滑坡型泥石流的转化机理研究

滑坡一旦转化为泥石流,其运动距离将显著增加,会严重威胁人民的生命和财产安全,而揭示滑坡型泥石流的转化机理是对其进行预测预报与防治的前提。以新疆乌恰县托云乡乔库而滑坡型泥石流为研究对象,利用遥感影像、现场调查和室内实验(包括颗分、直剪和环剪试验),对其转化机理进行研究。结果表明:受有限降水条件的影响,乔库而滑坡型泥石流物源区的松散堆积物失稳后不能直接形成泥石流,而是首先形成滑坡,滑坡体在长距离运移过程中,一方面由于土体颗粒破碎和铲刮作用,导致滑坡土体运移过程中细颗粒物质逐渐增加,土体抗剪强度不断降低;另一方面则是在土体颗粒破碎作用下,土体发生剪缩,导致土体孔隙水压力不断增大,产生超孔隙水压力,土体抗剪强度急剧下降甚至发生液化,最终转化为泥石流。另外,通过环剪试验结果可知,对于乔库而泥石流,滑坡体转化为泥石流的土体临界初始含水率在20%～27%之间,而其低于20%,则滑坡体无法转化为泥石流。     

深圳地区余泥渣土强度参数的影响因素研究

研究余泥渣土体的剪切强度变化规律,对于余泥渣土受纳场边坡稳定性评价与防护工程设计具有重要的意义。采用正交试验设计方法,通过室内土工试验分析了深圳地区余泥渣土的颗粒级配、含水率和压实度对于土体抗剪强度指标(黏聚力c和内摩擦角?)的影响。极差分析和方差分析结果表明:影响深圳地区余泥渣土体抗剪强度指标黏聚力c的显著性因素顺序为含水率压实度颗粒级配,c随着含水率的增加而不断减小;影响余泥渣土体抗剪强度指标内摩擦角?的显著性因素顺序为颗粒级配压实度含水率,?随着密实度的增加而增大;各级竖向荷载下,含水率是影响余泥渣土体剪切强度τ最显著的因素,两者之间呈现出负相关的关系。通过进一步的试验研究发现:余泥渣土体黏聚力c、内摩擦角?、剪切强度τ与密实度k之间均呈现抛物线型关系;余泥渣土体饱和渗透系数K_(sat)与压实度k之间表现为负相关的指数函数型关系。     

不同试验方法下黄土抗剪强度以及参数差异分析——以甘肃省黑方台黄土滑坡为例

黄土是一种典型的非饱和土,在总结前人试验研究的基础上,以甘肃省永靖县黑方台非饱和黄土为研究对象,进行两种不同的直剪试验,即:利用改进后的非饱和直剪仪对研究区不扰动黄土进行控制基质吸力和净竖向压力为常数的固结慢剪试验,依据研究区土水特征曲线配置不同含水率以控制不同的基质吸力的黄土快速直剪试验。得到两种试验方法下不同基质吸力或含水率和净竖向压力下的非饱和黄土抗剪强度及其参数,探讨非饱和黄土抗剪强度及其参数与基质吸力的关系,并分析两种试验方法所得非饱和黄土抗剪强度及其参数的差异。试验结果表明:两种不同的试验方法下净竖向压力及基质吸力对于研究区非饱和黄土抗剪强度均呈线性增长关系,而抗剪强度参数—黏聚力与基质吸力二者呈线性关系,内摩擦角—基质吸力关系曲线近似成水平直线,其中不同含水率黄土直剪试验在相同基质吸力和竖向压力的条件下,其抗剪强度及内摩擦角略高于非饱和固结排水直剪试验,而其黏聚力略低于非饱和固结排水直剪试验所得黏聚力。     

