基于无人机遥感影像的滑坡形态变形特征:以陇南白龙江流域泻流坡滑坡为例

2020年8—9月陇南白龙江流域泻流坡滑坡持续发生变形,严重威胁坡脚居民生命财产安全。以泻流坡滑坡为研究对象,基于高分辨率无人机影像提取了泻流坡滑坡滑动前后的正射影像和数字地表模型,利用COSI-Corr软件对滑动前后的两期影像进行相关性分析,计算得到滑坡表面特征点的偏移量信息,并通过DSM(digital surface model)的方法获取垂直向的变化量,最后对泻流坡滑坡的运动和物质变化进行了解译和分析,探讨了中高山峡谷区堆积层滑坡形成演化过程及破坏机制。研究结果表明:泻流坡滑坡变形区主要为滑源区左侧中下部和右侧次级滑坡,垂向最下滑移量5.89 m,平均水平位移6.24 m,滑源区近42%区域发生了形变;2020年6—9月,泻流坡滑坡滑动体积33 871 m3,堆积体积10 215 m3,降雨侵蚀体积23 656 m3;破坏模式为倾倒拉裂-蠕滑复合型滑坡。无人机高精度数据不仅可以清楚直观地识别滑坡形变破坏迹象,还可以进行地表垂直位移、水平位移、体积变化及滑动前后剖面的计算,为抢险救灾、科学决策提供了重要依据,具有广阔的应用前景。

甘肃舟曲泄流坡滑坡滑带土的抗剪强度特性

舟曲泄流滑坡滑带土主要由泥盆系、石炭系的页岩、炭质千枚岩等软弱易滑的岩土体组成,属典型的易滑地层,降雨和地下水对滑带土的软化、泥化作用显著.利用全自动四联式直剪仪对不同含水量滑带土重塑土样进行了直接剪切试验和反复剪切试验,结果表明含水量低于塑限时,滑带土应力应变关系呈应变软化特征,塑限时处于临界状态,含水量高于塑限时应变硬化特征越发明显;随着土样含水量的增大,黏聚力呈指数减小关系,而摩擦系数呈线性减小关系.此研究成果对于该区域滑坡稳定性评价和防治措施优化都具有重要的实际意义.

舟曲泄流坡滑坡变形特征及其形成机理

以甘肃舟曲泄流坡滑坡的野外详细调查和变形监测资料为基础,探讨泄流坡滑坡蠕滑变形特征和形成机理。研究表明,舟曲泄流坡滑坡发育于坪定—化马断裂内,属典型的巨型断裂带滑坡。该滑坡由多个次级滑坡组成,表现为蠕滑变形特点,且一直处于不稳定状态。该滑坡是在内外动力耦合作用下形成的,断裂破碎带是泄流坡滑坡发生的充分条件,断裂活动导致坡体发生塑性流动变形;而降雨是滑坡发生大规模下滑的主要诱发因素;地震、坡脚开挖等对滑坡的发展、演化起到促进作用。因此,进一步研究断裂带滑坡的形成机理和成灾模式,对此类滑坡的防治预警有重要意义。

基于DAN-W模型的舟曲泄流坡滑坡运动特性模拟研究

以舟曲泄流坡滑坡野外考察地质资料为基础,结合滑坡动力分析软件DAN-W对泄流坡滑坡全程运动进行模拟,着重探讨了铲刮效应以及不同流变模型对滑坡数值模拟的影响.结果表明:不同铲刮深度下,滑坡堆积体形态相似,堆积厚度随铲刮深度的加深而加大,运行时间随铲刮深度的加深而减少.F-V模型对泄流坡模拟的滑程最大可达255.75 m,Frictional模型模拟得到的最大堆积厚度为201.73 m,最大前缘速度为17.75 m/s,最长运行时间为64 s,并给出了泄流坡滑坡模拟最佳的流变参数,摩擦角为18?,摩擦系数为0.1,湍流系数为1 000 m/s2.

