渭河盆地地质灾害、地方病及其防治研究

渭河盆地是中国著名的强震带即渭河地震带,盆地内滑坡、泥石流、地裂缝也成串集中发生,主要沿渭河断陷盆地主干断裂分布,它们共同组成地质灾害状态系列.这些断裂沿线也时常是氟病、大骨节病等地方病的多发区.地质灾害和地方病都是处于中国西部的渭河盆地大开发的制约因素.对地质灾害应分别采用预测、避让、控制、设防、抢险等措施;对地方病应设法消除其致病园子和条件因子,进行有效的防治.     

渭河盆地的滑坡及其和现代构造活动的关系

本文阐述了渭河盆地滑坡的特点及其灾害现象,分析了滑坡和现代构造活动的关系。     

渭河盆地地裂缝同生机制研究

渭河盆地是我国现代构造活动十分强烈的地区之一,活断层纵横交错、相互切割,发育地裂缝近212条.为了研究渭河盆地地裂缝的同生机制,通过地面调查、测绘、探槽、钻探和物探等地质勘探手段,分析渭河盆地地裂缝发育的同生条件和同生特征,总结提出该盆地地裂缝的同生机制.主要结果有:(1)渭河盆地地裂缝具有较为明显的同生条件,它们处于同一盆地构造框架内,受同一构造应力系统驱动,从而形成了相似的地表破裂系统;(2)渭河盆地地裂缝的同生特征有平面展布的方向性、剖面结构的相似性、与断裂的普遍关联性和活动时间的同步性;(3)渭河盆地地裂缝形成的同生机制包含了四个层次的内容,分别是上地幔隆升的宆拱机制、中上地壳流展的拉伸机制、断块差异运动的牵动机制和断裂伸展蠕滑的破裂机制.渭河盆地地裂缝破裂系统受控于上述的四个构造动力机制,它们之间相互联系,相互依托,密不可分.研究渭河盆地地裂缝的同生机制,对于地裂缝生成机理的宏观认识具有着重要的价值,对于地裂缝区域性的防灾减灾具有重大的现实意义.     

渭河盆地活断层与地质灾害的分维特征

运用分形几何学的方法，分别测算了渭河盆地活断层系的分维数和地震、滑坡及地裂等地质灾害的空间分布的分维数。结果显示，渭河盆地活断层的分布分维数与地质灾害的分布分维数强弱关系相一致，定量地证明了活断层对渭河盆地地质灾害有着特殊的作用。     

川东南区深部作用与盖层构造演化及气藏分布关系

四川盆地形成和盖层构造演化主要受中生代以来深断裂压剪活动的控制。川东区宽约200—300km之间展布着7—8排高陡背斜带。它们和隐伏的深断裂有成因联系。晚中生代以来,这些深新裂从深层向浅层发展,从盆地边缘向盆地内延伸,导致盆地内断褶构造发育。川东南区气藏的形成和分布,主要受断褶构造发育程度及储层后生孔洞缝发育程度的控制。发育程度适中的低缓或隐伏构造圈闭是天然气聚集的场所。川东南区已知的气藏基本上分布在这类圈闭中。隐伏断裂及构造圈闭是目前钻探的主要目标。     

泾河下游台塬区黄土滑坡类型与时空分布规律

泾河下游台塬区黄土滑坡频繁发生,曾造成严重的人员伤亡和经济财产损失。以"泾河南岸泾阳段黄土滑坡调查评价"项目为依托,对区内滑坡的类型及分布情况进行了较为详细的野外调查。根据调查结果将黄土滑坡按诱发因素及运动特征划分为灌溉流滑型黄土滑坡、灌溉滑动型黄土滑坡、侵蚀滑动型黄土滑坡、侵蚀滑塌型黄土滑坡及开挖垮塌型黄土崩塌5个类型。在此基础上对黄土滑坡的时空分布规律进行了研究,结果表明:区内黄土滑坡的时间分布特征表现为黄土滑坡日趋频繁和春季多发,空间特征表现为黄土滑坡多塬段群发和区域破坏模式差异,这些特征系人类工程活动与其它地质环境条件耦合作用的结果。灌溉诱发型黄土滑坡具有典型的多序次破坏特征,从一定程度上体现了滑坡在时间与空间上的相互关系。     

