基于无人机遥感的区域黄土滑坡识别及发育特征分析

基于无人机遥感的黄土滑坡识别及机理研究正处于快速发展的时期，当前主要集中在单体或小范围的黄土滑坡识别。超前性的在土地利用规划阶段进行区域滑坡研究，是减轻滑坡灾害行之有效的方法。该文以宁夏彭阳县红河镇为研究区，构建了无人机航摄系统并制作了精度为0.13 m、面积为164 km²的正射影像；进而确定了形态、色调、水文、纹理及微地貌5个识别标志，并结合现场验证确定了180个滑坡；分析了研究区滑坡空间分布、孕灾地貌、平面形态、相对高度、滑动方向，滑坡后缘、滑坡壁及滑坡前缘、滑坡滑动面(带)和滑坡体微地貌特征。研究区黄土滑坡在空间分布上以红河为界呈现南多北少的特点，具有群发性；红河河谷两侧的黄土丘陵提供了滑坡孕灾地貌；平面形态上以半圆形和不规则形的滑坡为主；长度在30～300 m上、长宽比在0～1之间的滑坡数量相对较多；滑坡相对高度主要集中在0～90 m的区间内；滑坡滑动方向以北和西北居多；滑坡后缘多为圈椅状、滑坡壁总体上较为平直、研究区大部分老滑坡的前缘基本没有保存；滑坡滑动面(带)的含水率往往较高；滑坡体的微地貌形态常见的有滑坡洼地、滑坡鼓丘、滑坡台阶和滑坡平台等。     

基于遥感数据的闽东南山区公路滑坡快速识别技术研究

传统的滑坡识别主要通过遥感目视解译和人机交互识别，存在耗时费力、主观性强和提取精度低等问题。文中以福建省某公路为实验区，提出了一种基于高分辨率遥感数据的闽东南山区公路滑坡快速识别方法。包括采用亚米级高分辨率遥感影像，通过对色调、地形、光谱、植被指数和纹理等滑坡特征进行分析与研究，确立了适用于东南山区公路的多维多尺度滑坡分类识别规则；借助机器学习算法分类工具与多维多尺度特征筛选集相结合构建了公路滑坡识别模型，并基于高分辨率遥感影像在色调尺度上对滑坡进行初步识别；最后经由坡度、归一化植被指数和纹理特征筛选集对初步识别的滑坡区域进一步的分割提取，从而对山区公路滑坡空间分布实行精准识别。经实验验证，文中方法所得滑坡识别的平均精度达到85.73%,且滑体提取形态特征完整，可清晰地展现出滑体的“舌”、“簸箕”状形态，亦可清晰辨别滑体的滑壁与堆积体。研究成果可为我国植被发育区的山区交通线路的滑坡识别与风险评估提供科学参考。     

三峡库区三门洞滑坡潜在涌浪风险研究

三峡库区三门洞滑坡总体积为548万m~3,属大型滑坡,一旦滑移破坏,所产生的涌浪将威胁青干河航运安全。在现场调查及长期监测数据的基础上,对滑坡的变形破坏机理进行了分析;通过工程类比法、质点能量法及公式法得到了滑坡的失稳运动特征,采用基于水波动力理论的FAST数值模拟软件对三门洞滑坡的涌浪风险进行了计算分析。结果表明,滑坡目前处于等速变形阶段,属于欠稳定状态,在降雨或水库周期性蓄水等诱发因素的影响下,滑坡存在大规模滑移的可能性。计算可知,滑坡的最大滑动速度可达4.51m/s,产生的最大涌浪高度为21.0m,对岸最大爬高为25m。此外,借鉴海啸预警划分方法,对滑坡区域进行了危险预警区域的划分。     

土体强度分区各向异性对边坡稳定性影响研究

土体强度各向异性的空间分布会随边坡受力状态变化出现一定程度的重新调整。文中以石人足成层土边坡工程为研究对象，首先，根据土体最大主应力方向角以及土层几何特征进行初始分区划分，并结合数值分析结果确立各向异性强度参数方程，计算各分区土体强度参数；其次，根据计算结果对初始分区进行即时调整，确定调整后的耦合分区并再次计算其土体强度参数；最后，考虑土体强度各向同性和分区各向异性，建立了流固耦合数值计算模型，研究了边坡体渗流、位移和应力的演化特点，确定了加固前后边坡稳定性系数，分析了该边坡工程采用挡土墙和抗滑桩联合加固的效果。结果表明：考虑分区各向异性计算所得边坡平均应力最大值大于各向同性，但其渗流域和流速均小于后者；考虑分区各向异性时，坡体位移理论计算结果与现场监测结果更吻合。     

