基于最大熵-无限边坡模型的降雨诱发浅层黄土滑坡稳定性评价方法研究

无限边坡(Sinmap)模型在评价降雨作用下浅层黄土滑坡稳定性时精度较低。针对这一问题,基于最大熵(Maxent)模型对Sinmap模型评价进行改进,构建了最大熵-无限边坡(Maxent-Sinmap)模型,评价降雨作用下区域性浅层降雨型黄土滑坡稳定性。以黄土滑坡高发区的陕西省志丹县为例,利用野外及室内相关工作获取地形、岩土体力学参数及地质灾害等相关数据,通过Maxent模型获取主要环境变量,再根据主要环境变量进行分区,通过Sinmap模型对降雨作用下不同分区的浅层黄土滑坡稳定性进行评价。研究结果表明:基于Maxent模型得到志丹县内滑坡主要受坡度、降雨量、地貌、道路缓冲区及归一化植被覆盖指数等5个指标影响,对历史灾点的贡献率分别为27.1%、20.3%、18.8%、18.7%、6.2%。相较于传统Sinmap模型,该模型不稳定区域灾点密度在小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨情况下分别提高了17.26%、16.54%、17.39%、14.20%、12.96%。Maxent-Sinmap模型计算结果相较于Sinmap模型计算结果具有更大的稳定区域,且稳定区的扩大区无历史灾点分布。表明该模型具有更高精度及更可靠的结果,可以更好的为区域性浅层降雨型滑坡评价提供科学依据。

浅层黄土滑坡易发性评价:以晋西黄土区蔡家川农地小流域为例

黄土高原中部地区极端暴雨事件频发,引发大面积浅层滑坡和泥流灾害。随着全球变暖,降雨增加,中国西北黄土高原植被覆盖发生显著变化,不考虑植被因素的黄土滑坡易发性分区的评价方法需要改进。本文以晋西黄土区蔡家川流域农地小流域为研究对象,基于暴雨前后流域高分辨率图像、数字高程模型,野外滑坡调查和室内岩土测试,利用半定量的信息量模型、信息量-逻辑回归耦合模型和定量的物理模型,按有植被和无植被两种工况开展了浅层黄土滑坡易发性分区,并评估模型精度。结果表明:考虑植被时,半定量模型获取的易发性指数均下降,物理模型计算的稳定区面积显著增大,说明植被对浅层滑坡有抑制作用;考虑植被时,各个模型的评价精度都有所提高,信息量-逻辑回归耦合模型的精度高于信息量模型,物理模型的精度整体高于两个半定量模型。研究结果可为以暴雨滑坡为主要类型的小流域水土流失预测预报提供参考。

基于TRIGRS模型的浅层黄土滑坡破坏概率评价

以山西兴县某典型黄土斜坡为例,结合TRIGRS模型与Rosenblueth点估法,研究了降雨对浅层黄土滑坡的影响.根据室内试验、现场人工模拟降雨试验确定了主要参数值,计算了研究区的失稳破坏概率,并探讨了不同降雨阶段、不同坡度对区域斜坡破坏概率的影响.研究表明此方法适合计算降雨诱发的浅层滑坡,得出的滑坡破坏概率分布图可以在一定程度上反映该地区滑坡灾害的空间分布特征.

降雨型浅层黄土滑坡危险性评价与区划——以山西柳林县为例

黄土高原是我国地质灾害最为发育的地区之一,其中降雨诱发的浅层黄土滑坡又最为典型。以典型黄土地貌区-柳林县为例,应用SINMAP模型,探讨模型在黄土地区的适用性,分析了随着研究区内降雨量的增加,滑坡变形失稳区域的面积变化、分布位置和扩展趋势。研究表明,随着降雨量的增加,滑坡所处位置逐渐由稳定状态向失稳状态发展,位于失稳分区的滑坡数量逐渐增加,说明降雨对该研究区的斜坡稳定性影响较为明显。通过将模拟结果与实际发生的由降雨触发的滑坡灾害进行对比分析,可以得出SINMAP模型在黄土地区,对区域性降雨诱发浅层黄土滑坡稳定性的模拟预测有效,可以用于黄土地区浅层滑坡的稳定性评价研究。

降雨和地震条件下浅层黄土滑坡三维稳定性评价

以兰州市大沙沟流域浅层黄土滑坡为研究对象,整合降雨渗透模型到黄土斜坡三维确定性模型,评价不同降雨和地震耦合效应下浅层黄土滑坡稳定性,并用混淆矩阵法和受试者工作特征曲线法(ROC)评价稳定性评价预测的结果.研究结果发现,耦合降雨入渗和地震的三维确定性模型,对流域尺度浅层黄土滑坡稳定性评价具有较好效果,能作为降雨和地震诱发黄土滑坡灾害评价和早期预警的工具,对加强不同尺度极端事件下黄土滑坡灾害时空灾害评价和预测具有重要参考价值.