郯庐断裂带南段及邻区中、新生代盆地的反转机制

郯庐断裂带南段及邻区中、新生代盆地的反转构造主要包括盆地边缘的逆掩断层、盆地旁侧的碎裂岩带、盆地内部的楔形冲断体以及地层褶皱和底部砾岩被掩盖。靠近郯庐断裂带西侧的反转构造 ,主要受郯庐断裂带的控制 ,多为在该断裂基础上发育的斜向逆冲断层。郯庐断裂带东侧盆地 ,以 NE向线状排列为主要特征 ,它们斜交郯庐中断裂带。这些盆地的北缘被由 N→ S逆掩的隆升地块所掩盖。研究区盆地反转构造开始于老第三纪的早期 ,中、晚期为反转构造活动的强盛时期。太平洋板块相对于欧亚大陆的俯冲 ,使得大型的晚白垩世盆地解体 ,形成线状楔形冲断块和线形盆地相间排列的构造结局。同时 ,第三系在其山前堆积而成。     

渭河断陷盆地区域应力形变场的数值模拟研究

根据渭河盆地的地应力测量资料,结合震源机制解,采用有限单元法反演了渭河盆地区域构造应力与形变场。讨论了区域内应力场和应变能密度分布的基本特征及其与历史地震活动的关系。在此基础上,采用西源流变模型对应力-形变场随时间的变化作了粘弹塑性有限元模拟。     

黄土高原降水入渗方式与引发滑坡研究——以甘肃黄土地区为例

黄土高原是中国滑坡灾害最为发育的地区,降水是引发黄土滑坡的主要因素之一。黄土包气带厚度大,降水入渗方式与引发黄土滑坡的过程和机理问题长期受到广泛关注。以甘肃黄土地区为例,通过实地调查和综合研究认为,黄土高原地区降水入渗方式多样,受地形地貌、气候和降水类型等因素影响,降水入渗方式与引发滑坡特征之间存在地域性差异。在降水量较小的黄土丘陵区,暴雨所产生的地表径流主要通过落水洞和节理裂隙等宏观优势通道点状短期快速入渗,增大黄土含水率,软化黄土体,降低斜坡稳定性,引发黄土滑坡。在降水量较大的黄土塬、黄土台塬和黄土宽梁区,大气降水、灌溉水主要经由黄土包气带中的孔隙呈面状长期缓慢入渗补给黄土潜水,在丰水年连阴雨可引发群发性黄土滑坡。研究结果对黄土高原降水引发滑坡预警阈值的科学设定具有指导意义。     

渭河盆地新生代火山活动的调查与研究

通过对渭河盆地新生代火山活动的调查与研究,初步查清盆地内不存在第四纪火山活动,但有燕山旋回晚期到喜马拉雅旋回早期的火山活动,位置在盆地西北角,沿六盘山断裂带南端分布。这是一套拉斑玄武岩-安山岩-流纹岩组合,从而证明六盘山断裂为超岩石圈断裂。这些成果对研究盆地的深部构造及强震活动的构造背景具有重要意义。     

黄土滑坡的形成机理

黄土地区滑坡规模大、密度高、类型全。采用现场调查和系统分析相结合的方法,深入探讨了陕西铜川地区黄土滑坡在特定地质环境下主要的地质因素及非地质因素、形成机理及及其发育过程,并从预防灾管理和工程措施两方面提出了具有一定可操作性的防治对策,对黄土滑坡的预报治理工作具有积极的理论和现实意义。     

黑方台黄土洞穴成因影响因素研究

黑方台自1968年以来共发生滑坡200余次,已发生的黄土滑坡中,多数滑坡后缘发育有黄土洞穴。黄土洞穴不仅使地表水快速入渗,同时也影响黄土斜坡的稳定性。通过现场调查与室内实验,并结合多期影像对比,数值模拟等方法对黄土洞穴发育特征、类型和形成机理进行研究。结果表明：黄土洞穴主要分为冲蚀型、潜蚀型和湿陷型且沿台塬边缘分布;黄土洞穴的发育主要受到灌溉水、裂缝和黄土崩解性影响。灌溉水沿裂缝等优势通道下渗可在局部形成小型洞穴,裂缝部位含水率明显较大。党川3#滑坡裂缝沿滑坡边缘分布,裂缝走向与黄土洞穴长轴方向基本一致。该研究可为黄土洞穴发育与滑坡防治提供指导建议。     

