黄土坡滑坡形成机制与稳定性的有限元研究

通过对湖北巴东黄土坡滑坡的地质结构分析,确立了有限元分析的力学模型.对力学模型进行了自重状态下有限元分析,明确了其形成机理和破坏形式.针对滑坡体上的建筑荷载进行了荷载敏感性分析,同时考虑了库水位对其稳定性的影响,归纳得到一些有益的结论.     

基于深部位移监测数据定量分析的滑坡抗剪强度参数取值

提出以滑坡峰值强度和残余强度为基础,以滑坡深部累计位移监测数据定量分析计算得到的滑带完整性指标为依据,对滑坡的抗剪强度参数进行选取.以三峡库区五尺坝滑坡为例,采用极限平衡法稳定性计算和地表位移监测数据对该抗剪强度参数选取方法结果进行检验.研究结果表明,采用此方法得到的五尺坝滑坡在所选计算工况条件下的抗剪强度参数为:滑带水上部分的内聚力c为27.99 kPa,内摩擦角φ=17.71°;滑带水下部分的内聚力c为20.69 kPa,内摩擦角φ=11.63°,经检验符合滑坡实际情况.     

黄土高原耐旱苔藓护坡机制试验研究

探讨苔藓植物对黄土坡面的保护机制,室内进行苔藓植物的截水、复水、透水试验,探索耐旱苔藓的吸水能力、蓄水特点以及失水特征.模拟不同降雨条件下雨水冲刷和雨滴击溅实验,研究耐旱苔藓抗冲刷、溅蚀的能力.结果表明:相比于冰草、马尼拉草,耐旱苔藓的吸水量提高3～7倍;失水速率匀速缓慢.耐旱苔藓能有效屏蔽雨滴击溅作用,屏蔽效果随着覆盖度增大而增强,覆盖度为100%的坡面能完全屏蔽击溅作用.在相同环境中,耐旱苔藓坡面水分累计下渗深度比无覆盖的裸土坡面提高约2倍.降雨环境中,耐旱苔藓通过植物体拦截、细胞吸水储存大量水分,同时削弱雨滴溅蚀保护土粒结构,减缓土壤结皮形成速率,增加水分下渗量,对黄土坡面起到防护作用.     

硅藻土滑坡稳定性分析及其时间预报

目的在分析硅藻土对斜坡不稳定性的特性指标的基础上,研究滑坡的形成机理,进而提出滑坡的防治措施。方法分析总结前人的滑坡体稳定性计算理论,建立适合于缓倾角混合岩土质滑坡计算模型,同时在模型中引进建筑荷载及降雨导致地下水位上升的动态参数。结果地下水位场的变化对滑坡体稳定性敏感较大,人工荷载的影响次之,利用建立的预报模型可以进行滑坡预报。结论建立的滑坡体稳定性评价模型与滑坡时间的预报判据,操作简便,结果与实际相吻合。     

红层水岩作用特征及库岸失稳过程分析

为了研究三峡库区红层岩十体水岩作用特征,分析库岸失稳的过程,通过统计获得三峡库区红层滑坡的分布规律,并通过X射线衍射对矿物进行分析,结合崩解试验观察和滑带土微观结构扫描,分析红层岩石遇水崩解、软化(泥化)和膨胀的水岩作用特性.以三峡库区典型库岸为例,分析红层水岩作用引起库岸失稳的过程.研究结果表明:富含亲水膨胀性矿物是红层岩土体具有特殊水岩作用特征的关键,红层岩石崩解首先沿缺陷发生,在干湿循环过程中不仅存在失水收缩的拉破坏,还存在吸水膨胀微裂隙尖端压应力集中引起的压剪破坏;红层滑带土在遇水膨胀前、后其矿物自身无明显变化,但矿物间连接结构被破坏,孔隙数量和孔径均有所增加,致使滑带土强度极低:巴东城区北侧库岸太矶头--旧县坪段巴东组第2段(T2b2)崩滑堆积体是互层状红层岩体差异崩解所致;红层膨胀性滑带土的抗剪强度极低,以及后缘水压力的推动作用使万州区近水平地层古滑坡群形成,古滑坡前缘堆积体具有多期活动的特点.     

三峡库区滑坡概率密度分布与预测研究

通过对三峡库区三期地质灾害滑坡资料的分析,运用统计数学、信息扩散技术及灰色理论对滑坡体的规模与其出现的频率进行研究得出,它们之间存在某种类似于指数的分布规律.所得模型对原始数据的模拟精度较高,且模型简洁,能够较好的推广到一般的状态,为滑坡灾害的预测研究奠定了科学基础.     

滑坡残余强度预测

以滑坡基本物理参数为基础,从区域统计规律出发,采用SPSS数学分析软件对万州区滑坡残余强度的相关影响因素进行筛选,然后以重庆市万州区典型滑坡——万泉滑坡为例,分别采用神经网络模型和多元回归模型对该滑坡的残余强度进行预测,最后对其预测结果进行对比分析.研究结果表明:多元回归模型的预测精度为10％～40％,而神经网络模型的预测精度基本在5％左右,故神经网络模型预测精度更高.     

基于物理模拟试验的库岸滑坡冲击涌浪

以三峡库区的滑坡规模和典型河道为原型,以1:200为正态相似比进行滑坡涌浪三维物理模拟试验。在对比分析试验结果的基础上,考虑滑坡涌浪的产生过程中发生在近源区以内的水舌和首浪2种水体雍高,并分别阐述两者的特征和区别,完善冲击涌浪的概念。将水舌的最大高度和水舌长度作为2个特征量,分别运用方差分析法和逻辑回归分析法,得出其影响因素的显著性并拟合经验公式;以抛物线型作为水舌运动的轨迹方程,在已知水舌高度和水舌长度的情况下,预测水舌拍打到一定宽度河道对岸的高度。以大堰塘滑坡和千将坪滑坡涌浪分析为例,对比本文冲击涌浪公式和潘家铮公式。计算结果表明:潘家铮公式计算结果较首浪高度偏大,较水舌高度偏小;而本文公式计算的冲击涌浪高度以及抵达至对岸的爬坡浪高度与实际情况较一致,充分验证了应用本文公式进行三峡库区库岸滑坡涌浪预测分析具有较好的适应性和较高的准确性。     

区域滑坡灾害危险性时间预测研究

以巴东县新城区历史滑坡资料为例,借鉴地震灾害相关的预测理论与方法,对该区在未来5a,10a及50a不同时段内不同规模滑坡发生的超越概率进行了定量计算与预测.结果表明:巴东县新城区在未来5a,10a及50a时间段内,在不考虑人类防治工程的条件下,该区有可能发生规模在50×104 m3以上的中型滑坡、250×104 m3以上的大型滑坡、400×104 m3以上的大型滑坡的概率均达90%.研究成果为社会经济发展的防灾减灾需求灾害管理提供了科学依据,同时也为完善丰富滑坡灾害危险性评价理论的学科体系奠定了基础.