小尺度山区地质灾害隐患的无人机精细化识别方法与实践

本文针对小空间尺度范围内以滑坡、崩塌为主的山区地质灾害,提出了一套基于小型无人机摄影测量的精细化隐患识别方法。首先,针对工作区开展至少两期无人机摄影测量作业,经处理后得到实景三维模型、数字正射影像(DOM)、数字表面模型(DSM)等精细化成果;其次,以两期DOM与DSM变化检测为主实现灾害体识别;然后,基于灾害体共性特征建立典型识别标志,并依此采用三维实景目视解译为主方法实现孕灾体识别;最后,通过地面核查确认或排除隐患。将该套方法应用到三峡库首秭归泄滩河左岸顺向斜坡区域,共识别出10处不同类型隐患,证明了方法的可行性。

不同库水位升降速率作用下浮托减重型滑坡稳定性分析

三峡水库2003年蓄水以来,滑坡成为库区最严重的地质灾害之一。库水位变化是导致滑坡的重要因素。为研究库水位升降作用对涉水边坡稳定性影响机制,基于重大涉水滑坡分类,对浮托减重型滑坡进行分析。以水文站滑坡为例,采用Geo-Studio有限元计算软件,对其在不同工况下的渗流场和稳定性进行数值模拟。结果表明:滑坡稳定性系数随库水位上升减小,随库水位下降增大;库水位上升,滑坡阻滑段逐渐被淹没,水下岩体重力降低,阻滑段抗滑力减小,不利于滑坡稳定;库水位下降,滑坡体内阻滑段有效应力增加,浮托重力减小,有利于滑坡稳定。此成果将为库区滑坡预测或治理提供科学依据。

小角度底滑面滑坡稳定性分析方法——一种改进的传递系数法及其应用

在滑坡滑动面底面倾角较小且上条块对下条块有可能产生拉应力的情况下,采用传递系数法计算的稳定系数偏大,不利于工程安全。提出一种改进的传递系数法并推导出稳定系数表达式,针对传递系数法在滑坡稳定性分析中出现的拉应力,根据莫尔库仑破坏准则,以分块极限静力平衡为基础,修正底面倾角,使传递系数为0,亦即使拉应力无法传递。结合工程实例,将该方法与传统的传递系数法计算结果进行对比分析。结果表明,改进的传递系数法计算过程更合理,计算结果较传统方法偏小,与实际情况吻合,弥补了传统方法的不足,满足工程安全要求。

三峡库区秭归县沙镇溪镇岩质顺层滑坡发育规律

研究岩质顺层滑坡发育规律对岸坡稳定有重要意义。以三峡库区秭归县沙镇溪镇为研究区,在野外调查和数理统计基础上,分析了岩质顺层滑坡的岸坡结构、空间分布和滑面形态。结果表明,该区主要发育缓倾顺层坡和中倾顺层坡;岩质顺层滑坡均发育在侏罗系软弱互层地层中,软弱夹层对滑坡稳定性起控制性作用;折线式滑坡地层倾角为30°~40°,一般发育在中倾顺层坡中,下滑力主要为滑坡中后部滑体重力,滑坡前部为阻滑段,主要受库水位上升影响。直线式滑坡地层倾角约20°,一般发育在缓倾顺层坡中,下滑力主要为滑体重力,抗滑力主要来自滑带抗剪强度,主要受降雨影响。研究成果可为岩质顺层岸坡滑坡稳定性评价和预警预报提供参考。

改良粉土在不同浸泡环境下的强度试验研究

为了研究不同浸泡环境对改良粉土强度的影响规律,以无侧限抗压强度为评判指标,将改良粉土试样置于淡水和盐溶液两种溶液环境下,分析历经不同的浸泡时间后其强度的变化规律。对不同初始含水率和掺灰比的改良粉土进行了室内直剪试验及压缩试验,探讨初始含水率和掺灰比对改良粉土的抗剪强度及压缩性能的影响规律。结果表明,石灰改良土在不同浸泡环境下,其强度的衰减幅度保持一致,且强度损失均超过90%;对于水泥改良土,浸泡时间越长,其强度衰减程度越大,浸泡10 d后强度幅度达衰减50%。改良粉土的强度仍然对水十分敏感,但随着掺灰比的增加,其敏感程度有所下降。

