基于RAMMS的冰湖溃决型泥石流演进模拟及危害性

冰湖溃决型泥石流作为目前西藏境内最主要的地质灾害之一,对下游工程的建设与运营造成潜在威胁。以西藏洛隆县冻错曲冰湖为例,基于现场调查、遥感解译、特征值计算和数值模拟方法,对冻错曲冰湖泥石流孕灾条件、动力学特征及溃决演进过程进行研究,分析其对下游工程建设的影响。采用无量纲堵塞指数(dimensionless blockage index,DBI)方法对冻错曲冰湖堰塞体稳定性进行评价,结果表明该堰塞体位于非稳定区与稳定区之间,存在发生溃决的风险。基于三维动态模拟软件RAMMS的Voellmy-Salm单相流模型,模拟分析了冻错曲冰湖泥石流在2种溃决模式下的演进过程。模拟结果显示:冻错曲冰湖泥石流溃决演进过程可归纳为初始溃决、加速运动、减速运动、沟口停淤4个阶段;2种溃决模式下冰湖溃决影响范围都经过拟建工程位置,潜在威胁区泥石流平均深度分别为4.87 m和8.26 m;在瞬时全部溃决场景下,冰湖溃决泥石流在拟建工程处最大流速为5.74 m/s,最大流量为2843.38 m^(3)/s。研究成果有助于评价冰湖溃决型泥石流的危害性,并为工程防治设计提供参考。

可溶岩地区危岩失稳模式与隧道洞顶落石运动学三维模拟

某铁路隧道洞口位于可溶岩地区,地表溶蚀发育,陡坡上方危岩体及坡表落石崩落的可能性较大,威胁到坡脚居民及隧道洞口安全。通过对可溶岩地区危岩进行野外地质调查、无人机航测和三维数值模拟,阐述了可溶岩地区危岩的成因机理和动力学过程,并对危岩区的潜在崩塌风险进行了分析评价。研究结果认为,可溶岩地区从危岩形成到发生崩塌可分为三个阶段:岩体早期构造及卸荷裂隙形成、溶槽形成、崩塌失稳。危岩区岩体因构造及卸荷作用形成裂隙,地表水溶蚀作用使裂隙延伸扩大与潜在滑面(层面)贯通,在雨季强降雨触发下发生崩塌。运用RocPro3D三维模拟软件对危岩区落石运动特征进行模拟,分析落石轨迹,判断对隧道洞口影响最大的危岩分区,进一步对该区落石运动速度、冲击能量和弹跳高度进行分析,得出隧道洞口位置落石相关参数。该研究成果对后续隧道洞口防护工程设计有重要参考意义。

震裂山体崩塌形成特征及运动学三维模拟——以汶川县三官庙村崩塌为例

三官庙村震裂山体位于汶川强震区,又于2018年7月20日和2019年8月22日发生了两次震后崩塌灾害,严重威胁坡脚居民生命财产安全。通过对震裂山体危岩现场地质调查、无人机航测和室内三维数值模拟,阐述了震裂山体-崩塌发生的成因机理和动力学过程,并对潜在危岩区的危险性进行了分析评价。研究结果认为,此类崩塌形成过程可划分为3个阶段:即潜在危岩体坡体早期构造及卸荷裂隙发育、震裂山体(危岩体)形成、崩塌失稳。崩塌源区岩体在岷江下切过程中形成卸荷裂隙,受“5·12”强震及其余震作用下形成震动拉裂缝,单薄山脊发生变形形成震裂山体,在雨季强降雨触发下发生崩塌。运用三维模拟软件RocPro3D模拟已发生崩塌块石堆积位置、优势运动路径,并与既有崩塌堆积区进行对比验证,综合得出岩土体表面特征参数。根据所得参数进一步模拟预测了危岩区可能发生崩塌的运动特征,对其优势运动路径、运动速度、运动能量和弹跳高度进行分析,得出崩塌危害影响范围和程度。论文的研究成果对强震区震裂山体灾害隐患点的减灾防灾工作具有重要的指导意义。