩大至强变形区,地震条件下变形范围进一步扩大至整个滑坡范围;三种工况下滑坡的稳定系数均能达到设计要求,表明加固设计方案和工程结构参数是合理的。研究成果可为类似滑坡工程案例的机理研究及防治提供参考。

裂隙岩体冻胀破坏的研究进展

文章围绕裂隙岩体冻胀破坏问题,归纳和梳理了岩石与岩体冻胀的区别,冻胀力的影响因素与演化机制,冻胀损伤特性研究进展和冻胀过程数值实验研究等4个方面的研究成果,指出了裂隙岩体冻胀破坏研究当中存在的不足。

冻融循环作用下裂隙岩体力学特性研究

对绿砂岩、花岗岩和红砂岩3种不同岩性岩石进行了冻融试验,并对冻融前后的试样进行单轴抗压强度试验,对比分析了试样外观和抗压强度变化情况,结果表明:冻融循环后,不同岩性、不同孔隙率的试样破坏情况不同,花岗岩试样的完整性最好,绿砂岩次之,红砂岩最差;冻融循环后,隙宽扩展情况与隙长成反相关;岩石的孔隙率和弹性模量很大程度上影响了冻融后岩石抗压强度的降幅,试验测得绿砂岩试样抗压强度降幅为76.24%,花岗岩试样抗压强度降幅为17.53%;残余应变使裂隙不断发育,裂隙端部应变峰值与温度变化峰值存在滞后效应。

近年来裂隙岩体冻胀破坏研究进展

介绍了裂隙岩体在不同冻融条件下冻胀变形规律、冻胀力及其影响因素、冻融损伤相关研究。冻胀变形规律大致可分为三阶段,影响冻胀力的因素包括裂隙水含量、外界温度变化情况、岩石力学性质等,总结了裂隙岩体冻融损伤特性,提出在未来的研究中可利用超声波实时监测岩体冻胀变形破坏过程,研究冻融作用下裂隙岩体冻胀破坏机制。