2023年甘肃积石山Ms6.2级地震震害异常的启示

2023年12月18日,甘肃省临夏回族自治州积石山县发生Ms6.2(Mw5.9)级地震,震源深度10 km。此次地震造成大量的人员伤亡、房屋倒塌和地质灾害。为了对该次地震的震害有初步认识,基于已有文献资料、高精度遥感数据和野外调查数据,本文尝试对该次地震的灾害特征展开分析。结果表明:该次地震为逆冲型事件,发震断裂为拉脊山北缘断裂东段;震源浅叠加松散覆盖层产生了明显的地震波放大效应,使得极震区的地面运动峰值加速度(PGA)异常高,强震动使得房屋大量倒塌;而位于断裂上盘的积石山崩塌及滑坡地质灾害相对不发育,仅在黄土覆盖的官亭盆地产生了数百处小型滑坡和中川乡一处较大规模的地震液化滑坡泥流。

松散堆积体斜坡变形-滑移过程的声发射特征参数演化规律

松散堆积体在自然界和工业生产中广泛存在,有复杂的力学性质和相对较高的失稳风险。为研究其在斜坡变形中的滑移失稳过程,基于声发射技术探究了松散体从静止、蠕变到滑移整个过程中声学特征演化规律。分析松散体在滑移过程中的声发射特征(acoustic emission,AE)参数,然后结合松散体的状态变化对AE演化阶段进行了划分,最后结合颗粒图像测速法(particle image velocimetry,PIV)分析和频谱变化进一步验证了松散体滑移过程的AE演化规律。结果表明:振铃计数和能量随滑移过程而逐渐增大,b值(小事件数与大事件数的比值)随滑移过程逐渐降低,b值、振铃计数和能量的滑移门槛值为0.2、5000次和1500 mV·ms,其中b值对松散体的状态变化更敏感;频谱重心在临滑移前期有30~50 kHz的降幅,而后发生震荡变化,其震荡时间区域正好对应振铃计数和能量数值相对较高及b值相对较低的时间区域;此外松散体滑移前存在一个重要的“窗口期”,说明AE技术具有识别松散体滑坡前兆的潜力。

持续降雨条件下松散层-泥岩滑坡稳定性分析与防治

甘肃临夏盆地广泛发育松散层-泥岩路堑滑坡,此类滑坡具滑面埋深较浅、滑体含水率高、不易支护、在持续降雨条件下“群发性”等特点。运用GeoStudio Seep/W模块对松散层-泥岩滑坡在持续降雨条件下的渗流场进行分析,将分析结果导入GeoStudio SLOPE/W模块耦合计算滑坡稳定性。随着降雨持续入渗,滑坡稳定系数逐步降低,饱和工况下滑坡处于不稳定状态。根据滑坡特征和计算结果,采用“强坡面、重排水、弱支挡”的处治方案。滑坡进行处治后,滑坡饱和稳定安全系数为1.35,滑坡处于稳定状态,设计方案合理可行,方案实施后,处治效果明显。

基于高精度低空摄影测量的黄土滑坡精细测绘

滑坡体积精确计算看似简单实则困难。黄土高原具有植被稀少、岩土暴露程度高、滑坡易发多发等特点。本文在充分认识上述特点的基础上,尝试采用高精度低空摄影测量技术来精确测算滑坡方量。与传统计算方法、遥感和三维激光扫描对比,低空摄影具有受各类因素影响较小、作业灵活、高效、产品精度高等优点。本文以甘肃黑方台党川2#黄土滑坡为例,在介绍近景摄影测量数据获取方法的基础上,采用滑坡前后的高精度的低空摄影测量数据源和结合现场调查,对该滑坡进行精细测绘,实现"数字化滑坡"。研究结果表明:(1)滑坡长217m,宽176m,滑坡平均厚度约20m(滑源区),滑距782m,后缘到前缘的落差122m,影响面积为105216m^2;(2)根据斜坡各部分滑动和堆积特征,将其细分为崩滑区、主滑区、滑塌区、流通堆积区、铲卷堆积区、挤压堆积区、二次堆积区、粉尘堆积区;(3)以高精度DEM求得,滑动和堆积方量体积分别为31.72×10~4m^3和49.96×10~4m^3;(4)滑坡整体松散系数为1.411,局部的干密度差别较大,其大小与滑坡发育特征和运动过程有密切关系。