不同含水率下滑坡滑带土动力特性试验研究

甘肃舟曲泄流坡滑坡地处活跃断层破裂带内,断层活动控制着该滑坡的发育和运动。为了研究该滑坡滑带土的动力特性,采用重塑滑带土样,在固结不排水条件下,利用分级循环加载法开展动三轴试验,重点探讨含水率的变化对滑带土动力特性的影响规律。试验结果表明:含水率一定时,泄流坡滑坡滑带土的动弹性模量随动应变的增大呈指数形式减小;动应变一定时,动弹性模量随含水率的增大而不断减小,且衰减速率随含水率的增大而增大;含水率并不影响动弹性模量-动应变关系曲线的形态,不同含水率下该关系曲线可以进行归一化。滑带土阻尼比随含水率的增大而增大,阻尼比-动应变关系曲线也具有归一化特征。不同含水率下泄流坡滑带土动应力-应变本构关系可以用双曲线模型进行描述。

甘肃舟曲泄流坡滑坡活动机理分析

甘肃舟曲泄流坡滑坡是一个位于活动断层带上、长期缓慢活动并伴随间歇性剧烈滑动的巨型复杂滑坡。本文在详细调查基础上,采用针对滑坡活动特点的蠕变本构模型,基于数值模拟手段对滑坡活动机理进行了分析。初步研究发现,材料的流变性质、断裂活动及河流侧蚀这两种长期的内、外动力作用是造成泄流坡滑坡的长期缓慢活动的关键因素,其中河流侧蚀作用可能仅导致滑坡前缘变形加剧,滑坡整体滑移受断裂活动控制。

基于可靠度分析的甘肃舟曲泄流坡滑坡风险评价

基于野外勘察与室内试验,拟以舟曲泄流坡滑坡为研究对象。采用传递系数法对滑坡稳定性进行分析,利用Monte Carlo法得到滑坡不同工况下的失稳概率,且引入条件概率分析不同诱因下滑坡失稳的年概率;易损性以承灾体野外调查和统计分析为基础,运用赋值法估算泄流坡滑坡潜在的财产损失和人口伤亡风险值;因此建立单体滑坡风险评价模型,探讨单体滑坡风险评价技术方法。研究结果表明,泄流坡滑坡在地震加暴雨条件下具有中危险性;在≥50 mm暴雨条件或者地震条件下具有高危险性,财产最大风险为34.75万元/年,人口最大风险为0.03人/年,人口风险超过了国际上暂定的社会容许标准,应采取监测观察、工程治理等相关手段进行风险管理。

甘肃省白龙江流域典型高位堆积层滑坡成因机制研究及其危险性预测

以甘肃省白龙江流域武都区泻流坡滑坡为例,在现场勘查测绘、多期遥感数据分析、地表位移监测、室内试验测试及数值模拟分析的基础上,对滑坡的发育特征、活动特性、形成演化过程进行深入探讨,并对泻流坡滑坡滑源区潜在不稳定块体危险性预测进行科学评价。结果表明:(1)泻流坡滑坡为多因素耦合作用形成的大型高位堆积层滑坡,体积达188.35×104m3,可分为上部潜在滑源区、中部狭窄流通区、下部停淤堆积区3个区段,整体具有多期次、多层级、逐级后退式演化特征,各滑体滑动表现为蠕滑拉裂–推移式变形特点;(2)泻流坡滑坡的形成演化以活跃新构造运动为主导,易滑的孕灾地层为基础,差异性不协调地貌为条件,而降雨持续劣化、历史强震震裂效应及断裂蠕滑效应是滑坡失稳的主要诱发因素;(3)稳定性计算结果表明,目前滑坡整体处于基本稳定~欠稳定状态,在多个部位仍存在不同程度变形破坏,利用River-Flow2D软件对上部潜在滑源区在极端降雨条件下启动和运动过程模拟结果显示,模拟最大滑动距离810 m,最大速度可达33.5 m/s,最大堆积厚度为26.7 m,总堆积方量约121×104m3,可形成局部堵江灾害链。研究成果可为此类流域性高位滑坡灾害防灾减灾提供科学依据。