基于一维黏塑性运动模型的大型慢速滑坡变形预测研究

慢速滑坡变形缓慢,持续时间长,在世界范围内分布广泛,具有隐蔽性强和突发性高等特点,给人类的生存与发展带来了巨大的威胁与危害,并且有数量众多的大型慢速滑坡经过长期缓慢变形后演化成高速滑坡,造成了不可估量的损失。依托金龙山大型慢速滑坡丰富的监测资料,考虑黏性力对于慢速滑坡变形的作用,基于无限边坡模型和宾汉姆模型建立一维黏塑性运动模型,从雨季和旱季2个典型研究时段对滑坡的变形进行了定量预测。研究结果表明：(1)模型计算得到的变形模拟数据与其监测数据一致性均较好,其中雨季和旱季累计位移的相关性系数高达0.994 1和0.997 9,变化趋势高度一致;(2)预测时段金龙山滑坡雨季和旱季累计位移的相对误差均在1%左右,其中雨季累计位移最终预测值相对误差为1.48%,旱季累计位移最终预测值相对误差为0.86%,模型预测精度较高;(3)模型的模拟结果较好地反映了慢速滑坡变形的季节波动性,其中旱季的模拟结果要优于雨季。一维黏塑性运动模型强调慢速滑坡变形过程中的力学作用过程,实现了大型慢速滑坡变形的定量预测,相关研究成果可以为大型慢速滑坡变形的预测及评价和工程防灾减灾提供科学参考和依据。     

季节冻土区冻融期黄土滑坡基本特征与机理

在我国北方大部分地区滑坡灾害的发生有两个高峰期,即雨季和冻融期,而目前对冻融期滑坡的研究尚处在起步阶段,导致对冻融期滑坡的防治效果远不及雨季滑坡。本文以甘肃黄土滑坡为研究对象,探索季节冻土区冻融期黄土滑坡的基本特征和形成机制。结果表明,季节性冻融作用是季节冻融期黄土滑坡滑坡发生的主要因素,其不但在斜坡表层产生强烈作用,而且可引起斜坡深处地下水富集、土体软化范围扩大和静、动水压力增大等冻结滞水效应,促使斜坡整体性大规模变形破坏,导致滑坡发生。     

金沙江白格滑坡及堰塞湖洪水灾害分析∗

2018年10月10日和11月3日,西藏自治区江达县波罗乡白格村金沙江右岸同一位置先后两次发生滑坡堵江灾害,滑坡体方量分别约为1 000×10⁴ m³和283×10⁴ m³,其中第一次滑坡为高位、高剪出口、高速滑坡,第二次滑坡则为第一次滑坡牵引区进一步发展的结果。在堵塞金沙江近2 d及9 d后,滑坡堰塞湖蓄水量达到峰值分别为2.9×10⁸ m³和5.24×10⁸ m³,并分别在自然泄流和人工开挖泄流槽两种方式下开始从堰塞体右岸垭口处过流,其中第二次滑坡堰塞湖溃决洪水造成西藏、四川和云南3省（自治区）多处房屋、道路、桥梁和耕地受损,无人员伤亡。基于两次滑坡及溃决洪水受灾区现场勘测调查,并结合相关资料,对比分析了两次滑坡堰塞湖的处置及溃决洪水灾害情况,启示如下：越早进行人工干预,灾害越轻;为更好地应对今后可能出现的滑坡堰塞湖溃决洪水,水电站应提高设计标准并充分发挥其收蓄洪水的能力。     

