水化学环境下白垩系五龙组砂岩崩解能量耗散模型

白垩系时期的五龙组砂岩,由于其地层年代新,沉积时间较短,岩石内部胶结作用不完全,因此在水化学环境下极易被侵蚀并发生崩解,进而诱发各种灾害。本文以白垩系五龙组砂岩为研究对象,将其置于不同酸碱度的化学溶液中进行岩石的循环崩解试验。通过试验分析了水化学作用下白垩系五龙组砂岩崩解过程中岩石的耐崩解指数;得到每次循环崩解后,各粒径范围内崩解物质量百分比,基于此分析了岩石在水化学环境下的崩解特性;使用微观观察手段和检测手段探究了崩解前后矿物组分变化及崩解过程中岩石的微观结构演变规律;基于热力学以及断裂力学相关理论,构建崩解过程的能量耗散数学模型。研究结果表明:白垩系五龙组砂岩整体崩解速率先增后减并最终趋于稳定,其崩解物粒径分布较集中,主要在0.25 mm以下;在不同水化学环境下,白垩系五龙组砂岩的崩解强度呈现酸性>碱性>中性的差异化特征;将不同崩解循环次数下崩解物颗粒级配分布数据和微观几何结构参数代入能量耗散模型,结合实际情况分析表明岩石崩解能量耗散模型能较好表征岩石的崩解过程。研究成果可为岩石的崩解机制研究提供参考。

三峡库区三门洞滑坡复活机理及韧性变形研究

三峡库区蓄水诱发大量库岸古滑坡复活变形,引入“韧性变形”概念可很好地解释古滑坡在相似影响因素下的差异性变形响应情况。以三峡库区三门洞滑坡为例,通过现场地质调查及17 a的监测数据,分析古滑坡复活过程中的变形特征及“韧性变形”机制。结果表明:①三峡库区三门洞滑坡为平缓堆积层古滑坡,自三峡水库蓄水后复活变形,前、中、后部变形主要为塌岸、拉张裂缝或坍滑和拉张剪切裂缝;②在库水位下降期间,滑坡的变形对库水位的快速下降响应敏感,库水在低水位运行和上升期间,滑坡变形主要诱发因素是降雨,尤其是连续性强降雨,可引发滑坡持续性变形;③滑坡发生“韧性变形”时,滑体内部经历一次密实过程,使得土体的密度增大,内聚力增强,提高了土体的抗剪能力,在一段时间内拥有抵抗下次变形的力量。研究成果可为三峡库区滑坡监测预警工作提供参考。

三峡库区降雨抬升地下水诱发滑坡变形特征及机理研究

三峡库区雨量充沛,降雨抬升地下水位使得滑坡控制性滑动面稳定性降低,加之地下水水力作用增强会诱发滑坡变形,严重威胁着人类生产生活,并对环境造成巨大破坏.本文借助三峡库区谭家河滑坡、谭家湾滑坡GPS监测数据、勘察资料等,采取定性与定量相结合的方法对降雨、地下水位数据进行分析与处理,对滑坡变形特征进行总结归纳.最后建立谭家河滑坡UDEC离散元模型,模拟降雨、库水、地下水联合作用下滑坡的变形,分析地下水位涨落条件下滑坡的变形机理.研究表明:滑坡变形与地下水位涨落具有较强关联性.降雨入渗滑坡体内,QSK2、S1地下水位分别上涨至241.7、275.3 m后,两滑坡体变形明显增强;当地下水位分别下降至240.7、271.5 m后,两滑坡体变形明显减弱.持续强降雨会明显抬高地下水位.日均降雨量达到6 mm以上,有利于地下水位上涨,使地下水位由下降阶段转换为上升阶段;日均降雨量在2 mm以下,降雨对地下水位抬升作用有限,地下水位由上升阶段转换为下降阶段.地下水位上涨期间,降雨强度越高,地下水位峰值往往越高,滑坡变形通常越剧烈;地下水位达到峰值后,持续强降雨使地下水保持高水位运行,滑坡“阶跃”变形时间跨度变长.目前,两滑坡体处于持续变形阶段,有产生小规模滑动的可能性,须加强地下水位、降雨监测和诱发机制研究.