基于应力分析的黄土层内滑坡地震失稳机制

针对黄土高原地区黄土层内地震滑坡灾害易发多发和破坏性强的特点,选取三处典型滑坡进行考察,得出了此类滑坡的失稳破坏特征。进一步结合斜坡不同部位土体的受力特点和剪切破坏形式,将地震作用以应力形式引入,分析得到了该类滑坡发生时不同部位土体的剪切破坏形式及应力状态变化下剪应力的变化规律。从而基于应力分析给出了具有坡顶土体首先发生小主应力减小主导的拉张型剪切破坏,坡面土体随后发生大主应力增加主导的压剪型剪切破坏,黄土震陷降低滑面摩擦阻力加速滑体滑移特点的黄土层内滑坡地震失稳机制,进而针对此类滑坡地震失稳机制提出了相应的加固及防护措施。     

山区灾害滑坡风险非线性预测研究

传统山区灾害滑坡风险预测方法,对山区滑坡风险进行预测与分析同时,存在预测响应滞后以及预测准确率较低问题。提出山区灾害滑坡风险非线性预测研究方法。基于山区灾害滑坡影响因素,构建非线性斜坡系统,对斜坡单元进行量化分析,完成滑坡非线性动力学模型设计。利用该动力学模型与时间序列的研究,对滑坡形态与时间影响进行综合分析,判定危险滑坡源,对其进行空间相分析,完成山区灾害滑坡风险非线性预测。实验数据表明所提非线性预测方法相比于传统预测方法,响应时间提升96.18%,准确率提升48.95%。     

桩板式挡土墙桩间挡土板土压力计算方法研究

作为一种新型边坡支挡结构,桩板式挡土墙已被广泛应用于路堑、路堤以及滑坡等特殊支挡工程之中,但目前对作用于桩间挡土板上土压力的研究仍严重滞后于工程实践。为合理确定桩间挡土板上的土压力,借助桩板式挡土墙桩-板后土体土拱合理拱轴线的假定建立了相应的土拱计算模型,并假定拱后滑坡推力为均布荷载,基于土拱静力平衡条件及桩-板后土拱处于极限平衡状态,进而根据莫尔-库伦强度理论确定土拱竖向应力,藉此推导出考虑滑坡推力作用的桩间挡土板土压力计算公式。并将其与传统方法(卸荷拱法和拟化筒仓法)进行了对比分析,结果表明:本文方法更能反映作用于桩间挡土板上实际土压力的大小,且可考虑来自桩-板后土体传递而来滑坡推力的作用,其中传统方法仅是本文方法的一种特殊形式;桩间挡土板上的土压力随桩-板后土体粘聚力和内摩擦角增大而大致呈线性递减,并随拱后滑坡推力和桩跨比的增大而增大。研究成果可为桩板式挡土墙的合理设计提供参考。     

堤坝滑坡区土性试验和灾害治理

对某泵站进水渠堤坝滑坡区内外的土体进行了静力触探试验和十字板强度试验,比较了滑坡区软土的天然强度和滑坡后强度,确定了滑动面深度。对施工期的边坡稳定进行了圆弧滑动和非圆弧滑动计算,结果表明边坡稳定受含有机质夹层的非圆弧滑动的控制,当使用快剪强度指标、井点降水失效时,边坡处于失稳的临界状态。最后,对堤坝滑坡提出并实施了真空预压治理方案,方案实施后进行了效果检测,确定软土强度已超过稳定要求值,加固效果明显。     

水系分维在滑坡泥石流灾害区划中的应用

以多滑坡泥石流灾害地域云南省为研究对象,利用水系分形维数的空间变化来表征水系空间形态特征的差异,从而折射云南省内滑坡泥石流灾害发生的程度;通过对市、县、子流域和感兴趣区四种不同的分区标准,对滑坡灾害密度、泥石流灾害密度以及滑坡泥石流灾害总密度与它们的水系维数值进行了相关性分析,并且比较了分维数与切割线密度这两种方法,从统计的相关性系数可以得到一个结论:滑坡泥石流灾害区划中,分维数是一个比切割线密度优越的分区指标因子.另外,在计算水系维数时采用的矢量计盒算法,比传统的栅格计盒算法具有更强的优势.     