西南深切河谷区滑坡早期识别及斜坡微地貌动态演化特征研究——以北川县白什乡老街后山滑坡为例

我国西南深切河谷区,新构造运动活跃,地质环境条件复杂,滑坡灾害易发、频发,并具有较强的隐蔽性与突发性,该文以白什乡老街后山滑坡为例,利用七期遥感卫星数据对滑坡的早期变形特征、成因机制、运动模式以及后期演化特征进行分析研究。分析认为该地区斜坡早期变形特征表现为:①斜坡表部早期发育多条有序分布的形变裂缝;②斜坡相似部位发育并行排列且运动方向一致的早期小规模崩塌、滑坡等异常变形;③斜坡局部变形范围与斜坡早期裂缝,共同呈现出"近似圈闭"的边界形态特征;④构造方面,滑坡周边出露的较大规模断层,是该滑坡边界范围的控制条件之一,滑坡后缘与断层位置具有一定的吻合度;⑤微地貌特征方面,滑坡多发育于斜坡坡度突变的转折部位,临空条件好。上述特征可以作为该区域滑坡早期识别解译标志,其中①、②、③可以作为早期识别的直接解译标志,④和⑤作为间接解译标志或综合解译标志。在斜坡微地貌演化方面,该区域斜坡呈现出"斜坡后部早期裂缝形变"-"斜坡中部中期失稳,形成滑坡"-"坡脚堆积体,后期表部流水侵蚀形成冲沟"-"冲沟下切拉槽-泥石流二次堆积形成扇状堆积"的微地貌演化过程。     

秦巴山区浅表层滑坡成灾规律研究

以陕南秦巴山区的紫阳县域为例,通过对全县地质环境与地质灾害的详细调查,总结了浅表层滑坡的时空分布规律,分析了滑坡的各种致滑因素,在此基础上,将滑坡整个发展演化划分为四个阶段,并从破坏形式上将其归纳为两类力学模式和6种表现形式。结果表明,秦巴山区内浅表层滑坡受地形地貌、地层岩性、地质构造、气象水文、人类活动等因素影响非常敏感,尤其表现为滑坡灾害与暴雨同期,但受物源条件限制大规模灾害之间存在9~10年的平静期。浅表层滑坡特有的发展演化可划分为表层卸荷阶段、加速风化阶段、风化堆积阶段、浅表层滑坡发生阶段等四个阶段,根据其变形破坏特征归纳为剧滑—平推和蠕滑—拉裂两种力学模式以及6种表现形式。     

王家坡滑坡形变变化的模糊分析

本文对陕西省蓝田县王家坡滑坡近三年来的形变资料经过预处理后,进行了模糊分析,指出了王家坡坡体各部位蠕动变形水平及特征,并对整个坡体的蠕动变形趋势和降水量进行了比较分析,初步得出了坡体变形与降雨量的关系。     

Stacking InSAR和IPTA技术应用于探测宁夏隆德县滑坡隐患

宁夏回族自治区隆德县是典型的黄土丘陵区,古滑坡分布广泛,坡体受河流切割作用强,属于地质灾害中易发区。本研究采用时间跨度17个月共43景Sentinel-1卫星影像,利用干涉叠加(Stacking)和相干点目标分析技术(Interferometry Point Target Analysis,IPTA)对隆德县全境滑坡隐患进行了探测,根据已有滑坡隐患记录,Stacking技术有效探测44处,有效探测率93.6%,IPTA技术有效探测37处,有效探测率78.7%。两种InSAR测量结果的最大形变速率线性相关性强(R²=0.56),测量结果相互吻合。所识别滑坡隐患主要集中在缓坡和斜坡,形变速率和坡向对2种InSAR技术的有效探测率影响较小。同时IPTA时序测量结果反映出隆德县滑坡隐患区存在4种典型形变特征。该研究结果表明联合2种InSAR方法能够更好的对隆德县滑坡隐患进行全面探测。后续将开展InSAR技术滑坡隐患测量精度验证和IPTA测量方法的改进工作。     

降雨主导型库岸滑坡变形时空分布特征

根据某大型水库近坝库岸滑坡8年的监测资料,对该滑坡变形的时空分布特征进行了分析。该滑坡变形的空间分布特征主要表现为3个方面的差异,即区域差异、高程差异和深度差异。而滑坡变形的时间分布特征主要体现在库水作用和降雨两个方面:在重点监测的Ⅱ区,库水作用只影响到其前端部分,对中、后部影响很小;该区的整体变形与降雨关系密切,响应明显。这些特征表明该滑坡为降雨主导型库岸滑坡,并有向稳定方向发展的趋势;但Ⅱ区特有的"后坐式"变形特征又存在一定的安全隐患,因此,该滑坡的监测还应长期进行。     