库水位下降速率对链子崖危岩体稳定性影响

为研究库水位下降速率对链子崖T8～T12缝段危岩体产生的影响,并综合地震等因素评价缝段危岩体治理后的稳定性,采用改进的Sarma法分析了三种工况下库水位下降对治理后链子崖T8～T12缝段危岩体稳定性的影响。结果表明,在三种工况下治理后的链子崖T8～T12缝段危岩体处于稳定状态,该方法与实际情况相吻合。

基于多总体判别分析的滑坡稳定性判别模型及其应用

准确预测滑坡稳定性对地质工程安全性尤为重要。针对三峡库区滑坡实例,采用多总体判别分析模型,选取包含地貌特征、滑面特点、滑体参数、外部诱发因素及最近活动迹象等5类共13种指标作为模型的稳定性判别指标,分别建立多总体马氏距离判别模型、Fisher判别模型及Bayes判别模型预测滑坡稳定性。实例分析结果表明,3种判别方法的回判误判率均为0,预测准确率均高达80%,是预测多分类滑坡稳定性的一种有效方法。

大气降雨对链子崖T8～T12缝段危岩体变形的影响

利用2009年链子崖T8~T12缝段危岩体变形监测中张开、闭合月变量和降雨量数据,以图形的方式来显示其变形趋势和特征,以数理统计的方法进行比较和分析。最后得出大气降雨对链子崖T8~T12缝段危岩体变形影响很弱,变形在允许范围内。

基于蒙特卡罗法的库岸滑坡可靠度分析——以三峡库区某滑坡为例

本文基于蒙特卡罗随机抽样算法,进行3 000次模拟抽样对三峡库区某库岸滑坡进行两种工况下稳定性对比分析.结果表明:考虑了175m库水及孔隙水压力的工况2较工况1稳定系数均值,可靠度指标均减小,失效概率增大,最不利组合稳定系数相差不大,最优组合稳定系数相差较大;滑体重度与稳定系数呈现微弱负相关,滑体的粘聚力和内摩擦角与稳定系数呈正相关,且内摩擦角的相关性远大于粘聚力,滑床各参数与稳定系数相关性为0;工况2与1相比,重度、内摩擦角与稳定系数的相关性减弱,粘聚力与稳定系数的相关性增强.

三峡库区秀龙村反倾岩质边坡变形破坏机理分析

由于岩质边坡在长期的地质历史环境中接受改造,形成很多结构面(如层面、裂隙面、节理面),这些"预制的"结构面控制着边坡的变形与发展。在调研工程区域地质条件的基础上,研究了边坡开挖特征、边坡病害发生情况。对秀龙村边坡的节理裂隙开展了调查分析工作,基于玫瑰花图和赤平投影,结合边坡面产状,得到边坡潜在的破坏模式。以过程机制分析法为基础,分析秀龙村反倾岩质边坡的变形破坏的基本规律,追溯边坡演变的全过程,为库区节理岩质边坡地质灾害防治,提供借鉴依据。

三峡库区某退水型滑坡饱和-非饱和渗流机理分析

滑坡是三峡库区危害性最大的地质灾害,而水库型滑坡在三峡库区占极大比重,约60%的水库型滑坡发生在库水骤降期,40%发生在水位上升期。以三峡库区某退水型滑坡为例,基于水库水水位实际运行情况,联合降雨作用划分不同工况,运用Geo-Studio进行数值分析。结果表明,滑坡滑面和滑坡溢出边界处动水压力最大,不利于坡体稳定;退水时上部土体抗剪能力提高,下部削弱,不利于滑坡的稳定;增大库水水位日降幅情况下,退水型滑坡稳定性减小。