延安市宝塔区群发性浅层黄土滑坡的地形条件研究

2013年7月3日以来,延安市宝塔区遭遇持续性强降雨,降雨诱发了大量浅层黄土滑坡,给当地群众的生命和物质财产造成重大威胁。研究认为在较小的区域内地质和水文条件基本相近,则地形条件是诱发此次群发性黄土浅层滑坡的主要原因。地形条件主要有滑坡体坡度α,滑坡体面积A,滑坡体上侧后缘坡度β和面积Au以及下侧临空面的坡度γ。通过对比几个地形条件之间的关系,我们提出一个综合的地形因子T,T=tanα+1.25(Au/A)tan(α-β),且给出了一个易发生滑坡的地形因子判定值T=1.21。在一定的前期降雨条件下,当T值大于1.21,发生滑坡的风险较高,T值越大发生滑坡的风险越大。地形因子可以为黄土边坡的改造和浅层黄土滑坡预警提供对策与参考。

三维确定性模型在浅层黄土滑坡稳定性预测中的应用

浅层黄土滑坡是黄土高原广泛分布和频繁发生的地质灾害,造成了巨大的人员伤亡和财产损失.尽管二维确定性模型已被广泛用于浅层滑坡稳定性预测,但不能充分考虑岩土性质、地层结构、地下水等条件的三维空间变化,这可能与实际的斜坡稳定性不相符.因此,利用能考虑复杂斜坡环境的三维确定性模型评价滑坡稳定性,对获取更真实的评价结果以及指导滑坡防治工作具有重要意义.本文利用Scoops3D三维确定性模型评价了在浅层黄土滑坡稳定性预测中的适应性和可靠性.首先,模型计算参数敏感性的分析发现黏聚力、滑动视倾角和栅格单元重量对安全系数准确度影响较大,并用于指导获取详细的关键参数.然后,选取不同分辨率的数字高程模型（DEM）数据,利用Scoops3D模型对典型黄土沟壑中的浅层黄土滑坡稳定性进行预测,并通过详细的点状和面状滑坡分布图与预测结果的对比发现,该模型对黄土沟壑区的浅层滑坡稳定性预测准确度较高,且点状滑坡分布图可能更适合模型适应性的检验.最后,混淆矩阵法和成功率曲线法对不同分辨率数字高程模型预测结果可靠性的检验显示,该模型能够有效地预测黄土浅层滑坡的稳定性,且在高分辨率数字高程模型数据下可以获得可靠的预测精度.

浅层蠕动型黄土滑坡机理

浅层蠕动型黄土滑坡通常呈面状发育于相对平缓的沟谷两侧,沿黄土-基岩接触面产生周期性低速蠕动,对附近的工厂、道路和管道等设施造成严重破坏。研究这类滑坡的形成机理对其防灾减灾工作具有重要的指导意义。因此本文以甘肃省天水市罗玉沟流域的一个典型浅层蠕动型黄土滑坡为例展开研究。取滑带泥岩样进行直剪和直剪蠕变试验,以试验数据为基本参数,利用VB编程的二维滑坡运动模型模拟该滑坡的演化过程,并分析了滑坡在运动过程中及河流侵蚀下的稳定性。结果表明,泥岩应力-应变曲线呈弱硬化型,破坏后强度不发生衰减,且其长期强度(φ_∞=10.3°、c_∞=12.8 k Pa)明显低于直剪试验强度(φ_f=11.9°、c_f=40.9 k Pa),有利于滑坡发生蠕动;滑坡演化过程中后缘滑体逐渐向前缘蠕动,滑体稳定系数随之提高,但河流侧蚀又会明显降低其稳定性,导致周期性蠕动下滑;本文采用的二维滑坡运动有限差分模型可较好的模拟这类滑坡的演化过程,可为滑距预测提供依据。