利用InSAR形变反演滑坡滑面运动特征——以汶川县布瓦村滑坡为例

当前滑坡滑面运动特征获取多采用接触式手段,费时费力、成本高昂,且仅能获取稀疏点位滑面运动状态。因此,本文提出一种非接触式滑坡滑面运动特征获取方法,其基本思路是:基于位错理论建立滑坡表面形变与滑面运动间的关系模型,同时引入滑面运动平滑约束条件,最终以InSAR等技术获取的地表形变为约束,反演获得滑面运动特征。本文选择四川省汶川县布瓦村滑坡作为研究对象,以时序InSAR技术获取的滑坡坡面升降轨形变数据为约束,基于发展的理论方法反演获得布瓦村滑坡滑面几何与运动学参数,并结合野外勘查、Lidar观测以及模型残差较好地验证了反演结果的可靠性,其中反演升降轨模型残差仅3.1 mm·a^(-1)和3.4 mm·a^(-1)。反演结果显示,布瓦村滑坡滑面位于坡表以下平均~15.0 m深度处,滑面整体以沿坡向运动为主,最大运动量级达~80 mm·a^(-1),同时在坡体西侧中下部发现微量的垂直坡向运动。本文提出方法可方便、快速的获取空间连续的滑坡滑面运动特征,为滑坡灾害预警和失稳风险评估提供更为直接可靠的科学参考。

广义对数螺旋型滑面模型的构建与验证

临界滑动面的合理确定是边坡稳定性分析的关键问题之一。传统的边坡滑动面假设方法构造生成的潜在滑动面形式单一,且无法考虑复杂边坡中土层强度参数变化对临界滑动面形状的影响,从而降低了边坡稳定性分析结果的可靠性。基于此,提出一种新的广义对数螺旋型滑面模型,该模型可生成包含传统圆弧滑动面和对数螺旋滑动面在内的多种形式的潜在滑动面;并针对非均质边坡中各土层抗剪强度不同的特点,采用多中心分段构造策略,将该滑面模型应用于非均质边坡稳定性分析中。基于极限平衡理论计算滑动面安全系数并搜索临界滑动面,对边坡进行稳定性评估。选取多个均质边坡及多种型式的非均质边坡(水平分层、倾斜分层和斜折线分层)经典算例与现有研究成果以及数值模拟软件获得的结果进行对比分析,验证该滑面模型的合理性与优势性。研究结果表明:文中方法计算所得安全系数与其他方法相比更小,相对误差在5%以内。能够得到传统滑动面假设方法下难以搜索到的临界滑动面,并与数值模拟结果吻合度较好,稳定性分析结果更接近实际情况。由此说明,此方法用于均质边坡及非均质边坡稳定性分析是合理可行的,有望为工程实践提供更优的临界滑动面解决方案。

露天矿含弱层边坡三维危险滑面构建及稳定性计算

露天矿含弱层边坡稳定性分析是露天开采领域中的一个重要研究内容,实际工程问题复杂多样,基于二维计算会导致结果偏于保守,有时无法满足复杂工程的需要,因此,开展含弱层边坡三维稳定性分析的研究是很有必要的。基于标准椭球,对其进行空间几何变换,与边坡插值生成一种由x_(a)等6个参数控制的椭球危险滑面,将椭球滑面与弱层结构面进行组合插值,构建含弱层边坡三维危险滑面;使用三维剩余推力法和遗传算法计算边坡稳定性系数并进行最危险滑面搜索,使用经典算例对方法进行验证,发现含弱层边坡随着滑体宽度增加稳定性系数逐渐降低。以锡林浩特某露天矿为应用实例,对东北帮含弱层边坡进行三维稳定性计算,验证了方法在实际工程中的适应性。

视倾角公式在滑坡中视向滑面倾角的确定与研究

以某高速公路路堑边坡岩质顺层滑坡为例,在进行此类滑坡稳定性分析及剩余下滑力演算时,将三维立体问题转换为平面应变问题,沿滑动方向的视倾角即为视向滑面倾角,得到滑坡受力分析的基本参数,进而按照相关规范计算方法得到滑坡稳定性分析的一系列成果,对其他工程地质条件类似的滑坡治理工程也有一定的借鉴意义。