降雨与库水作用下谭家河滑坡变形响应规律分析

三峡库区谭家河滑坡坡体结构特殊,形成机理复杂,自2006年12月开始监测以来,至今仍持续着位移变形。在分析谭家河滑坡变形特征(2015~2020年)的基础上,把GPS人工和GPS全自动监测数据精细划分为多个阶段,采用定性与定量相结合的方法对库水位、降雨量数据进行分析与处理,并结合地下水位监测数据,对滑坡变形响应规律进行总结归纳,揭示滑坡诱发因素与诱发机制。结果表明:①谭家河滑坡累积位移呈稳定-阶跃的增长趋势,在自重、库水位波动以及大气降雨等因素的共同作用下,滑坡促滑段不断挤压阻滑段发生推移式蠕动变形。库水位升降是滑坡变形的直接因素,降雨对滑坡变形起促进作用,汛期连续2个月月降雨量达到160 mm以上,会极大促进滑坡变形。②库水位从175.00 m低速下降至160.00 m的过程中,库水的浮托减重、浸泡软化效应使坡体变形保持低速增长;库水位从160.00 m快速下降至145.00 m的过程中,库水位下降速率越大,形成的指向坡外动水压力越大,导致坡体变形更加明显。③低水位运行阶段,由于库水位快速下降对滑坡变形有一定滞后效应,使坡体在库水位两次145.00 m低水位运行期间仍持续变形,且第一次低水位运行期间比第二次变形更强。④库水位从145.00 m快速上升至175.00 m的过程中,在降雨强度较弱的情况下,库水位上升有利于坡体稳定,但当库区遭遇持续性降雨作用时,会降低坡体稳定性,库水对坡体阻滑段产生的浮托减重效应显著,导致坡体变形加剧。研究成果可为三峡库区涉水型滑坡诱发机制分析、监测预警预报研究、应急抢险处置等提供参考。

三峡库区地质灾害监测分析与发展探讨

本文结合三峡库区地质灾害监测预警建设历程、地质灾害监测分析现状及面临的问题,从地质灾害监测分析概念和内涵、发展趋势等方面进行了探讨,获得了以下认识:(1)探讨了地质灾害监测分析的内涵,提出了地质灾害监测分析的定义,即围绕着监测目的、监测内容和监测方法,对地质灾害监测数据及相关成果资料开展综合性分析的工作,针对预警预报、防控决策、施工安全、工程效果等不同监测目的,总结了地质灾害监测分析的主要内容;(2)面对多源、异构、实时、海量的地质灾害监测及相关数据,发展地质灾害智能化监测分析系统,实现地质灾害监测数据、分析技术方法、应用服务以及监测分析工作流程化等方面有效集成,是破解监测分析困境和问题的关键。

三峡库区卧沙溪次级滑体变形机理与阈值研究

在库水位升降及降雨作用下,三峡库区不少土质滑坡出现周期性阶跃变形,此类滑坡变形机理复杂,预警预报难。以典型涉水土质滑坡卧沙溪滑坡为例,通过10多年野外宏观巡查资料、13年的人工监测和4年的全自动监测数据,揭示卧沙溪滑坡次级滑体的变形机理,建立降雨及库水位相关阈值。结果表明:(1)次级滑体变形的主控因素由库水位下降和库水浸泡转变为持续性降雨。(2)持续性降雨导致坡体变形,监测点位移速率“峰值滞后”效应为1~2 d,位移速率衰减时间为5~9 d。(3)降雨及库水位阈值:30 d累积降雨量阈值150 mm,且变形前1 d降雨量40 mm;变形启动3 d内,累积降雨量超过50 mm会加速坡体变形,且变形时间延长。库水位下降至146 m前30 d累积降雨量115 mm,库水位下降速率阈值为0.8 m/d。研究成果可为类似滑坡的监测预警提供参考。

三峡库区树坪滑坡应急治理工程效果分析

针对后缘较陡的大型滑坡的应急治理问题,选取三峡库区树坪滑坡应急治理工程为对象,以防灾减灾为目标,采用实时动态监测数据结合数值模拟的方法,分析此次治理的效果,并对该应急治理工程采取的组合治理方式进行模拟分析及评价。结果表明:通过对滑坡进行削坡压脚来减小滑坡自重,降低滑坡整体的下滑力,增加滑坡整体抗滑能力;滑坡表面设置的排水沟渠,能够减弱地表水入渗,间接增强抗剪强度,抑制滑坡的变形;该滑坡在应急治理后,应力场发生改变,变形速率显著降低,退水期间滑坡位移的突变特征消失,变形趋势逐渐减缓,滑坡稳定性有一定的提升。研究成果验证了应急治理措施对于体积较大、后缘较陡的滑坡治理的有效性,可为滑坡的治理提供有效的经验与方法。