三峡库区卧沙溪滑坡稳定性的可靠度及敏感性分析

三峡库区是滑坡地质灾害多发的地区,库水位周期性涨落与降雨的耦合作用是导致滑坡失稳破坏的主要原因。为深入研究库水位与降雨作用下滑坡的稳定性,以三峡库区卧沙溪滑坡为例,采用蒙特卡罗随机抽样法,分析了不同工况条件下滑坡的可靠度指标、失效概率,并分析了滑坡的稳定性系数对滑体物理力学参数(c、、γ)的敏感性。结果表明:卧沙溪滑坡具有典型动水压力型滑坡的特征,库水位下降速率越大,滑坡可靠度指标越低,当叠加暴雨工况时,滑坡的失效概率明显增大;滑坡的稳定性系数对滑体的内摩擦角最敏感,黏聚力c次之,重度γ最小,且与滑体的内摩擦角、黏聚力c呈正相关关系,与滑体重度γ呈负相关关系,库水位下降速率越大,滑坡的稳定性系数与滑体重度γ的负相关性越强,不利于滑坡的稳定。     

七子山填埋场污泥塘固化后工程特性研究

垃圾填埋场内留存的污泥塘影响填埋场后续的增容以及稳定性。采用固化方法对库内污泥进行原位处理,可保证后续堆填坡体的安全稳定性。对七子山垃圾填埋场污泥塘内取样的固化污泥进行的岩土工程特性测试表明,固化污泥的含水率主要分布在15%~60%,平均为42%左右;直剪强度的黏聚力c大多分布在15~60 kPa,内摩擦角φ大多分布在6°~40°;无侧限强度分布在180~1600 kPa,大部分固化污泥无侧限抗压强度值在180 kPa左右,有小部分水泥状试样达到800~1600 kPa。固化污泥与原污泥相比,含水率减小,有机物含量减少,强度显著增大。该测试结果可为后续填埋场增容及后续污泥塘堆载垃圾方案设计提供数据。     

赣南凝灰岩残积土水-力相互作用特性研究

凝灰岩残积土在赣南山区广泛分布,在降雨入渗作用下残积土边坡易发生失稳破坏,研究其水-力相互作用特性对这一地区的地质灾害防治具有重要意义。采用三轴固结不排水剪切试验和瞬态脱湿与吸湿试验对赣南山区凝灰岩残积土的抗剪强度和水-力相互作用特性进行研究。结果表明:凝灰岩残积土的抗剪强度参数为c=14.0kPa、Φ=15.6°,c′=7.8kPa、Φ′=28.0°;凝灰岩残积土在脱湿条件下的进气值为14.6kPa,在吸湿条件下的进气值为3.89kPa;凝灰岩残积土的基质吸力和吸应力随含水率的增大而减小,其渗透系数随含水率的增大而增大;凝灰岩残积土的抗剪强度随含水率的增大而减小,土体的抗剪强度与净法向应力成正比;当含水率较小时土体抗剪强度的变化速率比含水率较大时抗剪强度的变化速率快。     

基于环剪试验的四方碑滑坡滑带土残余强度空间差异性和稳定性分析

水库滑坡因受库水位变化的影响,不同空间位置滑带土的含水率不同,滑带土残余强度也存在空间差异性,使用统一的滑带土残余强度难以准确计算滑坡的稳定性系数。以四方碑滑坡滑带土为研究对象,通过环剪试验分析了不同含水率和不同法向应力作用下滑带土的残余强度特性,结合滑坡渗流模拟结果对滑带土残余强度的空间差异性进行了分区,并计算了在175 m和145 m库水位条件下滑坡的稳定性。结果表明:不同含水率的滑带土试样,其残余强度与法向应力都呈现较好的线性关系,符合Mohr-Coulomb准则;随着滑带土含水率的增加,其残余黏聚力和残余内摩擦角都减小,且滑带土的残余内摩擦角与含水率之间呈现良好的负指数关系;基于滑带土分区的滑坡稳定性计算结果与通过野外调查得到的滑坡稳定性现状相符,说明本文方法具有可靠性。     