甘肃省东乡县下坪山滑坡特征及稳定性评价

黄土滑坡是西北地区人居与城镇建设安全的重大隐患,正确认识黄土滑坡的发育特征和形成机理,对于开展滑坡灾害风险评价、预测预警、工程治理及防灾减灾等方面具有重要的战略意义?为了保障黄土脆弱地区生态保护和高质量发展,解决滑坡在实现乡村振兴战略过程中对规划和建设的影响,本文在对甘肃省东乡县陈家下坪山滑坡进行地质勘察和现场调查的基础上,通过地面调查、钻探和探槽等多种手段,结合区域环境详细研究滑坡发育的特征,阐明了地形地貌、地层岩性、坡体结构、水文地质、大气降水和人类活动对滑坡的影响。运用定性分析与定量计算相结合的方法,系统分析评价了下坪山滑坡在不同工况下的稳定性。结果表明,下坪山滑坡为老滑坡整体复活,属于中型黄土—泥岩滑坡,其运动特征为间隙性下错的牵引式低速滑动,降雨和人类工程活动是该滑坡稳定性的敏感因素;滑坡目前处于基本稳定状态,受裂缝大量发育的影响,局部有发生滑动的可能性,但未来环境变化会导致滑坡整体滑移失稳的可能性大;依据滑体原始冲沟为界将下坪山滑坡分为东西两块,西侧整体稳定性好于东侧,东西两处滑坡块体在遇暴雨或地震沿现有滑面发生再次滑动的可能性较大。在西北内陆暖湿化的大背景下,该区黄土老滑坡存在复活的风险,应进一步加强相关的监测工作。     

山西省高速公路滑坡初探

山西省地质条件较差,在修建高速公路的过程中经常发生滑坡灾害,成为高速公路建设的瓶颈和关键技术问题。通过对山西省已建8条高速公路沿线75处滑坡的归纳总结,根据滑动面及滑体物质的不同将滑坡分为切层、顺层、破碎岩石滑坡及黄土、粘土、堆积土滑坡。并从地层岩性、地质构造、新构造运动、降雨及人类工程活动五个方面,对其规律性进行了研究分析,得出了山西省高速公路滑坡的突出特点,可为以后山西省高速公路的规划建设提供借鉴参考。     

永登县苦水镇大路村滑坡发育特征及稳定性评价

黄土滑坡在中国西北地区广泛发育,隐蔽性深、影响范围广、破坏性强是其典型的特点,不仅威胁着人民群众的生命财产安全,而且制约着当地经济的高质量发展。因此,正确认识黄土滑坡的发育特征与形成机理,开展滑坡稳定性评价对于黄土脆弱区地质灾害的预防预警、防灾减灾规划以及重大工程建设尤为重要。以苦水镇大路村1社滑坡为研究对象,通过地面调查、钻探、浅井勘探等多种手段,查明滑坡的形态、发育、变形等基本特征及岩土体物理力学性质,最后采用定性和定量计算相结合的方法评价稳定性状态,并圈定其危险区域。结果显示,大路村1社滑坡存在基本稳定和不稳定两种状态,其中在自重工况下处于基本稳定,但当在自重和地震叠加、自重和暴雨饱和叠加工况下均处于不稳定状态,易产生失稳下滑。滑坡一旦失稳,其覆盖范围将介于0.004～0.007 km²,这可能造成大量财产损失和人员伤亡,危害程度较大。研究结果丰富了新时期黄土滑坡灾害形成机理,为永登县在实现乡村振兴战略过程中地质灾害的治理工作提供科学依据。     

甘肃黑方台突发型黄土滑坡形成过程的物理模拟

中国黑方台地区发育了大量突发型黄土滑坡,这类滑坡变形破坏过程中伴随了显著的超孔隙水压力,通过现场调查概化这类滑坡的特征建立模型进行室内物理模拟,还原了这类滑坡的变形破坏过程,并分析了孔隙水压力与位移的响应规律,结果表明:滑坡变形前地下水产生的孔隙水压力需要达到一定程度,坡体破坏前出现了持续性的缓慢蠕动,在此期间滑坡体后方的孔隙水压力产生波动导致变形加快,进一步促使滑坡体内部产生超孔隙水压力,最终使土体产生显著的超孔隙水压力导致滑坡失稳破坏。黑方台地下水产生的静孔隙水压力是使突发型滑坡产生蠕动变形的原因,而蠕动变形导致的孔隙水压力波动是造成滑坡变形突增失稳破坏的诱因。     

