饱和导水率异质性对黄土高原浅层滑坡的影响

黄土高原的大规模退耕还林极大改变了浅层土壤物理性质，在减水减蚀的同时，也影响了山坡-河谷坡体稳定性的水文过程。为阐明黄土高原植被恢复背景下土壤饱和导水率纵向异质性对降雨诱发型浅层滑坡的影响，该文采用耦合综合水文模型(integrated hydrology model, InHM)和无限边坡稳定分析(infinite slope stability analysis, ISA)模型的方法，探讨黄土高原植被恢复背景下，土壤饱和导水率纵向异质性对降雨引发的浅层滑坡的影响。通过分析不同植被恢复条件下的土壤饱和导水率纵向异质性特征，对黄土高原佘家沟小流域进行基于物理过程的数值模拟。结果表明：草地、灌木覆盖的坡体失稳风险比无植被恢复的坡体更大，且植被恢复期越长，失稳风险越大，水分累积层最先失稳，深度与土壤纵向异质性有关；林地覆盖的坡体因高饱和导水率，表层土壤失稳持续时间较短，稳定性恢复较快，较草地和灌木覆盖的坡体更稳定；由连续暴雨和入渗造成的前期高含水率可显著增大坡体失稳的风险，而林地会放大这种影响，增加入渗深度并增大下一次降雨引发滑坡的风险；饱和导水率层间纵向异质性越大，越有利于层间水分积累，...     

强降雨条件下浅层滑坡稳定性分析模型改进

浅层滑坡灾害在我国较为常见,尤其是降雨充沛地区,每年都会造成严重的损失。为研究强降雨入渗作用对浅层滑坡稳定性的影响,在前人对Green-Ampt(GA)入渗模型研究的基础上,结合浅层滑坡深度与长度之比比较小的特性,简化了入渗深度与降雨时长的函数关系式。在进行浅层滑坡稳定性评价时,考虑了渗流力和基质吸力,采用了极限平衡思想和微元思想,同时分析了滑带面处和湿润锋面处的稳定性系数,结合改进的入渗模型,给出了适用于滑带面不平行于坡面的滑坡的安全系数与降雨持续时间的函数关系式,并通过数值模拟方法验证了模型的适用性。最后利用改进模型对小湾3号B3滑坡进行分析,并通过与传统方法的对比展现了强降雨条件下浅层滑坡稳定性分析改进模型的优越性和更强的适用性。     

织金县垮坡组滑坡变形失稳原因分析

为研究垮坡组滑坡变形失稳原因及影响因素,结合已有的资料和地质调查资料分析,运用构造地质学、工程地质力学、无人机、物探等手段方法进行了研究。结果表明:从整个地质环境来看该斜坡体已经具备了滑坡的地质条件;连续几天的强降雨增加了滑坡体自重,极大降低了滑坡的稳定性,降雨是促使滑坡滑动的主要外在因素;在连续强降雨情况(达到饱水工况下)失稳,其变形破坏模式为压致-拉裂型。     

滑坡触发因素及其影响的原位试验

在相同地质条件下,采用人工降雨模拟试验和机械开挖模拟原位试验,研究滑坡触发因素及其对滑坡的影响.研究结果表明:堆积层边坡在降雨入渗影响下多为浅层松弛型破坏,降雨入渗造成土体中孔隙水压力增加,致使边坡土体的抗剪强度由于有效应力减少及土体吸水软化而降低;堆积层边坡在切坡开挖影响下多为浅层牵引式破坏,变形形态为从坡面到坡面以下逐渐减小的松弛形变形;降雨和入渗双重效应可能是降雨诱发堆积层边坡失稳的主要原因之一,在强降雨影响下,易发生滑塌事故.该研究结果可为滑坡的时间、空间和强度预报提供理论依据.     

降雨条件下花岗岩残积土边坡失稳模式及预警阈值现场试验

降雨是诱发边坡失稳的主要因素,为探明不同降雨强度条件下花岗岩残积土边坡的失稳模式,通过75mm/h、125mm/h、150mm/h、175mm/h等4组不同降雨强度下边坡失稳现场试验,基于工程边坡原位监测试验采集的含水率-时间与位移-时间曲线研究了花岗岩残积土边坡渐进失稳破坏特征,并提出了降雨条件边坡失稳的持续时间与降雨量阈值。研究表明:降雨条件下花岗岩残积土边坡为渐进失效破坏,根据降雨强度斜坡失稳破坏可分为“浅层局部滑动”、“浅层整体滑动与崩塌”、“深层局部滑动”、“深层整体滑动”等四种模式,斜坡发生变形失稳的区域主要位于坡脚位置,坡中次之,坡顶最小。边坡深层滑动从显著变形到失稳破坏历时18~20min,而浅层滑动持续时间为25min~135min。土壤界限含水率可特征边坡失稳破坏过程,当斜坡土壤含水率上为42～45%时,斜坡开始出现开裂、蠕动变形等失稳征兆;当土壤含水率上升到47～50%时,坡面土体开始崩解并迅速发生滑坡、崩塌。     