某厚层碎石土滑坡滑面判定及防治对策

碎石土滑坡防治的难点是对其滑动面的准确判定。以大漾云高速公路K14+030—K14+130段左侧厚层碎石土滑坡为例,在地面调查、钻探、原位测试、室内试验、稳定性分析等基础上,充分查明了滑坡范围内地质结构特征及滑坡的成因机制,对碎石土类滑坡稳定性影响最大的因素是地震。对碎石土层中滑动面进行了综合判定,滑坡体颜色为褐黄色,碎石成分以小粒泾碎石为主,同时密实度呈松散状,钻孔岩心有明显擦痕,碎石颗粒有定向排列趋势。在此基础上,经过方案比选,最终提出双排抗滑桩+锚索框格梁边坡防护+截水沟的防治方案,该方案达到了良好的治理效果。研究结果对类似厚层碎石土滑坡滑面判定及防治对策研究具有借鉴意义。

抗滑桩计算中滑面位置确定方法探讨

目前缺乏对抗滑桩计算中滑面位置的研究,尤其是滑动面未知的边坡工程,而滑面位置对抗滑桩计算往往有很大的影响。本文采用极限反演手段,推测边坡极限稳定滑面,提出一套适用于未知滑面设计工况的抗滑桩计算模式,并应用于南京某河道边坡加固工程中。研究结果表明:不同滑动面布桩位置基本相同,抗滑桩滑坡推力与剩余抗滑力差值基本相等,抗滑桩内力趋势基本一致。相同桩长条件下,极限稳定滑面桩身最大弯矩大于不稳定滑面最大弯矩,极限稳定滑面桩顶位移大于不稳定滑面桩顶位移。研究结果可为类似工程的抗滑桩设计提供参考。

考虑滑面材质的碎屑流试验堆积特征分析

为分析高速远程滑坡运动与堆积特征,在室内设置物理试验模型,设计级配、坡角、碎屑流质量、滑面材质4种因素,分析各因素对碎屑流堆积特征的影响。研究结果表明:坡角减小、滑面更粗糙使部分颗粒堆积或滞留于坡面,颗粒堆积特征与颗粒完全堆积于坡底时相比存在差异;滑面材质与冲程等堆积特征基本呈负相关,坡角与堆积特征基本呈正相关,二者对堆积特征影响最大;碎屑流质量与堆积特征基本呈负相关,对颗粒堆积特征分布影响较小;级配与颗粒堆积特征无明显相关性。

陡倾滑面滑坡锯齿形抗滑桩力学性能研究

陡倾滑面滑坡推力竖向分力显著,基于滑坡推力水平假定与普通抗滑桩相互作用不充分这一问题,建立锯齿形抗滑桩结构。依据梯形分布滑坡推力的假设,推导了受荷段内力计算公式,采用Winkler弹性地基理论推导了锚固段内力计算公式,并开展锯齿形抗滑桩的力学性能研究。分析表明,(1)随着滑面倾角的增加,锯齿形抗滑桩的受荷段、锚固段的弯矩、剪力以及侧应力均减小,内力减小幅度随之增大;(2)滑面倾角在20°~40°时,随着滑面倾角的增加,锚固段的理论最小长度在逐渐增加,40°时锚固段的长度为4.2 m达到最大值,且该长度仅占整个桩长35%,远小于按现行规范取得的锚固段长度最大值(1/2总桩长),桩侧摩阻力就可以完全满足竖向力学平衡;(3)将锯齿形抗滑桩与普通抗滑桩内力对比,受荷段和锚固段的弯矩减小34%、剪力减小36%及桩侧应力减小幅度大于30%,力学性能良好。

卵母细胞滑面内质网聚集对早期胚胎发育及妊娠结局影响的研究进展

随着人类辅助生殖技术中卵胞浆内单精子注射(intracytoplasmic sperm injection,ICSI)技术在临床中的发展及其应用,人卵母细胞质量的评估被认为对成功怀孕和植入至关重要。迄今已有许多关于卵母细胞形态影响胚胎发育的报道。既往多项研究中表明卵母细胞内滑面内质网聚集体(smooth endoplasmic reticulum clusters,SERC)的出现可能会影响卵母细胞的受精及胚胎的发育进程。然而,随着近年来含SERC卵母细胞的正常体外受精并获得健康后代的报道逐渐增多,临床上对于是否继续使用含SERC卵母细胞进行辅助生殖治疗仍存在一定争议。基于此,本综述旨在对近年来国内外关于卵母细胞内SERC的研究进展进行综述。