巴东三中滑坡碎石土抗剪强度特征研究

碎石土是介于土体和岩体之间的一种特殊地质体,引起了国内外众多研究者的重视。结合细粒土室内直剪试验,并在大剪试验下研究了不同粗粒含量(20%、50%、80%)、不同含水率(15%、18%、20%)的碎石土抗剪强度参数的特性。试验结果表明:碎石土抗剪强度参数与碎石土中含水率和粗粒含量有关。含水率对细粒土和碎石土内聚力的影响规律是不同的,碎石土内摩擦角随含水率的增加发生了不同程度的降低;随土体密度的增大,碎石土内聚力升高,随粗粒含量的增加,碎石土内聚力会降低;碎石土内摩擦角随粗粒含量增加先降低后逐渐升高;碎石土τ-σ关系曲线中,随粗粒含量的增加,碎石土剪切强度升高;利用线性逼近的方式近似得到碎石土抗剪强度实用计算公式,通过对比计算值和试验值可知,实用公式计算值在一定程度上能够反映该土样的抗剪强度特征。     

中南地区冻土抗剪强度影响因素研究

在中南地区采集代表性土样,在室内模拟极端冰雪条件,通过改变试验温度、土体含水量以及冻融循环次数对土样进行直剪试验,研究该地区冰冻土体抗剪强度的影响因素,结果表明:冰冻土体的内聚力c和内摩擦角随着温度的降低逐渐增加,随着土体含水量的增加而减小;随着土体冻融循环次数的增加,内摩擦角增加幅度小于内聚力c的减小幅度,即土体的抗剪强度降低。该研究结果对中南地区在极端冰雪灾害时期,准确确定建筑、构筑物的地基承载力具有一定的实际意义。     

基于层次分析法的河北省太行山区泥石流灾害危险性评估研究

在深入分析河北省太行山区泥石流灾害的基础上,采用层次分析法,从泥石流的地形条件、物源条件和水动力条件中选取11个指标作为评价泥石流危险度的评价因子,建立了河北省太行山区泥石流危险度评价模型。所建立的模型中,形成条件所占权重为0.333、物源条件所占权重为0.333和水动力条件所占权重为0.333。利用该模型对当地泥石流沟道进行危险度评价,其结果与实际情况具有较好的一致性。研究表明,运用层次分析法进行河北省太行山区泥石流危险度评价是实用的和有效的。     

重庆境内07.7泥石流灾害形成机理及启示

2007年7月在暴雨激发下,重庆境内多处暴发泥石流,本次泥石流的集中暴发是地形地貌、物源和暴雨等多因子耦合异变的必然结果,打破115年记录的降雨是泥石流暴发的客观因素,但人类工程活动,如山区城镇建设、采矿、交通建设等造成的弃渣、毁林,是引发泥石流灾害的重要原因。对本次泥石流形成条件、形成机理进行了分析,并综合历史泥石流事例、山洪、水土流失分区、地形地貌、物源、气候等因素,对重庆境内泥石流发育趋势进行了初步分区;并基于成因分析、机理研究和泥石流分区,提出了重庆境内泥石流灾害有关防治对策建议。     

河北省元氏县佃户营泥石流灾害形成机理及预报方法的研究

元氏县佃户营是河北省太行山区主要泥石流地质灾害频发区,在现场勘察调查的基础上,对元氏县佃户营泥石流的成因进行了详细的研究,研究表罚:元氏县佃户营泥石流形成的物源条件、降雨条件和施势条件均满足泥石流的形成条件,且形成条件充分.在前人研究的基础上,对元氏县佃户营的降雨条件加以分析和研究,从降雨方面给出该泥石流发生的概率.对...     