利用BP神经网络进行水库滑坡变形预测

滑坡变形监测与预测是滑坡预警预报中一种非常重要的途径。文章首先简单介绍了神经网络的基本原理和学习算法,然后利用某水库滑坡24期的GPS地表位移监测数据及其诱发因素即水库水位、降雨等资料,采用BP神经网络模型对该水库滑坡变形进行建模,最后将6期水库水位、降雨等资料输入模型进行滑坡变形预测,结果表明预测结果与实测数据符合性好,总体上能较好反映变形趋势。

三峡库区白水河滑坡变形特征及影响因素的阶段分析

为研究三峡库区库岸滑坡的变形特征及主要影响因素,以三峡库区白水河滑坡为研究对象,通过滑坡全球定位系统(GPS)位移监测数据,结合降雨及库水位资料,依据库区蓄水过程,分三阶段定性分析滑坡的变形特征和影响变形的主要因素.结果表明:滑坡变形集中在每年的5~8月份,呈阶跃式变形;降雨和库水位变化为影响滑坡变形的主要因素;从第一阶段(200306~200608)降雨为滑坡变形的主导因素,第二阶段(200609~200808)降雨为主要影响因素,库水位变化有一定影响,到第三阶段(200811~今)降雨和库水位变化共同影响滑坡变形.研究说明:降雨强度较滑坡累积变形表现出较强关联性,库水位的波动对累积位移的影响并不明显;降雨强度越大,累积位移曲线上升幅度越大.

基于监测曲线特征点分析的阶跃型滑坡预警方法

在三峡库区专业监测滑坡中,部分滑坡受到库水或者降雨等外界因素影响,其累计位移-时间曲线表现出明显的“阶跃型”特征。直接使用改进切线角对阶跃型滑坡位移监测曲线进行预警分析,其改进切线角预警值可能在变形曲线陡增阶段高于实际预警级别,增加虚警率。为了准确判别阶跃型滑坡的变形阶段及发展趋势,本文以白家包滑坡和谭家湾滑坡为例,分析滑坡监测历史数据及其影响因素,采用斜率单变点分析法和AMPD法对“阶跃型”累计位移-时间曲线进行特征点提取,结合Hill函数形成特征点拟合曲线,在此基础上利用改进切线角对拟合曲线进行滑坡变形阶段划分及预警分析。结果表明,当前白家包滑坡总体上处于蠕滑变形阶段,预警级别为无预警;谭家湾滑坡处于中加速变形阶段,预警级别为橙色预警。研究表明,本文方法可以很好抑制变形曲线的阶跃特征对预警级别判定带来的影响,更准确地判定滑坡变形阶段。

三峡库区三门洞滑坡变形特征与影响因素分析

三门洞滑坡位于长江支流青干河右岸,自三峡库区2003年蓄水以来,滑坡一直处于持续变形阶段.据宏观巡查及现场地质调查资料,深入利用挖掘多年的GPS专业监测数据,综合分析了该滑坡体的动态变形特征和主要影响因素.结果表明:滑坡体不仅具有前缘变形大于后缘的牵引式运动特征,还具有左侧变形快于右侧的运动特征;该滑坡属于退水滞后型滑坡,大气降雨和库水升降是其外界主要影响因素,变形量呈阶跃式增长,降雨强度,降雨时长,降雨量,及库水位下降速率的上升与阶跃幅度的增长均有关联.

基于小波分析的滑坡变形规律研究

对于有多个GPS监测点的滑坡,通常只研究个别代表性较强的点的位移,以此近似反映滑坡整体变形情况,但这种以点代面的方法与实际相差较大。现利用三峡库区某滑坡长期地表位移监测资料,根据各监测点位移对滑坡整体位移的贡献率,求得综合位移曲线,再利用小波分析等数学方法推导综合位移方程,据此分析了外界因素(降雨、库水位)对滑坡变形影响机理及周期。结果表明:该滑坡现处于潜在不稳定状态,降雨和库水位对滑坡的影响周期约为12个月。应用滑坡总位移方程进行验证性预测后显示,其预测精度达到92%,因此该方程能更真实地反映滑坡稳定性现状和发展趋势,对同类滑坡的研究具有借鉴价值。

某公路边坡开挖卸荷变形研究

采用传统的加载力学方法和卸荷岩体力学方法,利用数值计算对某公路高边坡开挖后的应力-应变进行了研究。比较两种计算方法算得的边坡位移,并与实际监测数据进行对比分析,验证了卸荷岩体力学方法在岩土体开挖边坡计算分析中的合理性。