溃散性滑坡成因机理初探

通过对多起由饱水松散颗粒材料构成的滑坡案例的调查研究,总结了此类滑坡的共性特征,即表现出显著的整体性坍塌并伴有突然破坏、静态液化和高速远程流动性运动等独特现象,认为其与国际土力学界新发现的溃散性破坏(diffuse failure)极为吻合,是区别于局部化破坏(localized failure)的一类新的失稳破坏模式.借助物理模拟手段,初步探讨了溃散性滑坡的成因机理.结果表明:溃散性滑坡一般发生于松散且具有明显应变软化特征的饱水颗粒材料(粉土、砂、碎石土等)中,当土体受力达到临界失稳状态时,外界微小扰动都可能产生突然整体性破坏;在失稳破坏时表现出明显的孔隙水压力激增和静态液化现象,失稳后土体呈流体状远程运动,易造成灾难性后果,应引起高度重视.

降雨诱发震后松散堆积滑坡的启动试验研究

通过不同降雨入渗形式和潜在滑动面倾角的滑坡模型试验,分析了强震后松散堆积体的降雨入渗过程及变形启动机理,研究认为:当降雨渗流至前缘孔隙水压力突增时滑坡启动,松散堆积体抗滑段土体的有效应力快速下降甚至局部液化是导致滑坡失稳的主要原因。滑坡启动时的临界孔隙水压力及临界位移量与主滑段滑面倾角呈负相关关系。滑坡中后部的变形具有渐变特征而前部的变形则具有明显的突发特征。最后在试验基础上分析建立了强震后松散堆积滑坡临界启动的地质-水文-力学机制模型,提出了识别预警指标。

三峡库区巫山移民新城址松散堆积体成因机制研究

以巫山移民新城址松散堆积体成因类型为例 ,对三峡库区分布较广的松散堆积体进行了研究。通过对大量新开挖剖面的调查测绘 ,在许多地段发现了堆积与基岩之间的滑坡主滑带 ,说明了在该区分布较广的松散堆积体成因具有复合性。它是构造和岩溶作用前提下形成的滑坡体、崩塌体、泥石流堆积体和岩溶坍陷堆积体。运用高分辨率浅层地震勘探揭示堆积体发育深度可达 40 m至 6 0 m ,通过面波测试可按波速将之划分为三层。最后 ,建立了松散堆积体形成演化的概念模型 ,并运用目前最新版本的离散元软件 (UDEC3.0 )对其中最为重要的一种类型滑崩堆积体的形成演化过程进行了模拟。结果表明 ,该区的层状岩体在长江河流下切过程中 ,形成了区域性的卸荷松动 ,而在岩体下部形成压碎张裂带 ;地下水沿卸荷拉裂带渗入 ,并与压裂带贯通 ,形成了岩溶发育带 ,为滑坡、崩塌、塌陷等表生改造提供了条件。其形成演化可划分为能量积累、断裂体系形成、回弹变形与卸荷破裂阶段。

陕南岚皋县柳家坡滑坡形成机制研究

柳家坡滑坡位于陕西岚皋县城北,属松散坡积物类滑坡。滑体为粘质砾砂土,渗透性差,受动水压力作用易发生流土;滑床为泥板岩和片岩。滑体和滑床工程地质性质差异明显,二者界面为滑体下滑的主滑面。该滑坡为一古滑坡,曾多次发生变形滑动,2003年在连续强降雨和坡脚切坡等因素诱发下重新活动,目前处于欠稳定状态,若遇强降雨仍有可能发生整体失稳。对陕西南秦岭区域滑坡调查表明无论是滑坡类型,还是滑坡体物质组成及变形规律,柳家坡滑坡在陕南都具有一定的代表性。