皖南山区典型顺层古滑坡形成机制研究

鸟雀坪古滑坡位于皖南山区歙县岔口镇,近年来,由于人类工程活动的加剧及受极端强降雨天气影响,古滑坡堆积体出现局部复活的迹象。文章从地形地貌特征、坡体物质组成、构造形态和坡体前缘河谷岸坡的演化趋势等4个方面对鸟雀坪古滑坡进行了分析研究,采用离散元法对鸟雀坪古滑坡形成过程进行了反演模拟。结果表明,鸟雀坪古滑坡从坡体形成到破坏共经历斜坡表面卸荷回弹、塑性弯曲段形成、潜在滑移面形成和滑坡破坏失稳4个阶段,滑坡形成机制为滑移-弯曲式。     

基于颗粒流的土质边坡失稳机理

为研究降雨工况下诱发土质边坡失稳过程及破坏机理,以泸州市古蔺县竹林沟滑坡为依托,通过PFC2D双轴压缩试验对滑坡体饱和状态下的强度参数进行标定,确定滑坡细观参数与宏观参数的内在联系,并引入接触黏结模型,对其破坏过程特征进行模拟研究,并对滑坡关键位置处的速度、孔隙率以及位移进行实时监测.计算结果表明:滑坡破坏的过程为:初期整体蠕滑变形,随着变形的发展,滑坡体向坡前临空方向发生剪切蠕变,后缘产生由坡面向深部发展的张拉裂缝,随着潜在滑面贯通,滑坡失稳破坏;通过监测不同位置的速度发现,0～10 s为加速阶段,坡体最大速度达到约14 m/s,最大颗粒速度达到约20 m/s,15～25 s坡体速度开始下降,滑坡最大位移约600 m,整体位移约450 m,并于25 s左右坡体停止滑动.通过对竹林沟滑坡的数值模拟,采用离散元颗粒流的方法去研究滑坡的运动过程有较好的应用性,也能为同类型滑坡的防灾减灾提供较好的参考意义.     

震后滑坡地表时空演化过程与规律——以汶川地震滑坡银洞子滑坡为例

为揭示地震效应下震区松散滑坡堆积体地表演化过程的时间变异和空间分布规律,本文以5·12汶川地震极震区—白沙河流域的银洞子滑坡为例,通过野外取样调查、无人机航拍以及多时相卫星遥感影像差分,分析了该滑坡堆积体在震后10年的空间及地表演化过程。结果表明：滑坡活动频率呈震荡式衰减,震后5年内为滑坡极度活跃期;滑坡失稳地表过程首先是降雨条件下表层较松散的土体随地表径流发生运移,随后地表侵蚀作用下逐渐形成坡面侵蚀拉槽,最后发展为以堆积体前缘的牵引式浅层滑坡为主。通过定量分析堆积体失稳区土体级配组成,发现粗颗粒（≥2mm）百分含量增加,具有明显的粗化现象。最后结合灾害事件的触发降雨量初步提出了触发日降雨量演化模型。四次典型滑坡事件特征与研究区震后10年地表时空演化过程基本一致。本研究旨在为汶川震区震后地质灾害的长期防控提供参考和基础。     

花岗岩残积层滑坡形成机理降雨模拟研究

花岗岩残积土是一种特殊土,在强降雨条件下极易诱发地质灾害。以广东省龙川县贝岭地区群发性滑坡为背景,采用物理模拟手段探究了典型滑坡的形成机理,获得如下结论：①滑坡发生的影响因素为降雨强度、岩土体物理力学性质、斜坡结构;②降雨并未引起坡体内部土压力及孔隙水压力数值出现异常增减,说明坡体破坏仅限与坡表及坡脚局部的破坏,未有整体变形破坏趋势;③斜坡变形破坏在坡表表现为降雨造成的坡面侵蚀,坡脚表现为临空面的垮塌及潜蚀现象,总体上表现出“逐级后退、依次破坏”破坏特征;④滑坡的演化过程可划分为以下4个阶段：原始斜坡演化阶段、土壤颗粒运移阶段、坡表局部破坏阶段、整体失稳阶段。     