三峡库区某滑坡滑带土剪切变形特性及控滑机理

滑带土的力学特性对滑坡的稳定性具有控制作用,为了研究其控制机理,对三峡库区秭归县某滑坡滑带土取样,通过进行多组固结快剪和固结排水反复剪等直接剪切试验,研究了其应变硬化的特性,揭示了应变硬化型滑带土在滑坡变形过程中的作用机理。研究结果表明,该滑带土从塑性变形到剪切破坏过程中,所需的剪应力不断增大。经过反复剪切之后,其抗剪强度有所增加,内摩擦角对其抗剪强度的影响占主导作用,且正应力越大增加得越明显。通过滑坡实地勘测及数值模拟计算,研究了应变硬化型滑带土对滑坡稳定性的影响。分析认为,在滑坡滑动过程中,由于应变硬化型滑带土经剪切之后摩擦强度增大,消耗了滑坡的动能,对滑坡的作用在宏观上表现为,滑坡经短距离滑动之后出现暂时稳定状态。

基于GPS监测数据的某滑坡变形分析

三峡库区某滑坡采用GPS监测滑坡地表位移,至今已积累了6年的监测资料。根据积累的监测数据,采用回归分析法对滑坡变形进行了分析和建模,结果表明,降雨为滑坡变形的主要影响因素,库水位变化量对滑坡变形的影响并不显著。但在降雨的情况下,库水位的下降对滑坡的变形起促进和加剧作用,库水位的上升对滑坡的变形起缓和作用。

三峡库区三门洞滑坡稳定分析及抗滑桩模拟研究

为研究降雨和库水作用对三峡库区三门洞滑坡抗滑桩加固的影响,通过对监测资料的分析,以降雨、库水、桩位等组合不同工况,运用有限元分析软件建立模型并模拟抗滑桩加固效果。采用强度折减法得出多种工况的抗滑桩内力分布图。结果表明:三门洞滑坡为前缘变形大于后缘变形的牵引式滑坡;库水位涨落是导致滑坡变形的主要因素,降雨加速了滑坡变形;通过模拟得到最佳抗滑桩桩位,其距离滑坡前缘剪出口245 m,且建议初步设计桩长为30 m。

测量机器人在滑坡应急监测中的应用

为了解决较危险滑坡加速变形阶段的监测问题,采用测量机器人(TC2300全站仪)对滑坡进行全自动应急监测。通过对测量机器人技术组成、系统应用及变形监测方法的分析,针对三峡库区某滑坡的变形情况,在原有的GPS监测系统的基础上,建立了测量机器人全自动应急监测系统。重点阐述了该应急监测方案的实施情况,指出了测量机器人在滑坡应急监测中的广阔应用前景。

三峡库区某滑坡变形影响因素分析

根据三峡库区某滑坡5年左右的GPS位移监测以及降雨量、库水位监测数据，选取降雨和库水位两个因素研究了其对滑坡变形的影响。结果表明：降雨的入渗增加了滑体重量、软化了岩土体、润滑了滑带与滑床的接触面。会降低滑坡的稳定性；库水位的上升一般对岩土堆积层滑坡的稳定性无明显不利影响，而其下降却使滑坡变形加速；两者对滑坡变形的影响均表现出一定的“滞后效应”，滞后期一般为5～10d。

三峡库区柏堡滑坡变形失稳机制分析

三峡库区柏堡滑坡位于宜昌市秭归县,于2017年10月3日突发险情,严重危及滑坡体内居民的生命财产安全.为研究其变形失稳机制及影响因素,结合现有的地质调查、地质勘察资料和自动监测资料,运用地貌学和工程地质力学理论方法进行了研究.结果表明:柏堡滑坡陡峭地形地貌是其发生的前提条件,地层因素对其形成发展起着关键作用,其软弱夹层为滑坡变形提供了滑动面.大气降雨诱发了滑坡的变形,为柏堡滑坡主要影响因素,库水位变动对其影响较小,为次要因素.

基于点估计理论滑坡稳定性及可靠度分析

为进一步分析研究库水位和降雨对滑坡的影响,以三峡库区三门洞滑坡为例,采用点估计理论方法计算得出4种不同工况,以库水位下降和降雨为随机变量进行稳定性及可靠度分析。结果表明,库水位较快下降和降雨耦合作用是影响三门洞滑坡稳定性的关键因素;根据滑坡稳定状态分级,该滑坡尚处于欠稳定阶段,稳定性系数标准差为0.044,可靠度指标为0.693,失效概率为24.41%,具体数值直观地体现了稳定性状况;点估计理论验证了前人的结论,说明该分析方法的可靠性。