基于MSR300雷达监测的凹山采场降雨条件下的边坡变形及滑坡

降雨是诱发滑坡的主要因素之一,尤其在暴雨条件下,更易激发滑坡.随着南帮边坡开采高陡化,滑坡发生频繁.为研究降雨条件下南山矿凹山采场南帮边坡稳定性特征,采用MSR300型雷达对边坡进行了连续4a的实时稳定性监测,基于采集到的采场降雨数据和边坡滑移数据,分析了降雨量和降雨强度与边坡变形规律,对凹山采场滑坡各阶段进行了划分,建立了凹山采场边坡失稳模型和预警阈值.结果表明:凹山采场变形与降雨量呈正相关,服从幂函数规律;边坡变形速度曲线与降雨强度有良好的一致性,滑坡一般发生在最大降雨强度之后;滑坡阶段主要包括初始变形阶段,稳定变形阶段和加速变形阶段;报警阈值分别为:6h时序内,位移阈值为20 mm,速度阈值1.5mm·h-1;12h时序内,位移阈值为30 mm,速度阈值为2.5mm·h-1.凹山采场滑坡曲线与岩土体非稳定蠕变曲线具有较高的相似性,位移曲线出现了“阶跃”现象,速度曲线出现了“尖凸”现象,这种情况易引起滑坡事故,其中在位移曲线的“拐点”处和相应速度曲线的“凸点”处发生滑坡的可能性最大.研究成果为类似矿山边坡稳定性监测和破坏机制提供了科学依据和参考.     

三峡库区白家包滑坡变形机理与预警模型研究

三峡库区自2003年蓄水以来,库区有大量滑坡监测累积位移曲线呈阶跃型,此类滑坡在外界影响因素下集中在某一时间段内变形量大,其机理复杂、稳定性判断和预警难度大.通过研究滑坡的变形特征及诱发因素,有助于评估滑坡的稳定性,并构建合适的预警模型.本文以白家包滑坡为研究对象,综合分析15年人工和4年自动GNSS地表位移监测数据,结合野外宏观巡查及勘查资料,研究了白家包滑坡的变形机理;基于改进切线角以及全自动监测数据定量化分析,获取滑坡等速变形速率和变形阶跃点,建立相应的预警模型.结果表明：白家包滑坡整体变形明显,滑坡变形主要集中于每年5—6月,滑坡累积曲线呈现典型的“阶跃”型的动态变形特性,受库水位升降作用影响表现出明显的“推拉效应”;库水位下降是白家包滑坡变形关键影响因素,且与库水位下降速率密切相关,在库水位快速下降期和低水位期,特大暴雨和持续降雨会促进变形;通过改进切线角方法及数据精细化分析,白家包滑坡的位移速率阈值为8.7 mm/d,库水阈值为库水位下降至149 m位移阶跃启动,最小下降速率为0.4 m/d.     

降雨—变形耦合预警模型在荔景山庄边坡的应用

针对城市边坡开挖引发滑坡地质灾害给人民的生命和财产造成不可弥补的伤害的问题,本文建立了荔景山庄边坡的降雨—变形耦合预警模型。首先通过调查工程的位置交通情况以及地质环境特征,利用Geostudio软件模拟降雨入渗和变形情况,对边坡潜在变形机制进行了分析,并且根据四色预警指标分别建立了降雨预警模型和位移切线角模型,从而建立安全有效的降雨变形耦合预警模型,这将对其他地区边坡预警模型的建立具有指导意义。     

降雨型滑坡安全预警模型研究进展

极端天气条件下,滑坡灾害发生频次更高、影响范围更广、社会影响更大。监测预警是减缓地质灾害风险有效措施之一。降雨是影响边坡稳定性的重要因素,降雨型滑坡安全预警系统的研究方面取得了不少成果。对适用于不同岩土类型的滑坡安全预警模型进行分类总结,对未来的研究工作具有一定的指导作用。对研究成果进行归纳分析发现:滑坡安全预警模型逐渐转向对特殊岩土类型边坡的研究;比例尺较大的县乡级的区域降雨滑坡预警更适合我国的国情;目前降雨型滑坡模拟物理试验及数值模拟试验研究仍显不足,降雨型滑坡安全预警模型在实际预警工作中还存在误差。为提高坡体滑坡监测和安全预警效果,未来应大力开展基于卫星遥控遥测技术的滑坡监测与预警预报系统研发利用,加强对各影响边坡稳定性因素的相互作用研究。     