降雨作用下的土质边坡变形破坏颗粒流仿真模拟

为研究持续降雨作用下土质边坡的变形破坏模式及机理,以四川省古蔺县竹林沟滑坡为例,结合离散元PFC~(2D)虚拟双轴压缩试验对坡体微观力学参数进行标定,随后建立1∶1数值计算模型进行稳定性计算,并记录坡体运动过程中应力及位移变化的情况。研究结果表明:该滑坡在持续降雨作用下至坡内土体饱和的过程中,坡脚应力不断积累,导致坡脚发生破坏,之后向上逐级牵引,致使坡前基岩较陡区域土体优先发生滑动。中-后缘土体因前部失稳产生临空条件,随即出现二级滑动,整体表现为典型的蠕滑-拉裂破坏模式。坡体前缘破坏后应力得到部分释放,但位移不断增长;坡内应力和位移整体上从前缘到后缘均呈递减趋势。应用颗粒流PFC~(2D)以竹林沟滑坡为例对土质滑坡在持续降雨作用下的变形发展过程进行模拟研究,揭示了滑坡的发展及破坏模式,为该类滑坡的防治提供参考。     

降雨诱发浅层滑坡影响因素的解析分析

采用笔者提出的无限长斜坡降雨入渗解析解结合非饱和土抗剪强度理论,提出了一个用于降雨诱发浅层滑坡安全系数计算的解析表达式,并对浅层滑坡的多种影响因素进行解析分析.结果表明:基质吸力减小直至消失是降雨诱发浅层滑坡的主要途径.减饱和系数、前期降雨强度、边坡坡度、土体储水能力是影响边坡浅层稳定性的重要因素,而后期降雨强度只有在降雨强度较大时才会对边坡浅层稳定性有明显影响,饱和渗透系数只有在接近降雨强度时,对边坡浅层稳定性的影响才较大.     

三峡库区水位变动下推移式滑坡监测变形分析

三峡水库蓄水诱发了多处推移式滑坡变形加剧,为了加强对该类滑坡在三峡水库水位调节下变形特征的认识和灾害的预防,以三峡库区典型推移式滑坡——云阳凉水井滑坡地质条件和变形特征为例,制定监测方案;通过对滑坡地表位移、地表裂缝、深部位移、地表水位、降雨量及宏观巡查等方面的监测,分析监测指标的变化规律及相互关系,研究降雨及库水位升降对滑坡变形影响,分析了降雨、库水位变化时滑坡体变形和变形速度的规律;结合条块自身稳定系数变化量,揭示了推移式滑坡在降雨和库水位两种不同作用机制下的变形规律：降雨对后部变形影响大,库水对前部变形影响大,水位越高影响越强烈;降水时动水压力对滑体变形影响较大;同时受降雨和降水作用时滑体变形最大。其变形规律为该类滑坡防灾减灾提供了科学依据。     

木鱼包滑坡变形与库水位相关性定量化分析

为研究库水位高程、降雨量对三峡木鱼包滑坡变形的影响,分别从定性与定量的角度分析了位移数据与库水位高程数据、降雨量数据之间的相关性。通过对长期监测数据的定性分析,认为水位高程是影响木鱼包滑坡变形的主要因素,并根据滑坡变形速率的大小将变形过程划分为3个阶段;对多年月监测数据的计算得出滑坡的位移量数据与2个月前的水位高程数据之间的斯皮尔曼相关系数的均值最大,为0.409(中等正相关),而与任意时期的降雨量数据之间的相关系数几乎小于0.2;日监测数据的计算得出滞后期为40 d时滑坡变形数据与库水位高程数据之间的相关系数的均值最大,为0.622(强正相关)。综上可知木鱼包滑坡变形对库水位变动的响应较为明显,并且在时间上存在约40 d的滞后期,而降雨量对木鱼包滑坡变形的影响并不明显。本文所取得结论与其他学者对木鱼包滑坡的认识基本一致,说明相关性的定量计算能够在滑坡变形影响因素方面的研究提供一定的科学依据。     

基于室内试验的降雨型滑坡机理研究

结合福建山区典型降雨型滑坡特点,建立室内人工降雨滑坡试验模型,从降雨强度入手,模拟降雨型滑坡的发生过程,探求降雨强度对降雨型滑坡的影响机理.利用有限元法建立考虑滑坡因子的数值模型,进行渗流和稳定性分析,得到降雨强度与滑坡启动时间的关系公式,数值仿真结果与试验结果基本一致,所得结果有益于降雨型滑坡机制的深入研究.     