基于TRIGRS与Scoops3D耦合模型的潜在滑坡稳定性时空动态预测

中巴公路是全球气候变化最为敏感和复杂的地区之一,沿线滑坡灾害十分发育,快速准确地预测公路沿线滑坡时空分布情况对中巴经济走廊建设具有重大意义。本研究选取中巴公路沿线加格洛特-哈维连段作为研究区段,将TRIGRS模型中的降雨入渗模型与考虑斜坡体三维几何特征的Scoops3D斜坡稳定性分析模型进行耦合,动态识别研究区潜在滑坡分布,分析了潜在滑坡的时空分布及动态变化,并对比分析了一维TRIGRS模型与三维耦合模型的预测结果。结果表明：研究区潜在滑坡对降雨条件响应明显,降雨1 h潜在滑坡面积占比(18.44%)约为天然状态下(4.13%)的4.5倍;随时间延续潜在滑坡分布范围逐渐增大,主要分布在加格洛特-吉拉斯段与瑟津-达比尔段;一维TRIGRS模型存在过度预测问题,三维耦合模型显示了更符合实际的滑坡预测结果。相关研究成果可为中巴经济走廊防灾减灾提供理论支撑。     

舟曲江顶崖大型滑坡成因及破坏机制分析∗

受连续强降雨及江水冲刷坡脚的影响,2018 年 7 月 12 日舟曲县江顶崖发生大型滑坡。为研究该滑坡的成因及其破坏机制,首先采用现场踏勘、遥感解译和无人机航拍等方法初步确定滑坡范围及岩土体分布特征等因素,其次结合钻探、物探、室内试验等研究手段查明滑体土和滑带土的物理力学性质,对该滑坡的失稳特征及其复活机制进行探讨,在此基础上对该滑坡进行稳定性评价。结果表明：(1)江顶崖大型滑坡为南峪滑坡群中江顶崖老滑坡的复活体,总体积近 400 万方,属大型滑坡灾害,该滑坡分为主滑坡堆积区、滑坡侧壁区和滑坡后壁区;(2)不利的地形地貌条件、软弱岩土体组合、强烈的构造运动、降雨的入渗和江水冲刷是滑坡形成的主要因素,其中连续强降雨是决定性因素;(3)江顶崖大型滑坡同时具有推移式和牵引式滑坡的特点,滑坡中后部以推移式变形为主,坡体临江前缘以牵引式滑塌为主;(4)稳定性计算结果表明该滑坡仍有失稳风险,需要进行加固治理。本文研究成果可为青藏高原东北缘类似大型滑坡的成因机制研究及其预警防治等提供参考。     

长江三峡库区滑坡变形统计特征研究

三峡库区受到蓄水影响的滑坡众多,其对库区人民生命财产构成严重威胁。该文通过统计得出,从2003年6月10日蓄水以来,2 619个涉水滑坡中有674个出现变形或失稳。经过分析得出:(1)三峡库区滑坡75.5%的变形发生在分阶段蓄水周期内,54.3%的变形发生在三个初次升降周期内;在分阶段蓄水期内64.1%滑坡变形发生在库水上升及稳定阶段;在正常运营周期内,75.7%滑坡变形发生在库水下降及稳定阶段。(2)滑坡变形与库水位变动过程具有明显的相关性,但在库水循环变动作用下滑坡变形数量及变形程度呈现逐年减少变缓的趋势。(3)滑坡变形动态因素为库水位升降与降雨,内在因素主要受斜坡结构、滑面形态、涉水程度、渗透特性的影响。     