赣南凝灰岩残积土物理力学与应力-应变特性研究

凝灰岩残积土广泛分布于赣南一带,研究其工程特性对当地工程建设以及地质灾害的防治具有重要意义。在赣南地区采取典型的凝灰岩残积土原状样和重塑样,进行了基本的物理力学性质试验以及三轴固结不排水剪切试验,对其基本物理力学性质、抗剪强度特性以及结构等方面的工程特性进行了研究。试验结果表明:凝灰岩残积土依据其塑性指数和颗分曲线,可定名为粉质黏土,其孔隙比为0.91,土体渗透系数为2.25×10-7 m/s,渗透能力较差;凝灰岩残积土原状样的抗剪强度参数为c=14kPa、φ=15.63°,c′=7.83、φ′=28°,重塑样的抗剪强度参数为c=11.99kPa、φ=22.6°,c′=5.08、φ′=30.58°;凝灰岩残积土原状样的总内聚力、有效内聚力均略大于重塑样,而原状样的总内摩擦角、有效内摩擦角均略小于重塑样。     

基于PFC对含断续节理岩质边坡静力荷载下破坏形式的研究

在含断续节理岩质边坡的破坏中,阶梯状破坏尤其显著,是一种常见的失稳破坏形式。借助二维颗粒流软件(PFC2D5.0)进行简单地质结构模型下的边坡数值模拟,通过采用PFC软件中的人工合成岩体技术,研究了7种不同组合形式下含断续节理岩质边坡的破坏形式及其内部微观接触力场的演变规律。首先对PFC软件中采用的微观力学性质参数进行了验证模拟,通过对完整岩块进行双轴压缩试验和巴西劈裂试验的模拟,得出其应力-应变曲线和强度包络线,从而计算出完整岩块的内聚力、内摩擦角等宏观力学参数;然后通过对含裂隙的颗粒集合体进行直剪试验的模拟,得出其剪应力-剪切位移曲线以及峰值强度和残余强度与正应力的关系曲线,从而计算出裂隙的内聚力和内摩擦角;最后对含上述微观力学性质参数的边坡进行静力荷载下破坏形式的模拟,得出裂隙萌生前应力集中、裂隙萌生后应力释放,以及可将潜在滑动面上方的坡体位移分成4个区,即坡脚处最大位移区、坡肩处较大位移区、坡体内部较小位移区、坡体后缘最小位移区,并验证了萌生的裂隙一般会近垂直于岩桥向坡体表面扩展,切割潜在滑动面以上坡体。     

孔隙介质中胶体及金属运移的模式——文献调研

本文讨论了与地表下介质中胶体运移有关的问题。本文的最终目的是提出一个能用来评价胶体运移对金属活动性的影响的模式。首先对野外和实验室研究作了评述,以便提出证据证明胶体是在地表下介质中运移的。其次,活跃于该领域的研究人员相互联络,以确定目前进行的研究领域,以及征求有关对控制胶体运移机制认识水平的意见。第三是对胶体运移机制的有关文献进行调研,其中特别强调了胶体(和粒子)的过滤作用以及由于静电排斥和范德华引力对胶体稳定性的影响。第四是提出胶体-金属运移的理论模式(COMET),并将该模式与EPA的CML模式相合并,后一模式可用来模拟溶质由不饱和区的填土中运移到饱和区的集收场所(如饮水井)的过程。胶体-金属运移的理论模式的主要特点是能模拟已溶解或吸附到活动胶体上的多金属化学形式(结合地球化学平衡模式的研究成果),能模拟多种胶体的影响,并能在有从源区运移来的胶体存在的情况下调节源区胶体粒子的浓度和逗留时间。正文内方程(2)和(3)概括了该模式的这些作用。正如所预料的那样,该模式的模拟研究结果表明,活动金属相的浓度(溶解浓度加活动胶体所吸附金属的浓度)随胶体的浓度增大而增大,而可溶性金属化学形式(溶质)到达恒定集收位置的时间趋于减小。当溶质-胶体吸附作用和溶质-土壤     

动态局部双强度折减法边坡稳定性分析

基于双强度非等比例相关联折减法和最小强度折减路径理论对以往的强度折减法进行改进,避免了以往双强度折减时比例系数选择的盲目性,所得的边坡稳定性系数更符合最小值理论,并结合动态局部折减法实现了边坡中滑动带形成的动态演化过程。综合以上方法提出动态局部双强度折减法,通过对某一边坡稳定性进行数值模拟,模拟结果表明:动态局部双强度折减法能够较好地反映边坡破坏过程中岩土体内聚力和内摩擦角的发挥程度,可模拟边坡失稳的动态演变过程,所得边坡稳定性系数与通用条分法所得结果更为接近,并且所得边坡稳定性系数、塑性区面积及边坡位移量均小于传统强度折减法的模拟结果。     