位移监测在滑坡评价预测中的应用

变形位移监测可为分析滑坡的结构和成因，评价预测滑坡的稳定性及发展趋势等提供丰富的信息，综合分析位移监测资料及滑坡地质勘察资料，能达到滑坡评价预测的理想效果，实例分析表明，位移监测能准确地确定滑坡的滑面，位移速率及位移方式等的空间差异，可用于分析滑坡体的结构，位移监测资料与人类工程活动，降雨，地下水等因素的相关性分析，可为研究滑坡的成因提供重要信息，将位移监测资料与斜坡变形破坏现象结合起来，能更多准确地判定斜坡的变形阶段，评价和预测滑坡的稳定状况。     

滑坡灾害重复治理前后的稳定性对比分析

向家坡滑坡是一个具有多层滑面的组合式滑坡,滑面由浅层滑面、中层滑面和深层滑面组成.针对该滑坡受到不良地质情况和大气降雨等因素的影响,经过3次治理后并未取得良好效果的情况,拟对该滑坡进行第4次治理.在密切监测滑坡滑移的情况下,采用ABAQUS非线性有限元程序对滑坡体前3次治理与第4次治理效果进行三维数值模拟计算对比分析,得出数值模拟结果与监测结果符合很好.     

基于极限学习机和熵值法的岩土灾变预警

滑坡的监测和预测是降低滑坡灾害的有效手段和可行方法。传统监测手段时效性差,采用统计预报模型、确定性模型等模型建立的预测模型精度相对较低。为了改善此问题,提出了一种基于综合测量、以极限学习机与熵值法结合的滑坡预警研究方法。通过分析滑坡的影响因子,搭建滑坡模拟监测平台,由多传感器实时监测到雨量、土壤浅层含水率、土壤深层含水率、下滑应力、地下位移、地表位移等影响滑坡的综合因子。将熵值法用在滑坡的评价中,将其综合评分作为危险性参数及综合测量参数作为训练样本,搭建极限学习机模型。结果表明:在综合测量方法下,将熵值法与极限学习机算法结合的预警模型得到的结果与实际情况一致,预测值与测量值吻合;其精度为98.48%,比BP神经网络精度更高;且网络的学习速度明显提高。可见该方法对滑坡预测的可行性,适用于复杂非线性的滑坡预测中,为建立滑坡预警模型提供了一种可行方法。     

千将坪滑坡变形特征及其机理研究

通过三维有限元方法研究千将坪滑坡.建立滑坡三维有限元计算模型,模拟库水位上升和降雨过程引起的千将坪滑坡变形破坏机理.对千将坪滑坡在不同工况下的计算结果进行比较分析,得出在库水位上升和降雨条件下的滑坡位移场和塑性区的变化规律,从而揭示千将坪滑坡的整体变形破坏机制.     

四川汉源县二道坪滑坡成因及稳定性分析

在人类工程活动影响下,持续的强降雨极大的加速了滑坡、崩塌等地质灾害的发生,二道坪在受到人类工程活动同时,受到强降雨影响,导致二道坪坡体处于欠稳定状态。为了对二道坪滑坡的成因及稳定性分析,在对现场进行详细勘察后,结合无人机、工程地质学以及土力学等手段,对其进行研究。结果表明:二道坪主滑方向为100°,纵向长约174 m,横向宽约92 m,滑坡体面积约1.50万m~2,滑体平均厚度约4.5 m,体积约6.75万m~3,属小型滑坡;滑坡体为浅地表为第四系松散体及含角砾粉质黏土层,滑带为易溶于水的含角砾粉质黏土层,为滑坡的启动提供了有利条件;根据定量分析结果,在持续强降雨条件下(饱和状态),稳定系数为1.05,在地震和暴雨共同作用下稳定性系数为0.85,滑坡启动。     

融雪-降雨型滑坡失稳机理

冻区融雪降雨导致的滑坡对公路交通基础设施的建养造成了巨大威胁,本研究以新疆伊犁地区某公路工程为依托,为此进行现场勘察,建立了新疆某公路6#滑坡监测站,通过建立监测站,对该边坡的位移、水分、温度等信息开展监测,利用该监测站2019年11月至2020年8月整个冻结融化期的监测数据,同时基于geostudio软件的非饱和土分析,将数值模拟土壤含水率变化与现场监测数据进行拟合,建立了有效的数值方法,并对融雪期该边坡在季节性冻土冻融影响下边坡的稳定性进行了分析,研究了融雪期表层边坡土的含水率变化与边坡稳定性的关系,并根据建立模型分析了该滑坡的初始滑动。结果表明：融雪水对土壤含水率的变化起主导作用—融雪水及冻结滞水沿着裂缝优势入渗,在融雪期初期增大土体含水率,增大土体自重;在融雪期维持土体较高含水率,随着连续降雨发生,湿润锋下移,土体孔压增大,形成暂态饱和区,边坡失稳。融雪期长时降雨是该滑坡发生的重要原因。将数值模拟土壤含水率变化与现场监测数据进行拟合,在此基础上进行边坡稳定性分析的方法具有较高可信度,可为该地区之后滑坡预警提供参考。