塌陷土洞的地面安全警戒距离研究

土洞塌陷后如何确定地表的安全警戒距离是实践中亟待解决的问题,但现有研究成果很少。采用数值计算方法,考虑塌陷后土洞的空间效应,按轴对称模式进行建模,然后提出了分析塌陷土洞内壁临界稳定坡角和地表安全警戒距离的方法。通过对既有塌陷土洞案例的计算,初步验证了该方法的有效性。然后采用该方法研究了土洞内壁临界稳定坡角随土洞半径和洞深变化的规律。在此基础上,计算得到了典型塌陷土洞的地面安全警戒距离分布情况。分析表明,塌陷发生在一般路基压实土范围内时,地表安全警戒距离最大值可取2.5 m;对于一般正常固结土,地表安全警戒距离最大值可取5.0 m。该成果可供土洞抢险时参考。     

大渡河干海子滑坡稳定性研究

干海子滑坡位于大渡河流域,规模巨大.为研究该滑坡的稳定性,在对滑坡基本特征及变形破坏特征等深入研究的基础上,采用极限平衡法(Geo-slope软件)和有限差分法(FLAC-3D软件)对该滑坡的稳定性和应力应变特征进行了计算、模拟.稳定性计算模拟主要从深层、浅层及局部稳定三方面入手分析,计算模拟结果与滑坡的宏现地质现象均...     

隧道-滑坡平行体系时间效应演化及变形破坏试验研究∗

通过4组隧道-滑坡平行体系模型试验,研究在不同工况下隧道-滑坡相互作用下的时间效应和变形破坏模式。结果表明:(1)隧道-滑坡平行体系单滑面情况滑坡推力在滑体内产生一种应力临界状态,该应力临界状态是处于拉、压应力变化过渡的一种状态,有一个时间传递变化的过程,即时间效应。(2)桥隧搭接桩基础支撑结构较无支撑结构会加速应力临界过渡状态的时间效应。(3)滑坡体内的滑坡推力,最先引起滑带位置附近的土体达到应力临界过渡状态,随着时间的推移,这种临界状态逐步由滑坡体后缘向前缘移动,滑坡破坏面上的每一点的时间与应变关系均会呈现不同的"S"型曲线特征,对于整个滑体而言,滑面上每一点的时间与应变关系曲线,在不同时刻呈现不同的线型特征。(4)桥隧搭接桩基础支撑结构较无支撑结构会延缓隧道模型的破坏,使得破坏断裂面向基岩内部延伸,且作用效果显著,但隧道模型整体的破坏处于基岩内。     

基于GIS的陕西省滑坡灾害空间分异特征探讨

滑坡是陕西最主要的地质灾害形式。以陕西省县域滑坡密度为测度指标,运用ARCGIS9.2、Geoda095i软件提供的空间分析方法,对滑坡灾害空间分异特征及其原因进行了探讨分析,以期为陕西省滑坡灾害防治及经济与社会可持续发展提供决策参考。     

刷方减重下隧道-滑坡平行体系变形演化试验研究

刷方减重工艺在大型复杂滑坡治理中发挥越来越重要的角色。通过室外模型试验,以加载诱发滑坡滑动变形,造成对隧道的破坏影响,以减载的方式模拟刷方减载工艺对隧道的受力变形影响进行研究。结果表明：（1）隧道-滑坡平行体系单滑面情况下滑坡推力在滑体内产生应力效应有一个时间传递变化的过程,即时间效应;（2）滑坡推力对隧道作用沿纵向变形差异大,初步的试验反映出拉压过渡段的位置与滑坡推力的大小相关,滑带位置附近的土体最先达到应力幅值,引起隧道的拉压变形过渡,距离滑带较远位置滑体逐渐达应力幅值过渡;（3）隧道横断面环向应力都是拱顶应力较拱底应力大;（4）隧道环向断面应力呈对称分布,隧道底部受压侧,顶部为受拉侧,底部应变量级小于拱顶,且隧道的变形是不可恢复的;（5）刷方减荷在不同工况下对抑制滑坡变形有不同程度的效用,使隧道应变减小,尤其是滑带附近效果更加显著,这都印证了刷方减重对隧道-滑坡治理的突出效果。     

