降雨作用下三峡库区秭归谭家湾滑坡监测预警研究

三峡库区秭归谭家湾滑坡是一座典型的具有“阶跃型”位移特征的降雨诱发型堆积层滑坡,它的变形破坏严重威胁着公路行车和周围居民的生命及财产安全。为研究谭家湾滑坡位移-降雨间的响应关系,首先利用皮尔逊相关分析法,探讨了谭家湾滑坡累计位移与累计降雨量之间的相关性,得到滑坡中前缘区域累计位移与累计降雨量的相关性最强,滑坡中后缘及左侧冲沟附近累计位移与累计降雨量的相关性次之;然后,定义了非相似度用于研究滑坡变形各个监测点与G11监测点位移序列间的相似性,从空间上将滑坡变形划分为3个主要变形区,并依据滑坡所处的变形状态,从时间上将2020年滑坡变形过程划分为3个变形时段;最后根据滑坡变形特征和各个变形区域的差异,确定降雨诱发型滑坡进入加速变形阶段的前期降雨量与当次降雨量阈值,得到了滑坡不同变形区域各个演化阶段的位移速率阈值,并结合现场巡查的滑坡宏观变形建立了基于滑坡位移-降雨响应的4级综合动态预警模型,再利用2021年谭家湾滑坡变形监测数据对该模型进行了验证。     

基于随机森林模型的乌江高陡岸坡滑坡地质灾害易发性评价

重庆乌江河谷地区地形陡峻,滑坡地质灾害沿河谷地带多发,开展乌江高陡岸坡滑坡地质灾害易发性评价对减少地质灾害风险与线路工程规划具有重要意义。选取乌江龙溪-石朝门段高陡岸坡为研究区,提取高程、坡度、斜坡结构、斜坡形态、冲沟、岩组分类、地质构造和道路评价指标因子信息,采用随机森林模型对研究区滑坡地质灾害易发性进行了评价与精度分析,并研究了各评价指标因子的贡献程度。结果表明:斜坡物质和斜坡结构是影响研究区滑坡地质灾害发育的主要因素;通过混淆矩阵和ROC曲线对随机森林模型的预测精度进行评估,结果显示随机森林模型在高陡岸坡滑坡地质灾害易发性评价中的预测精度较高,是一种滑坡地质灾害易发性评价的可靠方法。     

四川盆地红层找水打井工程与防灾减灾

在对四川盆地红层区找水打井工程和地质灾害调查研究的基础上,从红层区有利于崩塌滑坡发生的地形地貌、地质结构以及红层区斜坡变形破坏特征等方面阐述了红层区崩滑地质灾害发育特点,论述了地表渗水和地下水对红层斜坡变形破坏的影响、疏排水在红层区崩塌滑坡防治中的重要作用,论证了红层找水打井工程与崩塌滑坡防灾的联系,提出了纽层打井工程区的防灾减灾对策。     

雅鲁藏布江流域嘎贡沟巨型滑坡变形破坏模式及演化过程研究

中国西藏雅鲁藏布江流域嘎贡沟左岸发育巨型滑坡,滑坡堆积体堵塞河谷,形成高约130m的堰塞体。通过滑坡现场实地调查,室内滑坡区域地质资料收集、滑坡遥感影像解译、滑坡三维地质建模、滑源区斜坡持平投影分析和滑源区斜坡变形破坏模式研究,得到以下结论:河水对河谷凹岸的侵蚀作用不仅加剧了嘎贡沟滑坡的孕育和形成,而且控制了滑坡堆积体后期改造演化;嘎贡沟滑坡变形破坏模式为顺坡内J1优势结构面的滑移-拉裂;嘎贡沟滑坡主要经历三个演化阶段,即滑坡孕育阶段、滑移堵江阶段和堰塞体溃决阶段。最后提出了以"滑坡-堵江-淹没-洪水"为主线的滑坡演化地质灾害链。以期对青藏高原地区,特别是对高原大河大江河谷区巨型滑坡的演化过程研究和地质灾害防治提供一定的参考。     

