降雨及坡体组成对堆积型边坡稳定性的试验研究

滑坡灾害是常见地质灾害之一,人类工程数量和规模的发展,致使堆积体滑坡灾害在滑坡灾害中的比重不断增大,如何保障堆积体稳定性值得研究。本文通过试验测试的方法,从堆积体材料的组成出发,对比分析不同降雨强度、不同含土率、不同骨料比例对堆积体稳定性的综合影响。试验结果表明：（1）堆积体的含土率对滑坡规模影响较大;（2）降雨强度与堆积体破坏程度成正比关系;（3）堆积体的临界坡度越大其稳定性越好。在工程实际中,为确保人工堆积体边坡具有较好的稳定性,应合理规划堆积体的材料组成,降雨期间应着重监测含土率较大、临界坡度较小的堆积型边坡。     

争岗滑坡堆积体滑坡灾害数值模拟预测分析

基于云南省古水水电站争岗滑坡堆积体地质调查,根据现状对滑坡体稳定性进行了初步判断,同时利用颗粒离散元方法进行宏观细观参数标定,建立了滑坡细观分析模型;在此基础上预测了滑坡过程、滑坡速度、滑坡堆积、冲出距离与滑面摩擦系数的内在关系,并根据堆积体天然含水量试验进行了滑坡灾害分析,将计算结果与现场勘查的拉裂隙分布进行了对比研究。在此基础上对滑坡体的稳定性及失稳破坏机理进行了探讨,提出了滑坡堆积体治理的基本思路。     

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。     

黑方台典型黄土洞穴形成的影响因素

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试验,并结合多期影像对比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。     

非饱和黄土湿陷微结构特征的谱系聚类分析

黄土的湿陷性与其微结构之间存在必然联系,为了定量研究黄土湿陷前后的微结构特征,基于谱系聚类原理,定义了类平均距离和重心距离,给出了基于类平均距离和重心距离的微结构参数间的距离递推公式和微结构参数聚类过程,建立了非饱和黄土在湿陷前后其微结构参数评价的聚类方法。研究表明,黄土湿陷前后的微结构具有明显的聚类特征。在建立黄土湿陷变形的本构模型时,可考虑引入类平均距离或重心距离作为合成微结构参数,因其较全面地反映了黄土微结构特征对黄土湿陷性的影响。     

黄土填方边坡物理模拟过程中微结构变形破坏特征

在黑方台地区,常年发生大量的黄土滑坡,对黄土滑坡破坏特征的研究有利于黄土滑坡的预测预报。通过物理模拟实验再现了这类滑坡的破坏过程,利用电镜扫描并借助图像处理软件分析了坡体破坏过程中的土体微结构变化特征,并结合直剪试验研究了土体强度变化特征。得到了以下结论,破坏前黄土颗粒的孔隙率在20%~22%之间,破坏后的黄土颗粒孔隙率13%左右。破坏后的黄土强度低于破坏前,内聚力C、内摩擦角φ均降低。黄土破坏时,颗粒结构重新排列,颗粒间胶结物肢解分散,是孔隙率降低的主要原因。黄土破坏时颗粒结构的改变导致孔隙水压力突增,与宏观变形破坏特征具有一致性,这说明微结构变形破坏特征具有突发性。     

黄土填方边坡物理模拟过程中微结构变形破坏特征研究

在黑方台地区,常年发生大量的黄土滑坡,对黄土滑坡破坏特征的研究有利于黄土滑坡的预测预报。通过物理模拟实验再现了这类滑坡的破坏过程,利用电镜扫描并借助图像处理软件分析了坡体破坏过程中的土体微结构变化特征,并结合直剪试验研究了土体强度变化特征。得到了以下结论,破坏前黄土颗粒的孔隙率在20%-22%之间,破坏后的黄土颗粒孔隙率13%左右。破坏后的黄土强度低于破坏前,内聚力C、内摩擦角Φ均降低。黄土破坏时,颗粒结构重新排列,颗粒间胶结物肢解分散,是孔隙率降低的主要原因。黄土破坏时颗粒结构的改变导致孔隙水压力突增,与宏观变形破坏特征具有一致性,这说明微结构变形破坏特征具有突发性。     

滑坡堆积体滑带土强度参数反算研究

根据滑坡堆积体的特点,提出一种新的反算滑坡堆积体滑带土强度参数的方法—差分进化支持向量机方法.该方法在滑面位置已经查明的情况下,建立堆积体稳定性计算模型,根据堆积体变形情况确定计算剖面的稳定性评价指标.利用均匀设计方法,构造2因素25水平的计算方案,采用极限平衡分析计算出各剖面在不同c、φ值下的安全系数,将其作为学习样本.通过支持向量机学习,建立参数与安全系数之间的非线性映射关系,基于这种关系,利用差分进化算法搜索滑带土强度参数.以溪洛渡水电站左岸谷肩堆积体为例,采用基于极限平衡法的差分进化支持向量机方法反算滑带土强度参数,利用反算出的强度参数,对堆积体的稳定性进行分析.研究表明,计算出的安全系数与稳定性评价指标误差较小,说明该方法效果良好,适用于反算滑坡堆积体滑带土强度参数,对工程具有指导意义.     