基于模型试验的泥石流坡面物源启动预警模型

为进一步探明银洞子沟物源区坡面物源启动机理与降雨的相关性,在进行详细的现场考察与工程勘察工作后选取了典型模型体,并采用20余组人工降雨物理试验方法将降雨强度与坡度设为控制变量,研究了4种坡形、5种雨强条件下,坡面松散物源的失稳机制及破坏模式。试验结果揭示了地表变形与地下物理力学参数变化的定量响应关系,并基于试验发生破坏的临界雨量,建立了银洞子沟传统I-D预警模型。之后提炼可靠预警参数(坡度、深部体积含水率),通过数学回归分析方法并采用Exponential模型,得出IGD、IGM多参数新型预警判别式,实现了传统I-D模型的有效修正,并具一定的可靠性和实用价值。

散体滑坡室内启动模型试验

为了分析重庆库区散体滑坡吸水、蠕变过程、强度衰减及滑移启动的宏观趋势 ,本文利用重庆库区典型松散土体以江津艾坪山滑坡为原型 ,采取几何相似 (相似比 1:10 0 )、物理近似相似的半定量模型 ,进行了均匀降雨、均匀间隔及非均匀间隔三种工况试验

地震灾区公路滑坡发育特征及形成机理分析

滑坡是地震灾区常见的地质灾害,通过对四川绵阳S105线地震滑坡的调查,分析4种典型滑坡的破坏特点,滑坡体均由松散的土体、碎石土组成,震动导致坡体结构疏松,内聚力降低,是滑坡形成的主要原因。地震诱发滑坡的机理与其他因素引起的滑坡有较大区别,常规的支挡措施难以起到加固作用,通过对比灾区未滑坡路段的分析,指出放缓边坡坡率、采用注浆加固能够减小这类滑坡的发生。

松散土质滑坡位移与降雨量的相关性研究

为了揭示松散土质滑坡滑体位移与降雨量之间的相关性分布规律,通过资料搜集整理和分析、现场工程地质调查,采用数理统计分析法,分别对典型浅层和中层松散土质滑坡坡体位移与降雨量进行了指数和幂函数等模型的线性或非线性回归分析和比较。研究结果表明:浅层和中层松散土质滑坡坡体位移与降雨量相关关系一般服从幂函数分布的规律。据此建立松散土质滑坡位移与降雨量的通用统计模型。该研究结果可为降雨条件下浅层和中层松散土质滑坡的变形解体破坏机制及稳定性研究和预测预报提供科学依据。

川藏公路102滑坡群地段基覆界面问题研究

边坡坡体结构中,下伏基岩与上覆松散堆积体间接触界面(即基覆界面)的形态特征对边坡稳定性往往起决定性作用,同时也是边坡稳定性计算和边坡抗滑工程设计的重要依据。本文针对著名的川藏公路102滑坡群路段边坡基覆界面特征问题进行了初步研究,根据该路段河谷冰川地貌特征、2#滑坡后壁地下水渗水带特征和少量物探钻孔资料提出了新的基覆界面位置,即102滑坡群路段边坡基岩与上覆松散堆积体的界面位置在平均海拔2 325m,而不是前人所认为的帕隆藏布江河谷基岩出露处(海拔2 120m)。该新认识对2#滑坡工程整治设计方案选择具有重要指导意义,并建议首先考虑隧道方案。

云南虎跳峡大塘子松散堆积体滑坡形成演化机制分析

大塘子滑坡属于我国西南地区典型的第四纪崩坡积松散堆积体滑坡.从滑坡的发育特征调查和资料收集入手,研究了该滑坡的形成条件和演化机制,分析认为降雨和地震联合作用诱发滑坡的产生,且滑坡具有明显的周期性,其形成过程经历"碎石体堆积-自然休止状态-显著滑动"3个演化阶段,存在再次滑动的可能性,其周期长短主要受降雨强度和地震活动的影响.这一结果对于合理部署区域防灾减灾具有指导意义.

松散体滑坡抗滑桩加固的土拱效应分析

基于颗粒流理论,采用PFC^(2D)程序对抗滑桩加固的松散体滑坡成桩后的土拱形成、发展及破坏过程进行研究,分析细观因素(摩擦系数和孔隙率)对抗滑桩土拱效应的影响.结果表明:抗滑桩第1次产生的土拱效应承担极限承载力;土拱破坏后,后续产生的土拱效应承担残余承载力,残余承载力虽有波动但变化不大;桩间土拱的极限承载力、残余承载力和桩体最大荷载分担比随着抗滑桩的桩间净距离增大而减小,随着桩宽增加而增大,但其变化关系并非简单的线性关系;在一定范围内,摩擦系数对抗滑桩土拱效应的影响较大,土体摩擦系数越大,土拱效应越明显,土拱极限承载力越大,且桩体最大荷载分担比呈增长趋势;颗粒集合体的孔隙率对抗滑桩成拱的影响显著,密实度低的松散体的土拱极限承载力相当于密实度高的松散体的残余承载力.