基于最小二乘法的高抽巷CO浓度变化规律分析

我国许多煤矿的煤层同时具有高瓦斯和严重自燃倾向,在抽放瓦斯的同时,容易造成采空区遗煤自燃。因此,监测采空区指标气体的浓度变化对预防采空区自燃非常重要。本文采用最小二乘法对山西阳煤五矿8403工作面高抽巷CO浓度进行分析,拟合得出了高抽巷CO浓度变化曲线,并对拟合方法、拟合效果进行了分析。结果表明,用最小二乘法进行拟合是可行、有效的。结合现场实际条件,分析了高抽巷CO浓度偏高的原因和之所以选取分析高抽巷CO浓度来预测采空区自燃的原因。结果显示,分析高抽巷CO浓度变化可以较早地发现采空区自燃。最后,分析了CO浓度与CO2、O2浓度的相关性,验证了用CO浓度预测采空区自燃的准确性。     

云南头寨沟大型岩质高速滑坡碰撞模型试验

首次提出了滑坡岩体高速碰撞的模型实验方法。通过实验，研究了滑体碰撞解体后不同速度段岩体体积的分布规律。结果表明，加速块体所占比例基本上与滑体体积及碰撞速度无关，加速块体体积大约为碰撞前滑体总体积的20％，但个别块体获得的加速效应与滑坡体积及碰撞速度有明显的正相关关系。运用实验成果，分析了头寨沟大型岩质高速滑坡形成远程高速的机理。     

中尼公路聂友段公路病害及防治对策

中尼公路聂友段地质、地貌和气候条件特殊,滑坡、崩塌、泥石流和雪崩等自然灾害十分严重,具有群发性、频发性、周期性,并形成灾害链,公路病害十分发育。通过对中尼公路聂友段沿线实地考察、勘测,并根据典型灾害的成灾特征和危害方式,提出一系列的整治措施,其中康山桥雪崩采用明硐加挡墙的方案,樟藏布泥石流和707#滑坡采用修建索桥的方案,扎木拉滑坡崩塌体采用改线加明硐的方案,确保了中尼公路的畅通,而且对西藏其他类似地区也将具有重要的引用和借鉴价值。     

基于Geodatabase的滑坡灾害空间数据库设计

整个设计旨在建立滑坡灾害空间数据库,有效管理滑坡灾害数据,为滑坡灾害预测预报服务。基于Geodatabse数据模型,使用CASE工具,在分析滑坡灾害风险评价的数据需求和数据特点的基础上,得出了滑坡灾害空间数据概念模型图,建立了滑坡灾害空间数据库。在设计过程中,提出了空间数据和非空间数据的整合方式,以及滑坡监测时间序列数据格式化的示例。     

浅埋衬砌隧道-邻近建筑地震动力相互作用IBEM模拟

采用高精度间接边界元方法(IBEM)考察地震波入射下隧道-邻近建筑物二维地震动力相互作用的规律。结果表明:建筑物与邻近隧道存在着明显的相互作用,整体动力反应规律取决于隧道,建筑物之间的空间位置关系、隧道埋深、入射波的频率和角度等因素。隧道位于建筑物正下方时,刚性衬砌隧道(相对围岩)对上部结构主要表现为隔震效应;隧道位于建筑物两侧时,隧道对建筑顶部位移有明显放大效应,最大可放大约40%。同时隧道应力也明显增大,最大可放大约43%。因此实际中需根据隧道-建筑物的空间位置关系,适当调整衬砌隧道与沿线建筑物的抗震设防水平。     

基于GIS的新源县滑坡灾害分析与区划

新源县是新疆滑坡灾害的多发区。基于GIS的多元信息整合与空间分析功能,分析了近年新源县449个滑坡灾害点的监测数据,探讨了该区滑坡的发育特征,进行了滑坡灾害危险性区划。结果表明,地质条件是滑坡灾害形成的基本因素,降雨是滑坡灾害的主要诱发因素,过度放牧等人类活动也是促发滑坡灾害发生发展的重要因素之一。由此,为避免滑坡灾害,减少在上述地形地质条件下的不合理人类活动、合理安排牲畜数量以减少环境负荷是决策关键。