甘肃黑方台黄土压缩试验研究

以黑方台地区原状黄土为对象,开展不同含水率试样的侧限压缩试验,对比分析了不同荷载下各含水率试样的e-lgp曲线,采用双对数坐标法确定了试样的结构屈服应力,对黑方台原状黄土压缩试验结果进行拟合分析。结果表明:随着试样含水率的增高,其对应的e-lgp曲线呈依次降低的趋势,但15%含水率试样与20%含水率试样对应的e-lgp曲线间具有较大空隙,说明含水率为15%20%是试样结构发生较大变形的临界值;各含水率试样在试验过程中都存在结构屈服应力,天然状态下黑方台原状黄土的结构屈服应力为99 k Pa,但随着含水率增高,其结构屈服应力值持续降低;基于岩土破损力学理论基础建立的数学表达式确定出了黑方台原状黄土材料参数B值为0.011 3,并将模拟结果与试验数据进行对比,得到了较好的拟合结果。     

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。     

强震触发石碑塬滑坡黄土动力特性

1920年海原地震触发了宁夏固原石碑塬大型黄土滑坡,黄土液化是滑坡产生的主要原因之一。通过对石碑源滑坡黄土动三轴试验研究,探讨了强震作用下石碑塬滑坡黄土的动力特性,并依据试验成果,从液化的地震强度条件、地层特性、水文地质条件等方面论述了石碑塬滑坡的形成机制。结果表明:相同围压下滑移区外饱和黄土的初始动弹性模量和达到相同动应变所需的动应力远远大于滑坡后壁和滑移区饱和带黄土,说明在同一地震动作用下滑移区外黄土较不易发生破坏。同时,对黄土的液化判定也表明滑移区外黄土不液化,滑坡后壁和滑移区饱和带黄土可能液化,并且液化的同时抗剪强度衰弱。石碑塬滑坡处于饱和状态的砂质黄土层在强烈的地震荷载作用下,孔隙水压力累积增长并伴随着残余变形的不断增大,最终饱和砂质黄土发生液化流滑;液化的同时,抗剪强度降低,结构遭到破坏。     

地震作用下黑方台黄土滑坡稳定性分析及治理措施

以甘肃省永靖县黑方台黄土滑坡为依托,对黄土滑坡的分布特征和形成因素进行了分析,得出降雨入渗和灌溉是滑坡最主要的滑动原因.对地震作用下滑坡的稳定性采用了强度折减法和简化毕肖普法进行了分析计算.计算结果表明:该滑坡在采取工程加固措施整治前,在地震作用下处于不稳定状态,需进行整治,结合工程地质条件,提出采用排水和抗滑桩的整治方案,并计算得出在地震作用下整治后的滑坡安全稳定系数大于设计值.研究结论可为地震作用下黄土滑坡的稳定性分析提供参考和理论依据.     

铜川烈-柴公路收费站滑坡机理研究

目的以铜川烈-柴公路收费站滑坡为例，研究黄土滑坡机理，为黄土滑坡预报和工程治理奠定基础。方法通过现场勘察及室内试验，对黄土滑坡的形成机理及运动学机理进行了深入地研究，分析了地下水对黄土滑坡形成的影响。结果在考虑孔隙水压力情况下，分别统计出了孔压系数与饱和度及孔隙比之间的关系，并对滑坡的滑距、滑速进行了计算分析。结论本滑坡符合黄土蠕滑动液化机理模型及滑坡运动学机理模型，提出的滑坡运动轨迹方程、滑体质心速度曲线方程、滑距公式在实际工程中具有应用价值。     

灌溉条件下黑方台黄土湿陷特征及其内在机理

基于室内试验,系统分析了不同初始含水量、增湿-减湿循环交替、渗透溶滤等多个条件下黑方台黄土的湿陷特性.基于微观结构定性和定量分析,探讨了黑方台黄土湿陷的内在机理.研究发现,黑方台黄土湿陷终止于饱和度52%~65%的非饱和状态;增湿-减湿循环交替4次后,黄土湿陷变形微弱;易溶盐淋滤时黄土湿陷变形持续.湿陷变形后的微观结构变化揭示出黑方台黄土湿陷的本质是黄土内架空大孔隙和支架小孔隙塌落.毛细管作用、孔隙压密作用、盐分溶解作用均对黑方台黄土湿陷有所贡献.但是盐分溶解作用的贡献远小于前二者,并且盐分溶解作用以易溶盐溶解为主.毛细管作用和孔隙压密作用的贡献大小取决于黄土中孔隙的分布和湿陷变形的发展阶段.     