基于面向对象的云南永胜县金官盆地东缘古滑坡群识别

古滑坡在一定内外力作用下可能复活,对区域人民群众生命财产安全存在威胁,因此,古滑坡群的准确识别对其细节特征剖析、稳定性评价和隐患早期判别等工作具有重要的理论及现实意义。文中以云南永胜县金官盆地东缘山地地区为研究区,利用GF-2遥感影像数据和DEM数据,采用面向对象的分类方法,提出一种基于植被覆盖度与目视解译区分植被后,结合光谱、地形和纹理等特征识别古滑坡滑源区的方法,进而建立古滑坡滑源区识别特征规则集,最后结合野外实地调查和目视解译对识别结果进行精度分析。结果表明：（1）在程海-宾川断裂带北端的金官盆地东缘地区共计识别出古滑坡群13处,分布受程海-宾川断裂带控制明显,具有明显的下盘效应,在龙潭滑坡西北方向约4 km范围内沿断裂带连续分布。（2）正确识别的古滑坡滑源区总面积为3.09 km2,其中以龙潭滑坡最为典型,滑坡特征清晰,圈椅状地形明显,滑源区后缘高程为2 360 m,滑坡后壁崩塌堆积体坡度达30°以上。（3）结合识别结果、目视解译和野外实地调研,采用文中的方法识别古滑坡滑源区的正确识别精度高达91.54%,识别质量百分比为86.26%。本研究提出的方法可为类似古滑坡识别与古滑坡...     

地面三维激光扫描点云应用于滑坡监测中基准统一研究

每一期滑坡变形体获取的点云数据分别基于独立坐标系,造成多期数据形变分析时基准不统一,该文提出了基于永久三棱锥标靶和基于全站仪站点坐标后视定向两种数据采集与基准统一理论与方法,实现多期点云基准统一。以甘肃省癿藏镇3号滑坡为研究对象,采集2021年2月、2021年5月两期点云数据,基于永久三棱锥标靶配准精度为0.003 m,基于全站仪站点坐标后视定向配准精度为0.005 m。结果表明方法理论严密、外业操作简单实用,可高精度实现多期点云基准统一。该理论方法的成功应用对三维激光扫描技术在滑坡等灾害变形监测的深度应用和有效推广有重要借鉴意义。     

桂林“5.9”山体滑坡的暴雨成因分析

对造成2011年5月9日广西桂林咸水乡山体滑坡的暴雨成因进行了分析,结果表明,滑坡是由于暴雨因素诱发的地质灾害,短时强暴雨是造成山体滑坡的直接原因.大量的水汽传送到滑坡点,同时低层辐合抬升,因而滑坡点是大暴雨的发生地.滑坡发生滞后强降雨结束2.5h.滑坡点位于暴雨中心带,暴雨区位于高空急流的右侧,200h Pa为强烈辐散区,高空辐散带的走向与山脉走向一致.西南低空急流与地形的相互作用是暴雨形成的直接原因,雷达回波显示在“湘桂走廊”存在强风速的出流与横向风速梯度,对应反射率有弓状回波,同时具有前侧V形人流缺口和后侧V形下沉缺口等对流单体特征.     