基于有限元数值模拟的碎石土滑坡变形研究

碎石土滑坡主要由降雨触发滑动而产生破坏,在多雨的山区较为常见。选择皖南山区典型碎石土滑坡——皂汰滑坡为研究对象,通过实地查勘,对其地质环境条件、结构特征和坡体稳定性进行了分析,并在此基础上,利用Geostudio软件建立有限元数值模型,对皂汰滑坡的变形特征和形成机理进行了数值模拟研究。结果表明:皂汰滑坡的变形可分为碎石土堆积形成、冲沟切割及古滑坡形成和松散堆积体进一步蠕动变形三个阶段,数值模拟计算结果较好地印证了滑坡稳定性的调查结果和解析法判断。     

紫阳县城关镇滑坡灾害隐患识别

滑坡灾害是紫阳县城关镇主要的地质灾害之一,其中存在滑坡灾害隐患但尚未发生滑坡灾害的斜坡单元对居民的生命和财产安全构成极大的威胁。以紫阳县城关镇为研究区,按照其环境条件与行政区划,将研究区划分为530个斜坡单元,利用基于栅格的瞬态降水入渗斜坡稳定性(TRIGRS)模型,对该地区在2022年最大小时雨强(50.7 mm/h)下各斜坡单元的稳定性系数进行了模拟计算,并按照斜坡单元稳定性系数大小将其分为稳定性极低、稳定性较低、稳定性较高、基本稳定区。结果表明：研究区稳定性极低区包含193个斜坡单元,面积为48.21 km²,稳定性较低区有223个斜坡单元,面积为50.93 km²,这两类斜坡单元存在滑坡灾害隐患,其中58个斜坡单元已发生滑坡灾害,占比为13.94%,另外358个斜坡单元存在滑坡灾害隐患但目前尚未发生滑坡灾害,需要对其进行重点监测与防范。该研究结果可为当地政府的防灾减灾工作提供理论支持。     

斜坡滑动失稳演化的非线性机制与过程研究进展

文章对非线性动力学系统(NDS)理论在斜坡稳定性(岩石平面滑动斜坡和圆弧滑动土坡)和滑坡预报方面的研究进展作了评述,内容包括:滑面介质本构方程、失稳判据、水的作用机制、蠕变三阶段的理论解释、滑坡物理预报模型、预报指标与混沌模型的建立等,最后指出了进一步研究的方向与课题。     

秦峪滑坡的时空格局研究

秦峪滑坡是国道212线上最严重的滑坡之一,以前对其研究程度较浅,认识深度不够,导致该滑坡至今未得到有效治理。以地球系统科学为指导,在大量现场调研、现场测试和室内试验的基础上,对该滑坡进行了系统研究,研究成果表明,秦峪滑坡是一个在断裂带基础上发育的一个多层次、多期次大型滑坡群组合体。同时从物质和能量的转换角度,恢复演化时序,建立了滑坡的时空格局,并进而探讨其演化机制。研究结果获得了秦峪滑坡客观的本质认识,为国道212线秦峪滑坡的治理以及拟建兰州—海口高速公路的选线和设计提供理论依据。     