天水盆地黄土滑坡特征与分布规律分析

利用3S技术,针对黄土滑坡最主要的致灾因子进行了地学空间分析、统计。结果表明：天水盆地的黄土滑坡分布与致灾因子之间呈现出较为明显的分布规律,主要体现在与地层岩性的变化处发生滑坡灾害的频率较高;地形坡度的变化对滑坡灾害的发生有较为明显的影响;天水盆地黄土容易出现滑坡灾害的土地覆盖类型是耕地。通过对天水盆地黄土滑坡灾害发生现象的提取,分析黄土滑坡的特征与分布规律,对于研究黄土滑坡的发生机理具有重要意义。     

水动力型滑坡堆积体渗流稳定性数值分析

汛期强降雨对水动力型滑坡堆积体渗流稳定性有着重要影响.本文结合三板溪水电站库区东岭信滑坡堆积体工程,揭示了正常蓄水位条件下降雨入渗对深厚滑坡堆积体孔隙水压力变化的影响机理,开展了不同工况下滑坡堆积体渗流稳定性数值分析.数值计算结果表明,滑坡堆积体前缘局部稳定性主要受库水位和降雨入渗联合作用;滑坡堆积体中后部稳定性主要受降雨入渗影响,受库水位影响不明显,因此,汛期强降雨是影响深厚滑坡堆积体整体稳定性的关键因素,设置排水洞可有效提高东岭信滑坡堆积体整体稳定性.研究结果可为类似水动力型堆积体滑坡灾害治理与防范提供参考.     

天花板水电站田坝村堆积体地质-力学机理-形变耦合分析预警

为有效开展水库滑坡监测预警工作,以牛栏江近坝库段田坝村堆积体为例,通过全球定位系统(global positioning sys-tem,GPS)位移监测数据分析和数值模拟的方法研究了堆积体的变形模式并建立了地质-力学机理-形变(geology-mechanism-deformation,GMD)预警模型.结果 表明:田坝村堆积体为受库水位骤降因素控制的渐进后退式滑坡;使用改进收敛标准的自编命令强度折减法和动态流-固-时间耦合的模拟方法建立的田坝村堆积变形量预警阈值和库水位下降速率预警判据,可为堆积体的监测预警工作及水库水位的安全调动提供参考依据.     

基于动态数据驱动的地质灾害监测预警系统设计与实现

基于地质灾害诱发因素与形成机理,针对地质灾害传统数据管理、实时监测数据处理与分析、预警模型库建设等问题,结合动态数据驱动、多源数据可视化及监测数据实时传输等技术,建立基于动态数据驱动技术的地质灾害监测自动预警方法体系,并采用阈值判别预警、过程跟踪预警以及时空信息的综合分析预警方法,充分采用服务流引擎技术与数据库技术,研制基于网络环境的新型地质灾害动态监测系统,以实现灾害信息实时查询、处理与分析、动态监测曲线的绘制及灾害自动预警等功能。以甘肃省黑方台黄土滑坡监测示范区为例,验证构建的地质灾害实时监测数据与预警模型服务流,系统能够实时反映灾害体的变形情况,并成功预警了黑方台陈家6#滑坡。     

一种典型黄土滑坡的滑距预测方法

针对“典型黄土滑坡”的特征，如分布于黄土台塬(高阶地)边；具有“上部黄土，下部基岩”的坡体结构；台塬面相对平整，且长期进行农业灌溉(大于15年)；滑动体沿黄土下部隔水层，基岩顶部或基岩内部软弱层面滑动；台塬边无阻碍滑动体滑出的障碍物，即具有良好的临空条件；滑坡发生在无地震活动期，或说滑坡由自身重力、降雨、地下水及冻融作用而产生等状况收集了20组与滑坡滑动距离有关的资料，以多元回归分析理论为基础，建立了滑距预测模型。该模型图具有较强的针对性和较小的适用范围，并考虑了多种影种因素，故具有较高的准确性和广泛的实用性。