滑坡地质灾害远程实时监测预报技术与工程应用

针对传统滑坡地质灾害监测预报技术存在的问题,提出"滑坡发生的充分必要条件是滑动力大于滑动面抗滑力,并将滑动力的变化作为滑坡监测预报主要参数"的学术思想。以工程边坡为研究背景,开发滑坡超前滑动力物理模拟实验、工程灾害物理模型实验等系统。采用室内和现场测试、物理和数值模拟等综合研究方法,建立力学模型,推导了相关公式,研发恒阻大变形缆索及其滑坡地质灾害防治—加固—监测—预报一体化控制技术。研发基于滑动力变化的滑坡地质灾害远程监测预报新技术及装备系统,通过大量实测曲线分析,总结四种相应的滑坡预警模式。结果表明,自2006年以来,该项技术已在露天煤矿和金属矿开采、西气东输、高速公路等工程边坡及其他自然边坡中成功推广应用,取得显著的经济和社会效益。     

兰州文昌阁黄土——基岩滑坡临滑预报

文昌阁巨型黄土一基岩滑坡位于兰州市西固区达家台台缘,自1995年1月滑坡后缘出现拉张变形裂缝后,滑坡体的运移速度不断加大,滑坡险情严峻.根据滑坡变形特征和长期的滑坡动态监测结果,应用变形控制方法,于滑坡发生前10天进行了临滑预报,划定了滑坡压埋范围,及时疏散了人员财产.1999年7月23日上午8时,体积达110×104 m3的文昌阁巨型黄土一基岩滑坡发生大规模滑动.由于进行了准确的临滑预报,实施了科学的防灾对策,避免了重大灾害损失.     

楚雄州地质灾害降水特征及气象预警指标研究

利用2004～2010年逐日降雨量、滑坡泥石流历史地质灾害记录,分析研究了楚雄州滑坡泥石流地质灾害的时空分布状况及滑坡泥石流发生与降雨的关系.结果表明:滑坡泥石流的发生与当日及前期累积降雨量关系密切,其中,1～3 d累积降雨量20～30 mm、5 d累积降雨量30～40 mm、10 d累积降雨量50～60 mm、15 d累积降雨量80～90 mm等降雨条件下易发生滑坡泥石流灾害,相应的预警等级较高,进而根据本结论采用短期天气预报加前期实时降雨资料进行推理,得出了楚雄州地质灾害气象预警指标,为楚雄州进一步深入开展地质灾害气象预警以及预警模式的优化完善提供重要的预报依据.     

湘西某红砂岩顺层滑坡风险评估

根据边坡风险识别的内容和常用的识别方法,建立红砂岩顺层边坡危险性评价的指标体系和量化标准,提出边坡失稳概率的确定方法,对边坡失稳易损性的构成和评价方法及边坡可接受的风险水平进行研究;结合工程实例,评估湘西某红砂岩边坡1号蠕滑变形体的滑坡风险,并采取移民拆迁、边坡整治、监测预报等风险管理措施.监测结果表明:所采取风险管理措施是可靠的.     

头寨滑坡的形成与演化研究

头寨滑坡是20世纪90年代以来比较严重的大型滑坡,其形成演化研究对于同类滑坡发展趋势预测和防治有重要意义。首先论述头寨滑坡的研究现状,根据峨眉山玄武岩发育演化的地质历史和根据X射线衍射分析等手段,进一步验证得出的结论,研究头寨滑坡发生的原因。并从堆积物组成分析结合对当地降雨量统计研究,得出头寨滑坡既非土滑也非石滑,而是介于两者之间的一类特殊滑坡。     

公路高边坡灾变机理及滑动力响应规律分析

降雨是导致和诱发滑坡的主要因素,据调查中国大约68%的滑坡灾害是由于降雨作用所致。为揭示降雨诱因与边坡岩土体劣化变形之间的关联性,以大广高速新丰段边坡为例,对降雨诱发边坡失稳破坏模式展开研究。通过建立降雨与开挖条件下的大广高速新丰段边坡的三维数值计算模型,分析滑坡应力场和位移云场演变规律,确定了滑动面埋深(H=14 m)和滑动面地表出露位置,并发现滑动面出露处呈“后缘张拉V形裂缝、舌部挤压隆起变形”为主的破坏模式,坡面以蠕滑变形为主的破坏模式;开展新丰段边坡“耦合锚索框架梁+抗滑桩”加固设计及可行性数值模拟分析;最后,在新丰段边坡上建立了公路边坡滑动力综合在线安全监测预警系统,揭示了滑动力随降雨量的动态响应规律。结果表明：在抗滑桩加固位置,坡体Z方向变形量减小,最大变形量仅为9 mm,满足边坡控制要求。可见,为类似公路高边坡的安全监测和变形机理研究奠定了理论和实践基础。     