基于局部化带全局追踪的露天煤矿边坡临界滑面确定方法研究

在局部化带理论框架下,提出了一种基于全局追踪算法的露天煤矿边坡临界滑面确定方法。该方法将追踪局部化带路径的问题转化为求解无内部热源和零热通量输入的稳态热传导问题,通过追踪经过局部化单元中心的等温线来辨识局部化带路径的扩展及贯通状况。算例结果表明,该方法具有较好的鲁棒性,能够以无厚度光滑曲线的方式呈现局部化带路径,克服了传统方法的局限性,同时避免了滑面互相交叉和滑面条带化的情况。因此,该方法更适合用于辨识露天煤矿边坡多局部化滑带条件下的临界滑面。

深层水平位移监测在滑坡滑面判识中作用分析

对活动的滑坡而言,滑面深度处的位移一般明显大于其下部岩土体的位移;对于上部岩土体而言,若其刚性较差,则滑动位移也较大。可根据实测各点位移随深度的变化曲线,寻找位移增大突变点(段),以此作为滑面的位置。深层水平位移监测只适用于比较简单的滑面识别,而实际滑面的识别是一项十分重要且复杂的工作。要采用野外地质判识法、勘探识别法、物理探测法、数值模拟方法和各类监测法等多种方法,对潜在的滑坡体稳定现状进行综合分析,才能准确判定滑面。通过工程实例分析确定滑坡滑面的位置及发展趋势,为确保边坡安全及确定边坡防护措施提供依据。

多级滑面滑坡的成因机理与治理方案研究

为厘清某山区临河堆积体多级滑坡的影响因素,根据滑坡的破坏特征及各级滑坡体间下滑力的传递关系、潜在剪出口位置,采用传递系数法对各级滑坡的稳定状态及下滑力进行单独或叠加计算。计算结果表明:1)滑坡整体现状处于基本稳定状态,在暴雨或连续降雨条件下处于不稳定状态;2)前缘次级滑坡受江水冲蚀,在正常工况处于欠稳定状态,在暴雨或连续降雨工况处于不稳定状态;3)后部坡体受前缘滑坡牵引,现状处于基本稳定状态。据此,采取自上而下分级防治的设计思路,在上下级滑坡体连接薄弱处将牵引段滑坡与后部坡体分割后分别治理,前缘滑坡稳定性差采取抗滑桩支挡,后部滑坡稳定性较好采用预应力锚索加固。治理后监测结果显示,桩顶位移在4个月后趋于稳定,最大位移约为35 mm,满足规范要求,经过2个雨季后位移没有明显增加,该治理方案可行,可供同类工程参考。

矿山边坡圆弧滑面破坏形式随时间变化的探究

文章阐述了矿山边坡圆弧滑面破坏下的失稳特性以及计算方法,引入时间变化概念,探究了在不同时间变化下圆弧滑面破坏的特征,给出了圆弧滑动形式的时效稳定性算法计算公式,提出圆弧滑动模式下的时效抗剪强度计算公式,并且结合时效抗剪强度指标拟合出边坡稳定系数的时效规律,最后通过算例得到验证。

公路黏弹性抗滑面层施工技术研究

基于长大陡坡路段的车辆行驶安全问题,以某公路工程为例,对黏弹性抗滑面层施工技术进行分析研究。研究结果表明,在下坡路段路面施工中采用RMSMA-13橡胶沥青混合料上面层施工技术;通过优化设计混合料配合比;加强混合料生产、运输、摊铺和碾压施工工艺控制,能够提高路面黏弹性和抗滑性能,可进一步提高长大陡坡路段的车辆行驶安全性。

利用大型岩质滑坡形成的环境条件及重力圧密原理分析滑面形态与强度参数

大型、特大型岩质滑坡,因其体积大,范围大,且多位于高山峡谷地区,用勘探方法虽能较准确的查明滑带的位置、形态,但因极恶劣的地形条件,绝大部分在初步研究阶段,由于缺少勘探资料而不能确定滑面位置,因而也难以获得滑面的强度参数。本文从大型岩质滑坡形成的初始环境地质条件：地形条件,地貌条件,岩性条件,构造条件,河流形态,斜坡坡体结构和变形破坏特征,结合滑坡形成后的形态特征,以反馈研究的方式,分析确定大型岩质滑坡滑面的位置及形态特征,在获得滑坡滑面位置的基础上,分析、计算滑面上覆岩体重量在滑面上产生的正应力（压应力）;在获取部分滑带土的基础上,用滑坡体重力在滑面上产生的正应力,以重力压密原理在室内开展相匹配的试验,进而获得各地段相应的物理指标,在室内开展相匹配的强度试验,获得强度参数,建立滑带土孔隙比、含水量与摩擦系数、内聚力的关系,用试验获得的关系式,结合重力压密试验得到的不同部位的含水量,去分析、研究滑面的强度参数,采用传递系数法、摩根斯坦法开展相应的稳定性分析,得到的稳定性系数均大于1.2,与滑坡当前的变形动态较吻合。