基于蒙特卡罗法的白家包滑坡库水位消落可靠度分析

可靠度理论考虑了滑坡岩土体本身的复杂性、离散型、不确定性,相比传统确定单一的滑坡稳定系数算法,通过可靠度指标、失效概率、各参数敏感性等对滑坡稳定性进行综合评价,更加符合工程实际。基于蒙特卡罗随机抽样算法,通过3 000次模拟抽样对三峡库区白家包滑坡在库水位消落两种工况下的可靠度和参数敏感性进行了对比分析。滑坡可靠度分析表明:两种工况下滑坡整体都表现出随着库水位快速消落其稳定系数均值减小、失效概率增大,且库水位消落速率越大这种现象越明显;当以工况2运行时滑坡失效概率超过50%,滑坡整体有失稳的可能。滑坡参数敏感性分析表明:两种工况下该滑坡滑带土体的重度(γ)与滑坡稳定系数呈现微弱的正相关性,且随着库水位消落其相关性呈现增大的趋势;滑带土体的内摩擦角(φ)与滑坡稳定系数的正相关性远大于内聚力(c),且随着库水位快速消落这种正相关性呈现微小的削弱;对比两种工况,工况2参数敏感性"增幅"、"降幅"都大于工况1。

三峡库区白家包滑坡变形机理及稳定性分析预测

滑坡是三峡库区危害性最大的地质灾害,而水库型滑坡在三峡库区占极大比重,约60%的水库型滑坡发生在库水骤降期,40%发生在水位上升期。以三峡库区白家包滑坡为例,结合多年的专业监测数据,对阶跃型变形退水滞后型滑坡诱发机制进行分析,运用Geo—Studio进行稳定性模拟分析预测。结果表明,退水滞后型滑坡因其坡体渗透性差,库水快速消落时,由于正落差的存在形成了指向坡体外侧的渗透力,不利于坡体稳定,易诱使滑坡失稳;库水消落速率越大,则滑坡的稳定性越差,当以较大消落速率工况2、3、4运行时,白家包滑坡处于欠稳定-不稳定状态。

基于自适应搜索权重的滑坡位移组合预测

通过建立基于自适应搜索权重的滑坡位移组合预测模型,对滑坡位移进行预测,提高了预测精度。以三峡库区店子湾滑坡为例,对GPS监测累积水平位移进行预测,同时构建平方和误差(SSE)、平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和均方百分比误差(MSPE)等5个评价指标进行全方位评价。计算结果可知,该模型预测的平均绝对误差(MAE)为3.354 6,均方误差(MSE)为1.254 1,平均绝对百分比误差(MAPE)为5.53%,均方百分比误差(MSPE)为2.07%,全面优于单预测方法,取得较好的效果。

三峡库区某库岸滑坡地震动力响应机制分析

以三峡库区某库岸滑坡为模型,进行地震作用下的动态响应分析。综合运用Geo-Studio中Quake、Seep、Slope模块,分析库岸滑坡地震作用下的动态响应。结果表明:(1)滑坡在地震作用下,出现一个类似于"鞭梢效应"的现象,上部表层振幅大于下部,且上下部存在变形不同步,整体呈现出"S"型变形迹象;(2)滑坡整体呈现出不同程度的加速度放大作用,且放大的程度和坡体地形起伏及整体坡度有关;(3)库岸前缘首先发生液化现象,随着地震的持续,液化区沿着滑面向上蔓延,而中部表层极难发生液化,最后后缘也呈现出局部液化或者微弱液化的趋势;(4)考虑超孔隙水压力、地震惯性力及强度折减后的滑坡稳定系数远小于1,滑面处平均加速度大于某一临界值时会发生不可逆塑性变形。研究所得结果为水库滑坡治理提供参考。