炮手沟泥石流的危险度评价

炮手沟位于辽宁省瓦房店市潘家屯河上源,主沟长3 350米,纵向坡角9°36＇,汇水面积2.56平方公里,各级沟谷共31条,累计长度13 450米。该区域平均每平方公里发生53处滑坡,是山地灾害严重的地区之一。文章应用层次分析法和模糊数学理论对炮手沟泥石流的危险程度进行了初步评价,能够较直观地反映出该泥石流沟的危害等级,对辽南泥石流灾害区的其他泥石流沟研究具有一定的实践意义。     

江汉平原北部黏土层土壤水分特征曲线的测定与模拟

为探究大别山区-江汉平原三水转换关键带水分运移机制,获取包气带水分运移模型所需的相关参数,以大别山-江汉平原过渡带为研究区,采取江汉平原北部黏土层典型剖面不同深度(0～6.5 m)的原状土样,采用压力膜法测试土壤的水分特征曲线,分析了研究区不同层位土壤水分特征曲线和孔隙性质的变化,并选取van Genuchten模型和Gardner模型对研究区不同深度土壤的水分特征曲线进行了拟合,综合评价了模型的拟合效果。结果表明:研究区不同深度土壤的体积含水量随土体吸力的变化呈规律性变化,在低吸力阶段,各层位土壤体积含水量整体快速降低,土壤水分特征曲线较缓,在高吸力阶段,土壤排水变少,土壤水分特征曲线较陡,其中1.4～2.0 m层位土壤的持水性能好于其他土层;土壤当量孔隙分析显示,研究区不同深度土壤的孔隙存在一定的变化规律,有效孔隙主要分布在2.0 m以上层位,大孔隙和微小孔隙在2.0 m以下层位所占的比例较大;利用van Genuchten模型对研究区不同深度土壤水分特征曲线进行拟合的效果好、可靠性高,通过将RETC软件得到的van Genuchten模型的相关参数值进行对比发现,2.0 m以下层位土壤的饱和体积含水率(θ_s)较高,参数α值说明2.0 m以上层位土壤的进气值大于以下层位。     

标贯试验N值与土体物理力学参数的相关性分析

以武汉某地铁工程为例,通过标贯试验和室内土工试验,对地基土标贯试验指标N值与土体部分物理力学参数的相关关系进行了研究,并给出了线性拟合关系式及其相关系数。结果表明:一般性黏土和老黏土的压缩模量、内聚力及内摩擦角,砂土的变形模量、承载力、内摩擦角、剪切波速及动弹模量都与标贯击数N值成正比关系;对于不同的地层类型,其拟合精度也有所区别,而对于该工程地基土,砂土的预测精度普遍高于黏土的预测精度。     

典型地区饱和土壤中硝态氮垂直运移及拟合

采用室内土柱模拟的方法, 研究了封丘地区农田土壤中硝态氮垂直运移规律. 结果表明: 在饱和条件下, 不同浓度硝态氮溶液(100mg·L^-1、200mg·L^-1)处理的土壤, 硝态氮运移的穿透曲线间无明显影响. 用含有不同价态陪伴阳离子(K⁺和Ca²⁺)的硝态氮溶液处理黄潮土0～30cm土层和风沙土, 硝态氮运移的穿透曲线基本重合; 而陪伴Ca²⁺硝态氮溶液处理的黄潮土30～60cm、60～90cm土层中硝态氮出流时间具有滞后效应. 硝态氮溶液全部运移出土体所需时间越长, 穿透曲线越平缓、峰值越低. CXTFIT2.0数学模型估算的稳定水流条件下饱和土壤中硝态氮淋失量具有较高精度, 相关系数均达到极显著水平.