基于GIS的公路边坡危险性分析与预警系统研究

从宏观方面,针对滑坡易发性区划,选择高程、坡度、岩性、地质构造、铁路建设和年均降雨量6个致灾因子及其二级指标建立滑坡敏感性区划研究体系,以主客观综合权重方法为原型构建滑坡敏感性区划GP模型,并发布为网络服务,在WebGIS系统中调用该服务自动编制滑坡敏感性区划图.从微观方面,针对单体边坡,使用地理力学方法对边坡的稳定性进行计算与分析.然后根据已有监测数据,运用预测模型,判断滑坡所处阶段,确定滑坡预警级别.该文将地质灾害宏观区划与单体边坡稳定性分析以及监测预警相结合,运用到公路边坡信息管理系统中,从而实现对公路边坡的危险性分析和灾害预警.     

公路边坡开挖稳定性分析及其远程实时监测

随着我国交通基础设施建设的快速发展,公路边坡稳定性分析与滑坡整治设计等工程问题越来越多。以某高速公路边坡工程为例,在分析工程地质条件和开挖扰动的情况下,利用FLAC3D数值模拟软件,模拟边坡整个开挖过程及开挖后边坡在未支护与不同加固方案下的变形情况与稳定性特征;并计算安全系数。依据工程地质条件分析与数值模拟结果,在边坡关键部位安装5套滑动力远程实时监控系统。数值模拟分析表明随着逐步开挖的进行,边坡稳定性明显下降;开挖完成后,在未加固状态下会发生沿坡面的滑移破坏;采用抗滑桩与预应力锚索加固措施后边坡的变形得到了很好地控制;通过对滑动力远程实时监测结果分析得出边坡目前处于稳定性状态的结论。     

长江三峡大石板滑坡计算参数反分析

在研究长江三峡库区大石板滑坡约束条件和某一确定计算状态的基础上,利用极限平衡理论方法对滑坡的滑带土进行了计算参数反分析,并通过敏感性分析确定了计算参数的取值.结果表明:计算参数c(黏聚力),φ(摩擦角)值的反分析存在解的非唯一性,只有确定了边坡的临界状态并选定相应的评估指标后,才有可能获得准确结果;反分析得到的滑带土c,φ值与临界状态的滑带赋存条件相对应,当进行其他工况的稳定分析及工程设计时,应根据经验及工程类比结果进行折减.     

雾雨作用下的非饱和边坡稳定性研究

提出了一种雾雨作用下非饱和边坡的稳定性分析方法，采用模糊综合评判理论预测挑流泄洪雾化降雨量，将有限元法应用于模拟降雨入渗引起的边坡饱和非饱和暂态渗流场；采用有限差分法分析滑坡在渗流荷载作用下的稳定性，研究中综合运用了泄洪雾化降雨量的预测结果及渗流场的模拟结果，并在力学分析中直接使用了渗流分析的有限元网格，使得渗流力学的考虑更加精确，以水布垭水电站坝区台子上滑坡为工程实例，分析了台子上滑坡在雾雨征的非饱和边坡稳定性问题，所得结论符合实际。     

层状岩质边坡失稳的尖点突变模型

根据含软弱夹层层状岩质边坡失稳的特点,建立了边坡地质力学模型,考虑内外环境因素对边坡稳定性的影响,建立了完善的边坡失稳尖点突变模型,分析得到了边坡系统发生突变的必要条件。边坡在与外界进行物质和能量的交换过程中,其内外环境的变化导致突变模型中控制变量改变,边坡可能不会滑坡,也可能发生快速和慢速蠕滑,从而形成复杂的演化特征。研究结果加深了对滑坡成因的认识,揭示了应用突变理论研究边坡失稳现象是可行性。     

福建省台风降雨的小时尺度响应特征

基于近5 a登陆福建沿海地区的台风最佳路径,采集台风登陆地区在台风登陆前后3 d(总计7 d)1 747个气象监测站的降雨时程数据.通过识别提取台风登陆区域的降雨特征,在小时时间尺度上,比较研究各登陆区域台风降雨雨型、累积降雨量时程响应特征、峰值降雨强度以及降雨的时间尺度特征.研究结论可为台风暴雨型滑坡灾变机理的数值模拟及模型实验提供重要借鉴,为东南沿海台风暴雨型滑坡的防灾减灾工作以及在更小时间尺度上进行滑坡灾害临滑预警提供理论基础.     