典型降雨诱发型堆积层滑坡机理研究

以柞水县小岭镇罗庄三组滑坡为研究对象,在野外地质调查的基础上开展室内土工试验,利用大型直剪试验和数值模拟手段,研究不同含水率条件下滑带土的剪切力学特性,进而在此基础上揭示降雨诱发堆积层滑坡的形成机理和变形过程。大型直剪试验表明：在试验前期,剪切应力与剪切位移呈线性关系,随剪切位移增大曲线呈现出非线性特征;在其他试验工况相同时,剪切应力与含水率呈负相关规律;当含水率相同时,剪切应力随法向荷载的增大而增大。数值模拟结果表明：堆积层坡体在降雨因素的作用下,容易发生失稳;随着降雨强度和时长的不断增大,土体含水量增加或饱和后易产生破坏,坡体稳定性系数不断减小。降雨条件下,堆积层滑坡滑体变形较强烈,其变形过程一般经历蠕动变形→加速变形→滑动破坏3个阶段,破坏运动形式以推移式为主,通过推挤作用对威胁对象产生破坏效应,从而造成人员和财产损失。该研究成果对秦巴山区堆积层滑坡的机理研究与防灾减灾具有一定的参考意义。     

降雨诱发型滑坡的降雨阈值及机理研究进展与展望

根据相关降雨-滑坡关系文献，对我国不同地区滑坡发生的季节与降雨特征、滑坡的降雨阈值与模拟模型以及降雨型滑坡的发生机理等方面进行系统整理.结果显示：(1)国内滑坡灾害集中发生在每年5月至9月间且与降雨同步发生(1～2 d内),降雨诱发比例大于80%;(2)降雨诱发型滑坡在孕灾环境条件和致灾因子共同影响下发生，受坡内雨水入渗的渗流作用和地下水作用，其过程主要包括坡肩侵蚀→裂隙发展与贯通→斜坡整体滑动三个阶段；(3)滑坡降雨阈值研究方法包括经验性阈值研究和建立物理力学模型两类.前者存在明显空间差异；后者可以很好地模拟局地滑坡动态，但难以在大范围内推广.总体上看，降雨诱发型滑坡研究已取得大量成果，但由于滑坡产生条件间的复杂相互作用使得所得到的降雨阈值精度不高，导致实际预测预报困难，未来应继续加强研究.     

降雨条件下玛沁县拉加镇曲哇加萨H1滑坡失稳破坏机理研究

为准确评价玛沁县拉加镇曲哇加萨H1滑坡在天然状态下的稳定性,以及前期降雨入渗对该滑坡稳定性的影响,在现场调查、资料收集确定滑坡基本特征的基础上,利用Geostudio软件建立了滑坡数值模拟模型,采用SLOPE/W求得了天然状态下滑坡稳定情况,根据滑坡变形前期降雨情况,采用SEEP/W、SLOPE/W模块分析了降雨条件下...     

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.     

基于多模块的松散土质滑坡灾害综合预警模型研究

以辰溪县大水田乡窝棚溪滑坡为研究对象,通过远程全自动变形监测系统获取滑坡体的地表位移、深部位移、地下水渗压、土壤含水率及诱发降雨量等监测数据,在对数据筛选、处理的基础上,分析滑坡的变形特征,确定单体滑坡预警模型评价指标,通过建立滑坡发生概率预警模型、基于孔隙水压力的滑坡启程机制模型和基于降雨渗流过程的滑坡稳定性系数模型,提出松散土质滑坡灾害预警预报临界值的等级划分标准.结果表明,当孔隙水压力大于50 kPa,滑坡稳定性系数大于1时,滑坡处于加速变形阶段.根据每个监测点分别所达到的3个标准的最高预警级别,综合判断滑坡为黄色及以上预警等级.     