川中垮梁子滑坡结构特征与成因分析

垮梁子滑坡位于川中地区仓山背斜北西翼,属于特大型岩质平推式滑坡,分析该滑坡坡体的结构特征并探讨其成因尤为重要。调查统计了垮梁子滑坡及周边区域岩体节理和构造变形破裂的发育特征,以垮梁子滑坡所在的条形山脊作为模拟对象,采用三维离散元方法通过建立数值模型模拟了新构造运动中内、外动力地质作用下斜坡形成卸荷过程对节理的改造作用。结果表明：(1)垮梁子滑坡及周边区域岩体内主要发育2组优势共轭节理,对应两期不同方向的构造挤压作用,其中第一期构造作用为NW-SE向挤压,形成了第一组共轭节理J1、J2,第二期构造作用为近NNW-SSE向挤压,形成了第二组共轭节理J3、J4,且第一组共轭节理中的J1节理在第二期构造作用下从剪节理改造为张节理;(2)通过分析喜马拉雅期构造应力场和构造形迹的演化后认为,第一期构造处于喜马拉雅中期(渐新世—中新世),第二期构造处于喜马拉雅中晚期(上新世期间),通过滑坡及周边区域水系反演新构造应力场得到的主应力方向与第二期构造接近;(3)斜坡形成后在表面出现大量裂隙,其分布范围与垮梁子滑坡边界大致相同,山脊部位内部形成垂向张裂隙发育带,与拉陷槽发育范围接近,说明斜坡在形成初期其结...     

库区移民新城滑坡灾害危险性区划研究

三峡库区地质灾害发育,已威胁到移民新城的城市规划与地方经济的发展。为解决这一问题,论文以巴东县新城区为研究对象,分析了滑坡的发育特征,开展滑坡灾害危险性区划研究,以MAPGIS软件为平台,根据斜坡坡向和斜坡坡度将全区共划分成223个不规则单元,采用层次分析方法构建评价指标体系,在得到信息量预测模型的基础上,对各影响因素...     

黄土高原坡耕地沟蚀土壤质量评价

黄土高原坡耕地沟蚀广泛而严重。科学评价沟蚀土壤质量是侵蚀环境下土壤保育和利用的重要基础。论文以沟间土壤为对照,分析了坡耕地沟蚀对土壤质量单因子的影响并建立了沟蚀土壤质量综合评价模型。利用加权和法对黄土高原坡耕地不同沟蚀深度下土壤质量进行综合评价。结果表明：①沟蚀对坡耕地不同土壤质量因子的影响有较大差异。沟蚀导致土壤硬化,pH值增加,而土壤团聚体和养分含量（除全磷）随着沟蚀深度增加表现出明显的层次性,近似呈＂W＂型变化规律。②沟蚀深度对土壤质量的影响可以用幂函数y=0.866 8 x-0.142（R2=0.877）较好地拟合。微度侵蚀（〈5 cm）、中度侵蚀（5～30 cm）和重度侵蚀（30～50 cm）的土壤质量指数较沟间土壤分别降低了10.6%、27.9%和36.5%。沟蚀深度5 cm和30 cm是土壤质量显著下降的两个关键点。③反映沟蚀土壤质量的指标可以归为肥力因子、质地因子和结构因子三类。土壤有机质、水稳性团聚体、土壤比表面积和容重4项指标能够很好地反映土壤质量状况,可作为坡耕地沟蚀土壤质量的表征指标。     

黄土高原坡耕地沟蚀土壤质量评价

黄土高原坡耕地沟蚀广泛而严重。科学评价沟蚀土壤质量是侵蚀环境下土壤保育和利用的重要基础。论文以沟间土壤为对照,分析了坡耕地沟蚀对土壤质量单因子的影响并建立了沟蚀土壤质量综合评价模型。利用加权和法对黄土高原坡耕地不同沟蚀深度下土壤质量进行综合评价。结果表明:①沟蚀对坡耕地不同土壤质量因子的影响有较大差异。沟蚀导致土壤硬化,pH值增加,而土壤团聚体和养分含量(除全磷)随着沟蚀深度增加表现出明显的层次性,近似呈"W"型变化规律。②沟蚀深度对土壤质量的影响可以用幂函数y=0.866 8 x ^-0.142(R²=0.877)较好地拟合。微度侵蚀(<5 cm)、中度侵蚀(5~30 cm)和重度侵蚀(30~50 cm)的土壤质量指数较沟间土壤分别降低了10.6%、27.9%和36.5%。沟蚀深度5 cm和30 cm是土壤质量显著下降的两个关键点。③反映沟蚀土壤质量的指标可以归为肥力因子、质地因子和结构因子三类。土壤有机质、水稳性团聚体、土壤比表面积和容重4项指标能够很好地反映土壤质量状况,可作为坡耕地沟蚀土壤质量的表征指标。     