藏东南地区降雨型滑坡致灾阈值及滑坡危险性量化分析

基于中国地面降水日值格点数据和藏东南滑坡事件目录,构建累积降雨量—历时关系阈值（E-D）模型,量化藏东南地区降雨型滑坡事件降雨阈值,分级预测1990-2019年319个降雨型滑坡,并分析909个滑坡点对居民地、道路、河流的危险性。研究结果表明:①昌都市降雨阈值略高于林芝市,藏东南地区阈值在0≤D≤100区间内介于世界范围滑坡降雨阈值的上限和下限。②“极易发生”的降雨型滑坡30年内可能发生次数高达104次和101次,分别位于昌都市丁青县的中部地区和林芝市墨脱县境内的雅鲁藏布江中北部;“易发生”降雨型滑坡主要集中分布于工布江达县中部、墨脱县北部、左贡县境内沿江河地带;“较易发生”降雨型滑坡集中分布于丁青县东南部、八宿县和左贡县西部的江河地区。③藏东南地区受滑坡影响的居民地主要分布于边坝县中北部、丁青县南部、察雅县中西部和贡觉县的东南部地区;受滑坡影响的中、高危险性道路段主要集中在边坝县中北部、丁青县南部河流附近、洛隆县中部、察雅县西北部、江达县东南和贡觉县境内的沿金沙江附近地区;受影响的水系主要为边坝县中北部河段、丁青县南部河段、洛隆县中部河段、察雅县西北部的澜沧江河段、江达县东南和贡觉县境内的金沙江河段。本文研究为藏东南地区滑坡灾害的防灾减灾提供重要依据。     

川西高山峡谷地区震后滑坡演化趋势研究

汶川地震引发的同震滑坡给川西高山峡谷地区人民带来了巨大威胁。震后在强降雨的影响下,新生滑坡及古滑坡活动加剧,分析震后滑坡的演化趋势,对重点地区及时开展监测预警显得尤为重要。以汶川县东北部为研究区,基于GIS平台选取岩性、距断层距离、PGA、高程、坡度、坡向、剖面曲率、地形起伏度、年最大24 h降雨等9个影响因子,利用滑坡频率密度、面积密度和数量密度,统计分析2009年、2011年、2015年、2021年4期滑坡时空演化特征;同时结合证据权重(WOE)、随机森林(RF)、证据权重-随机森林(WOE-RF)模型,开展研究区滑坡易发性演化趋势分析。结果表明：随时间推移,滑坡数量、面积和规模均大幅减小,已处于较低水平;滑坡时空演化以2015年为转折由南向北发展;经ROC验证,WOE-RF得到的滑坡易发性精度最高,且三种模型均显示滑坡极高易发区演化也呈远离震中的由南向北之势。研究结果为川西高山峡谷地区滑坡灾害早期识别与监测预警提供理论依据。     

三峡水库水位上升对香溪河流域典型滑坡的影响分析

在三峡水库蓄水后,香溪河流域众多滑坡出现变形失稳现象。白家堡滑坡、耿家坪滑坡、白马滩滑坡在蓄水后的变形特征各不相同。对库水位上升后3个滑坡的变形特征及其渗透性进行了比较研究,表明影响滑坡响应时间的主要因素是滑体的渗透性。以白家堡滑坡为例,利用摩根斯坦-普赖斯法,对不同c、值,进行75~175 m水位线的稳定性系数演算,发现各c、值不同水位线下稳定性系数曲线的变化规律有2种类型,即下降—平直型和下降—上升型,这种变化规律与浸水部位密切相关。     

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。     

白龙江流域大型高位滑坡成灾动力过程模拟研究

白龙江流域山高坡陡,分布大量高位滑坡,是我国高位地质灾害风险极高的地区。舟曲县立节镇北山古滑坡位于白龙江左岸,滑坡剪出口与江面高差约700 m,历史上曾发生过多次变形破坏。通过资料搜集、遥感调查与解译、现场调查等手段,查明了立节北山滑坡的地质环境与变形破坏特征,基于光滑质点流体动力学与等效流体模型,开展滑坡后破坏运动过程模拟,对远程致灾危险进行预测分析。模拟分析表明,立节北山滑坡若发生失稳剧滑,将形成高位高速远程滑坡-碎屑流灾害,滑动距离达1 600 m,最大运动速度45.7 m/s,沿途铲刮方量77.7万m³,滑体扩容系数1.32。滑体约200 s后完全停止运动并堆积,堆积区面积2.2×10⁵ m²,覆盖坡脚立节镇一半的范围,最大堆积厚度17.8 m,最大冲击速度30 m/s。研究结果为立节北山滑坡开展风险评价与分区提供定量化数据,为白龙江流域大型高位滑坡精细调查与风险评估提供参考依据。     

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。