前期降雨作用下边坡滑坡模型试验

为研究前期降雨对边坡稳定性的影响,基于云南省龙江水电站近坝库岸边坡滑坡区实测降雨资料,通过自行研制模型试验装置,进行前期降雨作用下室内边坡滑坡模型试验,分析前期降雨作用下的边坡滑坡特性。研究表明:前期降雨作用是引起边坡滑坡的主要因素,由于前期降雨作用下雨水在边坡坡面进行了充分入渗,导致边坡土体强度减小,引起非饱和土中基质吸力丧失或减小,再次降雨极易引起边坡滑坡;前期降雨作用引起边坡滑坡类型为浅层牵引式滑坡。     

降雨型堆积体滑坡大尺寸模型试验

以堆积体坡为研究对象,进行了大尺寸模型边坡试验,研究了降雨条件下堆积体边坡渗流、变形、破坏的规律,探讨了声发射作为预警的判据.结果表明:浸润面到达后水的体积分数持续增加,增加到峰值后,地下水水位才开始增高.坡顶的位移较大,坡趾的位移较小,位移的增大有一个加速过程.在滑坡启动的瞬间,倾斜角突然增大,加速过程极短.边坡失稳过程中声发射撞击数先缓慢上升再急剧上升.边坡失稳与坡面径流和细粒迁移密切相关.     

重庆地区降雨型滑坡统计-降雨入渗耦合预报模型

重庆地区属于我国降雨型滑坡高易发区,目前气象部门采用的滑坡灾害气象预报模型属于统计模型,适用于滑坡灾害区域性预警预报,不能实现对单体滑坡发生概率的气象预报。引入考虑强降雨作用下土质滑坡表层的最大入渗深度,并考虑滑坡体后缘拉张裂缝水压力,修正了工程上常用于确定滑坡稳定系数及滑坡推力的传递系数法;结合采用有效累计降雨量和当日最大小时降雨量两个指标建立的降雨型滑坡统计预报模型,构建了重庆地区降雨型滑坡统计-降雨入渗耦合预报模型,该模型利用滑坡发生指数将滑坡预报等级分为5级,分别表示滑坡发生的可能性为极小、小、较大、大和极大,通过室内模型试验验证了该模型的合理性。实用中,可将该模型嵌入重庆市地质灾害气象预报系统中,实现对重庆境内典型单体滑坡在强降雨条件下发生可能性的气象预报。     

基于改进型斜率阈值法的滑坡降雨阈值分析

深入研究滑坡变形前的降雨量阈值,对后期滑坡的变形预测具有重大意义.本文在传统降雨斜率阈值预报的基础上,引入有效降雨量求斜率阈值,利用数学问题中求拐点思想,得出滑坡的"类破坏点",对比"类破坏点"在不同观测时段下平均累积有效降雨量斜率Dk,通过加权平均得出"类破坏点"的降雨斜率阈值D,并对滑坡后期变形进行预测验证,结果表...     

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。     

强降雨诱发平缓滑坡复活变形与稳定性演化分析

平缓滑坡因地形坡度小易受强降雨影响而发生变形破坏.为深入研究强降雨对滑坡复活变形及稳定性的影响,以湖北省秭归县土地岭滑坡为例,进行强降雨条件下的滑坡渗流-应力耦合模拟,分析不同降雨条件下的滑坡复活变形过程中的孔隙水压力、位移场变化和稳定性演化.研究表明,平缓的土地岭滑坡的阶跃变形与集中强降雨密切相关,降雨导致滑坡体内孔隙水压力从后部到前部逐渐增加,前部响应最快;滑坡稳定性系数随降雨过程逐渐降低,在24 h内降幅最显著.这对强降雨引发滑坡的变形机制与预警具有一定的参考价值.     