雅砻江中游老里沟坡面型泥石流成因机制及危险度评价

坡面泥石流是山地分布最广,出现频率最高的灾害现象。基于野外现场调查及室内实验分析,阐述了老里沟坡面型泥石流的基本特征及形成机制,并结合泥石流动力特征参数进行了危险度评价。研究结果表明:滑坡体上坡面侵蚀沟道发育,为坡面型泥石流的形成提供了强有力的条件;降雨是诱发老里沟坡面流的主要因素;老里沟泥石流类型为高中频、小规模、粘性、暴雨型泥石流,属于中度危险泥石流沟。     

延河流域不同立地条件下植物-枯落物-土壤生态化学计量学特征

通过对黄土高原延河流域不同立地条件的植物、枯落物和土壤进行调查、取样和分析,选取不同立地条件下的共有植物达乌里胡枝子,研究了不同立地条件下共有植物-枯落物-土壤的碳、氮、磷化学计量特征,以期探索不同立地条件中的元素迁移和转化。结果表明：1）土壤碳氮比的平均值为10.88,土壤碳磷比和氮磷比的平均值分别为23.14和2.13。2）土壤碳氮比表现为阳坡>阴坡、沟坡>峁坡,氮磷比无显著差异;共有植物碳氮比表现为阳坡>阴坡,峁坡>沟坡,碳磷比和氮磷比为阴坡>阳坡,峁坡>沟坡;枯落物碳氮比表现为阳坡>阴坡,峁坡>沟坡;氮磷比和碳磷比在不同立地条件中均表现为阴坡>阳坡,沟坡>峁坡。3）通过对不同立地条件下植物-枯落物-土壤化学计量特征的探讨,得知沟坡条件下土壤有机碳累积速率相对高于峁坡,阳坡土壤有机碳固定大于阴坡,各立地条件中土壤全磷含量相对一致;在植物生长后期以及枯落物分解过程中,阳坡和峁坡表现为氮素迁移转化相对强烈,阴坡和沟坡则有利于磷的迁移和转化。     

东北典型黑土区坡沟侵蚀耦合关系

东北黑土区是中国重要的商品粮基地,但是严重的水土流失给其粮食产量带来了严峻考验。论文在遥感和GIS支持下,选择黑龙江省乌裕尔河和讷谟尔河两流域包含的东北典型黑土区作为研究区,以USLE模型和SPOT 5影像为基础,分别获取了2005年研究区的坡面侵蚀量和侵蚀沟分布数据,据此分析了典型黑土区坡面侵蚀和沟蚀之间在不同等级、 坡度、 坡向等方面的耦合关系。研究发现微度侵蚀和轻度侵蚀是坡面侵蚀主要区域,沟蚀发展程度比较剧烈;坡度小于5°时,坡度是沟蚀产生的制约因素,当大于5°时,坡度已经不是侵蚀沟形成过程中的主要控制因素;阳坡坡面侵蚀量高于阴坡的坡面侵蚀量,坡向在东北典型黑土区不是影响沟蚀发育的首要因子;侵蚀强度在2 500 t/(km²·a)以下的地区,随着坡面侵蚀量的增大侵蚀沟密度增大,而当大于2 500 t/(km²·a)以后,侵蚀沟密度比较稳定。     

顺倾节理边坡开挖软材料模型实验设计与分析

物理模型实验是研究边坡变形规律的重要手段之一.在高水胶比条件下(水:明胶:甘油=55:2:1)制备低强度软材料模型,利用铁氟龙镀层垫板和佳丹-108干性离型剂解决了脱模困难问题,同时利用材料熔化凝固的过程模拟了岩体的固结成岩过程,在小尺寸模型实验中,模拟了纯重力作用下节理边坡开挖的大变形过程.结果表明:随着坡面节理长度...     