基于三峡库区兴山县地质灾害发育规律的群测群防体系研究

群测群防是我国地质灾害防治的主要防灾减灾措施之一.为研究三峡库区群测群防体系的成果效益,以三峡库区兴山县为例,在掌握地质灾害发育规律和发育分区的基础上,介绍地质灾害群测群防体系的现状、组织机构、运行情况等.结论表明,兴山县群测群防体系效果显著,划分了地质灾害分布情况,圈定了重大隐患点,提出了防灾建议和处理措施,但仍然存在一定的问题,特别是工作标准和信息化管理不健全,缺乏专业技术人员等.不断改进和完善其群测群防体系,进而推广至三峡库区,为防灾减灾工作做出贡献.

SNS主动柔性防护网在边坡防护中的应用

以新世纪国旅码头母猪嘴边坡防护工程为例,介绍了SNS主动柔性防护网在该边坡防护治理中的应用,对SNS主动柔性防护网的设计要点、选型、特点等进行了研究,为其在边坡地质灾害防护工程中的进一步推广优化提供了参考和借鉴。

孕灾机理与综合遥感结合的三峡库首顺层岩质滑坡隐患识别

隐患识别是实现地质灾害从注重灾后救助向注重灾前预防转变的重要技术工作。本文以三峡库首秭归沙镇溪镇周边岸坡段顺层岩质滑坡隐患识别为基础,提出基于孕灾机理与综合遥感相结合的地质灾害隐患识别方法。首先,借助资料整理分析、遥感调查和现场调查等查明孕灾环境,并建立孕灾指标体系;其次,针对典型灾害体开展地质结构与致灾机理分析,以揭示典型孕灾模式,并建立综合遥感判识标志;再次,采用易发性分区评价,结合高分光学卫星遥感与InSAR等天基遥感变化检测技术,圈定隐患识别的易发重点靶区;然后,针对高易发靶区,利用无人机摄影测量、LiDAR等空基遥感技术识别疑似隐患体;最后,通过地面核查与专家判识,确认并圈定地质灾害隐患。利用该套技术方法,在工作区内共识别出8处地质灾害隐患,其中5处为具备孕灾模式但尚未出现明显变形的顺层岩质滑坡隐患体。结果表明,该套技术方法以查明孕灾环境及建立孕灾模式为核心与前提、以综合遥感探测为重要技术支撑,可以弥补目前主要依赖遥感变化探测开展隐患识别易造成精度较低甚至失效的缺陷,尤其适合于山高坡陡、植被覆盖茂密地区的隐蔽性、突发性地质灾害的隐患识别。

BIM技术在土质滑坡三维地质建模中的应用研究

基于BIM技术的土质滑坡三维地质建模研究现状及成果进行归纳分析,确定研究方案和技术路线,提出BIM技术在三峡库区土质滑坡三维地质建模的方法和流程;通过研究BIM技术在土质滑坡体三维地质建模的管理应用,实时进行有效信息交换,以基于BIM技术的三维地质建模及稳定性分析运用为例,探索如何达到三峡库区土质滑坡灾害防治高效管理的目标。

不同库水位降速条件下三峡库区动水压力型滑坡稳定性研究

三峡库区蓄水以来,在库水位周期性升降影响下,大量涉水滑坡发生复活变形,特别是库水位下降期间,动水压力型滑坡变形明显。选取三峡库区树坪滑坡作为动水压力型滑坡典型案例,基于Geo-Studio软件中的SEEP/W和SLOPE/W模块,研究其在不同库水位降速的水位线和稳定性。结果表明:动水压力型滑坡地下水滞后于库水位,并且库水位降速越快,滞后效应越明显;动水压力型滑坡稳定性与库水位降速呈负相关,并且库水位降速越快,稳定性系数降速也越快。该研究为三峡库区动水压力型滑坡稳定性分析、监测预警和水库调度提供重要指导意义。