陕西省岚皋县滑坡的成因机理分析及稳定性计算

目的研究S207省道岚皋至镇坪公路溢河段高陡基岩边坡上某滑坡,得出其成因机理以及安全系数,以便制定合理的治理方案对其进行治理。方法以地形图测量、工程地质调绘、井探、钻探等多种现场勘测手段进行滑坡勘查,并取得数据。结果据调查和勘查资料,滑坡前缘临空面为修路时形成,滑坡频繁发生与地处F1断裂带有很大关系。较大的降雨量,也是滑坡发生的诱发重要因素。滑坡处于蠕动状态,可能有较大的变形和移动,甚至滑塌。结论该滑坡滑动的可能性较大,所以需采取合理的方案进行治理。     

尖点突变理论模型在岩质边坡的应用研究

建立尖点突变理论模型,对岩质边坡进行研究,考察地下水对边坡软弱介质的影响,并分析滑坡的形成机制以及边坡系统发生突变失稳的必要条件,即介质岩体的刚度比下降是边坡快速失稳的重要因素.结果表明,临界滑动稳定系数Kc 1的边坡并不一定会发生失稳,而Kc1的边坡有可能蠕滑失稳.验证尖点突变理论在边坡分析中的应用,可为边坡稳定性分析提供参考.     

福银高速高边坡实时安全监测系统

如何有效地避免公路边(滑)坡灾害对公路和人身安全的威胁,是摆在人们面前的一项重要研究课题.传统的边坡监测通过人工定时读取数据,汇总得到边坡的安全状态,不能及时准确地对边坡状况进行预测,而且观测人员要在现场昼夜值守,值守人员的生命安全得不到保障.实时有效的边坡综合监测防护系统,能及时捕捉灾害发生前的特征信息,通过有线或无线方式将监测数据及时发送到监测中心.通过数据分析软件进行处理,及时做出山体边坡崩塌、滑坡等灾害发生的预警预报,更加准确、有效地监测灾情发生,并能提高公路使用寿命、降低维护费用.因此提高对滑坡预测预报水平对保障人民生命财产安全具有重要意义.本文通过福银高速边坡安全监测系统的设计、实施,对边坡安全监测进行了总结分析.     

国道108线某段缓倾角顺层边坡变形破坏机制物理模拟研究

在对国道108线某段缓倾角顺层边坡的形态及变形特征、结构及物质组成特征、以及滑床特征等实际情况认真调查的基础上，选取贯穿滑坡体的Ⅱ—Ⅱ’主剖面，利用物理模拟研究方法中的底摩擦试验，再现了该边坡变形破坏的全过程，并对不同阶段的变形及最终破坏机制进行了深入分析，确定该滑坡属滑移—压制拉裂型；同时，通过与2D-σ有限元程序模拟研究及边坡稳定性计算分析成果、以及该边坡变形破坏的实际情况之对比分析，充分验证了该物理模拟研究方法的可行性。     

滑坡预测预报研究发展综述

滑坡预测预报系统将有效的解决灾害发生地点,灾害发生时间,灾害将带来的影响和破坏程度这三方面边坡灾害的疑惑。本文将对滑坡预测预报研究发展过程进行综述回顾,对滑坡预测现阶段存在的主要问题进行阐述,对边坡预测预报的发展趋势进行展望。     

类土质边坡的稳定性分析

根据类土质边坡的基本特性,从有限元计算方法、边界条件、滑动面处理、本构模型和计算参数等方面对其稳定性进行了研究;针对滑坡变形的破坏机理,结合具体工程实例,对有软弱结构面和无软弱结构面的两种滑坡模式进行了数值分析.通过对比得出,类土质边坡考虑软弱结构面时,安全系数和稳定性明显降低,最大塑性剪应变集中在结构面处,水平位移的突变和潜在滑动也都发生在软弱结构面处,与不考虑软弱结构面的情况相比更符合类土质边坡的特性和破坏机理.     

滑带土蠕变特性试验研究

以美姑河拉马古滑坡局部复活滑坡为工程实例,在现场调查、物理力学试验的基础上,采用分级加载方法对该滑坡滑带土的蠕变特性进行了试验研究.利用Boltzmann线性叠加原理将得到的试验曲线转化成分别加载的形式,并在此基础上获得了滑带土等时曲线.通过对试验确定的蠕变曲线和等时曲线进行分析处理,建立了拉马古滑坡复活滑坡滑带土幂次关系的经验模型,同时,结合滑带土的长期破坏准则,得到了该滑坡滑带土幂次关系的长期强度方程,并用FLAC对边坡的变形进行分析,预测边坡变形的发展趋势.     

基于3Dslope的露天矿边坡稳定性计算

针对F3断层切割平庄西露天矿西北帮边坡形成三维滑体,采用二维计算方法已经不能满足计算要求,因此采用3Dslope边坡计算软件对西北帮边坡进行稳定性计算.结果表明:通过分析西北帮边坡的影响因素,确定潜在滑坡模式,计算由F3断层和弱层以及假设的侧滑面控制的三维滑体边坡稳定系数.从而确定滑体的大小,控制F3断层影响范围,采取相应的治理措施,该成果为安全生产提供技术支持.