黄土丘陵小流域沟坡水热条件及其生态修复初探

在黄土丘陵沟壑区,沟坡是小流域尺度上水土流失最为活跃的部分,对其水热条件的了解是进行综合治理的基础。论文以黄土丘陵区甘肃定西安家沟小流域为例,观测了沟坡不同地形部位和植被类型土壤水分季节动态和剖面变化特征,同时观测了光照、大气湿度、温度和风速等小气候条件,并探讨了沟坡生态修复方式。结论与建议如下。①历次取样中,0～100cm平均土壤水分均以沟道灌木林地最高,沟坡中的阳坡和阴坡的草地和灌木林地次之,梁峁坡农地最低,且6种类型样地间有显著差异(P<0.01);对于相同的植被类型来说,阳坡的林草植被土壤水分均要小于阴坡,但没有显著差异(P>0.05);而在同一坡向,草地的土壤水分要显著高于灌木林地(P<0.01);和梁峁坡农地的土壤水分季节变化特征相比,沟坡植被土壤水分的季节变化不明显。②对于梁峁坡农地和阴坡的灌木林地来说,土壤水分在剖面内随着深度变化平缓,而其它4种类型样地土壤水分在剖面内随着深度呈增加的趋势。对于这6种类型样地,土壤水分剖面差异格局与0～100cm平均含水量相似;且随着深度的增加,6种类型样地间土壤水分的差异性增大。③对于梁峁坡和沟坡来说,4～5月份风速均是观测期内最大的,但沟坡风速要小于梁峁坡坡面;在观测期内,高湿期出现在5月,且沟坡大气相对湿度高于梁峁坡;和     

降雨条件下某堆积体饱和-非饱和渗流及稳定性分析

降雨是诱发滑坡的主要因素之一。本文以西南地区某堆积体为例,基于非饱和土力学理论,考虑降雨入渗的影响,利用有限元方法,对持续强降雨条件下该堆积体的饱和-非饱和渗流场动态变化、变形破坏机理及稳定性进行了数值模拟和计算,结果表明:降雨入渗使坡体非饱和区土体的基质吸力减小,是导致堆积体稳定性降低的主要因素;随着降雨的持续,堆积体塑性区的范围及贯通距离增加,稳定系数逐渐降低,使整体失稳滑移的危险增大。     

引子渡水电站右坝肩岩体整体稳定性地质分析与工程治理

通过对右坝肩边坡区基本地质条件、边坡结构及自然边坡变形破坏形式等勘测资料的综合分析,将右坝肩边坡进行分区稳定性分析,在此基础上根据各分区工程边坡特点,有针对性的进行工程治理设计,为引子渡水电站的顺利建成打下了坚实的基础。     

黄土高原历史时期沟谷侵蚀量计算方法探讨

历史时期沟谷侵蚀量的计算多采用传统实地测量或计算方法,而现代地理信息技术的发展为沟谷侵蚀量计算提供了更为简便、快捷、高效的方式。等高线图形概括法即为一种将传统制图学与现代地理信息技术相结合的方法。本文以神木县东山旧城冲沟为切入点,采用等高线图形概括方法,基于30 m 分辨率ASTER DEM,利用Arcgis10 平台计算历史时期沟谷侵蚀量,并将其与基于野外测量计算侵蚀量进行对比。结果对比发现,基于野外测量的沟谷侵蚀量约占基于DEM 侵蚀量的89.11%,两者之间存在一定差距,但是可被接受的。进一步分析显示,等高线简化前后,DEM 平均坡度、等高线长度和表面积均发生变化,平均坡度、等高线长度变化率分别为2.78% 和4.3%,表面积变化不是特别明显。三维分析显示,简化后等高线更加平滑,平均坡度趋于平缓,坡度的分布更为均匀。总体而言,等高线图形概括方法在沟谷侵蚀量计算方面具有较高的可靠性,对更大时空尺度内的沟谷侵蚀量计算具有借鉴意义。