基于面向对象的高分遥感数据甘肃黑方台黄土滑坡半自动识别

滑坡识别是滑坡各项研究的基础工作,广泛应用于滑坡调查,滑坡制图,灾害评价等。以甘肃省永靖县黑方台地区为研究区域,使用Geoeye-1卫星影像和高分辨率DSM为原始数据,采用面向对象的遥感图像分割和分类方法进行滑坡识别。首先,运用多尺度分割技术将地物分成同质像元的集合,即对象。然后,基于对象的光谱、空间、纹理及邻域特征,建立滑坡识别规则,提取滑坡区域。结果表明,面向对象技术可以较好的提取滑坡灾害信息。

伊犁大洪纳海沟滑坡发育特征及形成机理

以伊犁大洪纳海沟滑坡为研究对象,分析其发育特征和形成机理。研究表明:该滑坡滑体为第四系松散堆积物,滑床为侏罗系泥岩、砂岩,滑体与滑床岩土体的渗透性及力学性质的差异决定了滑坡发生的地质基础。降雨和融雪水通过渗透性良好的含砾粉质黏土和砂、砾滑体向下渗透,在隔水性好的泥岩、砂岩顶部的滑床附近形成地下水富集带,滑床附近的滑体长期受地下水的浸泡,饱水程度增高、容重增大、强度降低,诱发坡体失稳,导致滑坡发生。该滑坡为浅层推移式缓慢蠕动滑坡,滑坡规模为中型。

云南汤家山松散堆积层滑坡滑带土的微观结构与机理分析

云南省绥江县汤家山滑坡为一由冲、洪积物组成的松散堆积层滑坡。以该滑坡滑带土为主要研究对象,通过野外调查和室内试验,对滑带土的物理性质、微观结构和形成机理进行了分析研究。结果表明:滑坡体的物质成分为砾石、砂、粉砂和粘土,而滑带土主要由粉砂和粘土矿物组成,该滑坡为典型的松散堆积层—基岩接触面滑坡;与滑坡体物质相比,滑带土具有粒度明显变细、含水量变小和密度增大的特点;滑带土边界发育的微孔隙和微裂隙为地表水的入渗提供了有效通道;滑带土的粉粒和粘粒具有明显的定向排列特征,滑带表面发育有两组线形擦痕,反映该滑坡体局部可能发生过至少两次滑动。滑带土的整个力学行为可以概化为排水条件下正常固结土发生了首次剪切变形,后期在边坡开挖和降雨的联合作用下老滑坡体局部沿原有剪切面又产生了二次滑动。

三峡库岸城区滑坡治理与沿江公路建设一体化模式——以重庆万州清泉路滑坡为例

三峡库岸城区滑坡90%属于由第四纪松散土体组成的散体滑坡,滑坡区属于城区重要组成部分,降雨及三峡库水位降落是此类滑坡孕发的动力因素。本文以重庆万州清泉路滑坡为例,基于库岸城区滑坡防治原则,构建了实用的滑坡治理与沿江路建设一体化模式,推导了抗滑桩的内力计算方法;详细分析了一体化模式的结构组成及受力特性。研究成果对于三峡库区城区滑坡的治理与开发利用具有较强的指导借鉴作用。

松散介质内大吨位长锚索的受力研究

本文以川藏公路102滑坡群2#滑坡加固及高筑填路堤修筑工程为例,采用有限元法,按不同单元及不同的施工顺序进行了锚索受力分析计算,探讨了松散介质内大吨位长锚索在穿过高筑填路堤、滑坡体、滑面、稳定松散介质后的应力分布特征及施工顺序对应力分布的影响。具有一定的理论探讨和工程实践意义。