重庆地区降雨型滑坡统计-降雨入渗耦合预报模型

重庆地区属于我国降雨型滑坡高易发区,目前气象部门采用的滑坡灾害气象预报模型属于统计模型,适用于滑坡灾害区域性预警预报,不能实现对单体滑坡发生概率的气象预报。引入考虑强降雨作用下土质滑坡表层的最大入渗深度,并考虑滑坡体后缘拉张裂缝水压力,修正了工程上常用于确定滑坡稳定系数及滑坡推力的传递系数法;结合采用有效累计降雨量和当日最大小时降雨量两个指标建立的降雨型滑坡统计预报模型,构建了重庆地区降雨型滑坡统计-降雨入渗耦合预报模型,该模型利用滑坡发生指数将滑坡预报等级分为5级,分别表示滑坡发生的可能性为极小、小、较大、大和极大,通过室内模型试验验证了该模型的合理性。实用中,可将该模型嵌入重庆市地质灾害气象预报系统中,实现对重庆境内典型单体滑坡在强降雨条件下发生可能性的气象预报。     

降雨条件下考虑非饱和渗流的黄土滑坡灾变分析

采用滤纸法测试,并根据SWCC理论模型Van Genuchten方程拟合,得到非饱和土-水特征曲线,同时根据Van Genuchten统计传导模型估计渗透系数曲线.针对降雨诱发型黄土滑坡,建立边坡二维分析模型,以Mohr-Coulomb准则作为滑坡破坏依据,以非饱和土渗流理论为依托,进行渗流分析和稳定性分析.通过分析降雨不同持时坡体内部孔隙水压力的变化规律,揭示降雨入渗机理.结果表明,随降雨时长增加,滑坡土体由非饱和状态向饱和状态过渡,坡体孔隙水压力不断增加,水位线不断向上抬升.稳定性分析结果表明,降雨持续时间越长,滑坡稳定系数越低,降雨开始前滑坡稳定系数为1.005,滑坡处于蠕动变形阶段,与现状滑坡体上裂缝发生发展相符合;雨强120 mm/d持续降雨48 h时稳定系数为0.978,滑坡为不稳定状态;降雨持续2.5 h时,滑坡由欠稳定状态转为不稳定状态,由蠕动变形阶段进入滑动阶段,反映了滑坡稳定状态对降雨极为敏感.     

基于声发射监测的滑坡过程预警模型

滑坡是一种多发于山区的地质灾害，严重威胁隐患点周围群众的生命财产安全，急需针对滑坡建立及时、准确的监测预警系统。该文在已有的滑坡声发射监测技术和变形过程预警模型基础上，对比研究声发射和位移监测参量。基于小波变换和改进切线角方法，建立了基于声发射监测的滑坡过程预警模型。利用英国拉夫堡大学实验室模拟数据，初步验证了所建立的声发射预警模型的可靠性。在广东省连南县特大型滑坡隐患点安装监测设备，获取边坡现场变形监测数据，比较了声发射和位移监测的实际预警效果。结果表明：相较于位移参量，声发射参量在预警稳定性和准确性上均表现更好。     

基于ARIMA模型的滑坡位移预测

利用斜坡累积变形—时间曲线的建模分析,可以获知当前滑坡的变形发育阶段、预测滑坡未来发展趋势,是滑坡灾害预警预报的基础.滑坡累积位移是关于时间的变量,往往具有非平稳性,通过差分得到平稳的时间序列过程,建立差分自回归移动平均模型(ARIMA模型).以三峡库区某滑坡为研究对象,对累积位移采取等时距差值处理后,建立了适用于该滑坡的ARIMA时间序列模型对滑坡累积位移进行分析预测.通过比较2014年1月至5月该斜坡位移的实测值与预测值,得平均预测误差为3.2%,结果表明,所建立模型能满足预测要求,计算过程容易实现,在滑坡累积位移短期预测中具有一定的适用性.     

大型堆积体滑坡持续降雨条件下破坏机制研究

堆积体滑坡是一种典型的、多发的滑坡类型,大多数土质滑坡均属此类,其中80%以上的土质滑坡都是由持续性降雨或者暴雨引发。介于上述原因,采用Geo-studio软件中的SEEP/W模块和SIGMA/W模块,以贵州省沿河县院子岩滑坡为例,对持续降雨条件下,滑坡体内二维渗流场及应力场进行数值模拟耦合分析,分析在持续降雨条件下大型堆积体滑坡变形破坏机制。模拟结果显示,持续降雨条件下雨水渗入滑坡中后沿岩土接触面流动,对滑带土进行浸润、软化、冲刷;滑坡体内的孔隙水压力以及动水压力不断增大,在坡脚处有效应力减小,在此过程中坡体应力不断调整,局部出现应力集中和位移增大,进而造成坡体失稳破坏。