基于最速降线理论的均质土体滑面确定与计算分析

目前常用的均质土坡稳定性计算方法主要有瑞典条分法、Morgenstern-Price法、Bishop法、Janbu法、Sarma法等,这些方法基本都假设滑动面为圆弧,长期以来被当作公理沿袭下来。实际上,圆弧滑面只是观测得到的近似现象,并无确切证据表明滑面为理想的圆弧。在物理学和数学上已经证明,质点在只受重力、不计摩擦力的前提下沿曲线轨道下滑,历时最短的路径是最速降线(摆线)。类似地,土体沿滑面下滑遵循最小阻力原则,这具有与最速降线问题高度的相似性和可类比性,因此,对于均质土体,将最速降线作为最优滑面是合理且可行的。确定1条最速降线只需2个点,与其他曲线相比,大大减少了试算工作量,具有明显的优点。从理论推导和数值计算2个方面对最速降线的优越性进行了分析论证,通过编程实现了在CAD中生成最速降线,并将结果与圆弧滑面进行了对比。

大坝边坡概率最危险滑面搜索的一种算法

在大坝边坡稳定性分析中,如果把岩体参数都作为定值来处理,可以通过计算最小安全系数来搜索到边坡的一个最危险滑面,称之为确定性最危险滑面。若把岩体参数作为随机变量来处理,通过计算最小可靠指标也可以搜索到另外一个最危险滑面,称之为概率最危险滑面。许多学者在研究中把这两个滑面作为一个面来处理,但实际工程中这两个面却不一致,通过对岩体不确定力学参数进行合理的组合及弱化,研究了这两个滑面之间的关系,提出了一种用计算安全系数来搜索概率最危险滑面的方法。并通过工程实例验证了该方法的可行性,结果表明:这是一种实用有效的搜索边坡概率最危险滑面的算法。

确定概率临界滑面的简化方法

在对边坡进行可靠度分析时,通常选择强度参数均值对应的确定性临界滑面或最小可靠度指标对应的概率临界滑面作为计算滑面,前者为确定性滑面上的可靠度指标,并非最小可靠度指标,后者作为边坡体系可靠度的近似,更接近于边坡的实际破坏概率。Hassan和Wolff提出的概率临界滑面计算方法,基于强度参数的特定组合,进行几次稳定性计算确定最小可靠度指标对应滑面,简便易行,无需专用的可靠度分析软件。为证明该方法的有效性,将其运用到简单均质土坡与非均质土坡算例中,并将工程中常用的正交设计运用到可靠度计算中,进行对比分析。结果显示:2个算例均表明最小可靠度指标对应的滑面与参数组合中最小安全系数对应的滑面相一致。因此,在工程应用中,可以采用该方法确定最小可靠度指标对应滑面。

边坡假定滑面模拟

提出一种模拟假定滑面的策略,对滑动面的模拟影响到边坡最危险滑面搜索的效率和成败,分析了几种圆弧和非圆弧滑动面的模拟,通过分析说明动态搜索是有效的。

基于矢量和分析方法的边坡滑面搜索

基于力是矢量这个基本概念,给出了边坡矢量和法安全系数的矢量表达式。在边坡荷载已知的情况下,运用有限元法计算得到边坡真实的应力分布状态,使用矢量和法安全系数并采用优化算法中的直接法搜索边坡的临界滑面。计算结果表明,使用矢量和分析法搜索得到的临界滑面位置与极限平衡法得到的滑面位置基本吻合,且安全系数相对误差最大为2.09%,验证了该方法在边坡稳定分析中的合理性与可靠性。矢量和分析方法与基于强度储备安全系数的分析方法不同,具有明确的物理和力学意义,且不需引入过多假设,公式简洁,易于进行三维边坡稳定分析,不需进行迭代计算,可在工程实际中得到广泛的运用。