吕梁地区不同地层结构黄土边坡坡脚开挖效应

黄土高原地区崩滑流地质灾害较为严重,与人类工程活动如灌溉和开挖等相关,尤其是坡脚开挖最容易导致坡体失稳形成滑坡崩塌地质灾害。在吕梁地区崩滑灾害野外调查的基础上,将该地区黄土边坡按地层结构概化为四种类型即单一黄土型(Q_3)、黄土-古土壤型(Q_2-S)、黄土-古土壤互层型(Q_3-S-Q_2)和黄土-古土壤-红黏土型(Q_3-S-Q_2-N_2),基于FLAC~(3D)有限差分软件,模拟分析了不同地层结构类型黄土边坡坡脚开挖效应。分析结果表明:四种不同地层结构类型黄土边坡在开挖进尺L≤20 m时,开挖角度对边坡稳定系数的影响不大;开挖进尺L≥30 m时,边坡稳定系数随开挖角度的增大显著降低,且在开挖进尺大、开挖角度较陡时边坡浅层产生贯通的最大剪应变增量带形成浅层滑坡,其中具有多层古土壤结构(Ⅲ型)的黄土边坡稳定性最好;开挖角度较缓时边坡位移以竖向回弹为主,开挖角度较陡时边坡水平与竖向位移均较大;坡型坡高相同的条件下,坡脚开挖导致不同地层结构类型的边坡变形破坏的破坏面形态基本一致,滑体厚度存在一定差异但区别不大。研究结果对黄土地区边坡科学合理开挖和灾害防治具有一定的指导意义。     

黄土地区地形特征参数分布特征的统计分析

黄土高原长期在风力和水力交互的外动力地质作用下,形成了以塬、梁、峁为主的特殊地理景观和地貌类型.研究不同黄土地形的特征参数的分布特征对探索黄土地震滑坡的形成机理和古地震滑坡的地形恢复具有重要的理论和实际意义.以黄土地区为背景,选取600组典型的黄土塬、梁、峁的地形数据,在ArcGIS软件平台的支持下,基于30 m精度的数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据,运用3D Analyst功能对黄土塬、梁、峁的坡度与坡向这两种地形特征参数进行提取与分析,并将其与滑坡的滑动方向、原始坡角进行对比.结果 表明:黄土塬、梁、峁的坡度分布范围分别为8.189°～48.66°、0.917° ～44.052°、2.16°～42.91°;塬的坡度最大值的坡向主要集中在北、西北、东北方向,坡度最小值坡向分布在西南、南方向;梁的坡度最大值的坡向主要分布在东、西,坡度最小值坡向分布在东北、北方向;峁的坡度最大值的坡向主要分布在南、西南方向,坡度最小值坡向分布在东北方向.统计结果表明,塬、梁、峁的坡度值分布基本符合正态分布;滑坡的滑动方向与其所在地貌单元的斜坡坡度最大值的坡向基本一致,其原始坡角与其所在黄土地貌的斜坡坡度最大值相近.研究结果对研究黄土地区滑坡的发育机理以及古滑坡原始地形恢复结果合理性的检验具有一定的参考价值.     

陕西泾阳南塬蒋刘4#滑坡运动堆积特征及流动性成因分析

自1976年引水灌溉以来,泾阳南塬黄土滑坡频发。2016年3月6日发生的蒋刘4~#滑坡呈近流体状高速远程运动,并呈长带状堆积于前缘平坦地面。其独特的运动堆积特征与该区其他类型滑坡差异显著,具有一定的特殊性。本文基于野外地质调查,通过无人机航测、现场含水率试验以及室内试验等手段,对蒋刘4~#滑坡进行分析研究。结果表明:(1)滑坡呈高速远程运动、长带状堆积,堆积体天然密度表现出从斜坡坡脚至前缘陡坎先增大,越过陡坎后明显减小的趋势;(2)滑源区黄土以粉粒为主、黏粒含量较少的粒组成分以及黄土中次生矿物含量较高是蒋刘4~#滑坡形成的物质基础;(3)大面积灌溉以及引水渠漏失严重造成大量水体下渗,该区S5古土壤层形成的相对不透水底板为上层滞水聚集创造了条件,使近底板上覆黄土处于饱水状态,导致斜坡稳定性降低;(4)地貌上剪出口位置较高,滑体潜在势能大,坡脚人工开挖的多级陡坎为滑坡高速远程运动创造了有利条件。蒋刘4~#滑坡规模较小但流动性显著,作为近年来蒋刘一带滑坡发展演化的主要类型,研究其运动堆积特征及流动性成因,为科学防治滑坡具有一定指导意义。