黄土滑坡类型及变形破坏机制

中国西北黄土高原地区滑坡灾害十分发育,按滑体岩土组成和滑面发育位置,黄土地区的滑坡可划分为黄土层内滑坡、黄土接触面滑坡、黄土-泥岩顺层滑坡、黄土-泥岩切层滑坡四种基本类型。在此基础上。本文对四类黄土滑坡的变形破坏机制进行了系统研究,主要包括滑移-拉裂型、滑移-压致-拉裂型、滑移—拉裂-剪断型三类,归纳总结了不同黄土滑坡对应的变形破坏机制。这些基本规律对黄土滑坡研究和防治、滑坡灾害预测有-定指导意义和实用价值。     

三维确定性模型在浅层黄土滑坡稳定性预测中的应用

浅层黄土滑坡是黄土高原广泛分布和频繁发生的地质灾害,造成了巨大的人员伤亡和财产损失.尽管二维确定性模型已被广泛用于浅层滑坡稳定性预测,但不能充分考虑岩土性质、地层结构、地下水等条件的三维空间变化,这可能与实际的斜坡稳定性不相符.因此,利用能考虑复杂斜坡环境的三维确定性模型评价滑坡稳定性,对获取更真实的评价结果以及指导滑坡防治工作具有重要意义.本文利用Scoops3D三维确定性模型评价了在浅层黄土滑坡稳定性预测中的适应性和可靠性.首先,模型计算参数敏感性的分析发现黏聚力、滑动视倾角和栅格单元重量对安全系数准确度影响较大,并用于指导获取详细的关键参数.然后,选取不同分辨率的数字高程模型(DEM)数据,利用Scoops3D模型对典型黄土沟壑中的浅层黄土滑坡稳定性进行预测,并通过详细的点状和面状滑坡分布图与预测结果的对比发现,该模型对黄土沟壑区的浅层滑坡稳定性预测准确度较高,且点状滑坡分布图可能更适合模型适应性的检验.最后,混淆矩阵法和成功率曲线法对不同分辨率数字高程模型预测结果可靠性的检验显示,该模型能够有效地预测黄土浅层滑坡的稳定性,且在高分辨率数字高程模型数据下可以获得可靠的预测精度.     

基于DEM的分布式斜坡稳定性模型在 黄土沟壑区浅层滑坡中的应用

为评价SINMAP模型在黄土地区对浅层滑动稳定性分析的适用性和可靠性,基于1׃5 000地形图获得数字化高程模型(DEM)和潜在的土壤湿度环境,利用室内和现场实验获取的物理力学参数,结合现场钻探和探槽估计的土层厚度分布,得出地表稳定性指数等级分布图。通过现场测量绘制的滑坡分布图与模拟结果对比和统计得出：实际滑坡分布多位于不稳定区域;模型的精度主要受DEM数据精度的控制,同时,滑坡检验点的位置对其也产生一定的影响,而空间参数差异变化对模型的影响较小。     

基于滑坡破坏渐进特征的新不平衡推力法及其应用

为了克服不平衡推力法不能体现滑坡破坏渐进性的缺点,在其基本计算方法的基础上,考虑到岩土体的软化特征,提出了一种关于滑坡稳定性的简明计算方法。此方法主要从以下三点对传统不平衡推力法进行了革新：第一,考虑滑体变形;第二,引入节理本构模型,考虑滑体强度衰减及应力应变之间关系的转化;第三,考虑部分失稳对于整体稳定性的作用,基于条分法提出条块稳定系数与条块破坏概率的定义,进而定义滑坡整体稳定系数与整体破坏概率。给出了所提方法的计算公式,并阐述了计算的基本原理。改进方法与原方法共同应用于推移式滑坡实例的分析,分析结果表明：改进的不平衡推力法比改进前具有更低的稳定系数,并且在工程应用中更安全。同时,新方法可以体现部分失稳对于整体失稳的推动作用,能够计算出滑坡发生整体破坏的概率,从而较直观地评价滑坡的整体稳定性。     

基于信息量法的斜坡破坏概率预测与制图

以信息量法为基础，对重庆市中区斜坡空间不稳定性进行预测分区并计算机自动成图，视强度参数ｃ，值为随机变量，分别选取较不稳定区和不稳定区中具代表性的斜坡段进行滑动面位置的随机搜索及破坏概率预测，并给出它们的斜坡破坏概率值ＦＰ，迭加于信息量预测分区图上。最后以不同的色块及ＦＰ值综合表示斜坡的不稳定程度。     

黄土滑坡与黄土洞穴的相关性及其相互作用机理

在分析黄土滑坡和黄土洞穴的区域分布、微地形地貌分布、形成时间相关性的基础上,发现滑坡体上洞穴发育密度和发育程度明显增大;进一步分析滑坡对黄土洞穴的影响,认为滑坡体上节理裂隙的强烈发育为洞穴的形成提供了物质搬运空间、堆积空间以及渗流通道.滑坡改变了地面的坡形、坡度以及水力条件,使得滑坡的后缘、侧壁以及前缘等地段容易形成黄土洞穴.黄土洞穴对黄土滑坡的主要影响是可以加速冲沟发育、加剧坡体局部破坏、改变坡体的渗流条件,从而诱发滑坡发生以及古滑坡复活.     

基于LR-IV模型的滑坡敏感性评价

滑坡敏感性评价是滑坡防治中的重要一环.针对信息量模型(Ⅳ)中各影响因子等权以及逻辑回归模型(LR)中因子难以量化的问题,将逻辑回归模型(LR)与信息量模型(Ⅳ)进行耦合,构建LR-Ⅳ模型,并将逻辑回归模型及信息量模型作为对照,以湖北省为例,进行了滑坡敏感性评价.选取工程岩组、地震烈度、水系距离、构造线距离、地貌、降雨面、坡度等七个因子,结合GIS的栅格分析方法,计算各区域滑坡敏感性指数,得到湖北省滑坡敏感性区划图.将历史滑坡数据随机分为70%的训练数据与30%的验证数据,通过受试者工作特征曲线来比较各个模型之间的性能.在成功率上,LR-Ⅳ模型(91.3%)与逻辑回归模型(91.5%)、信息量模型(90.3%)相差不大,都具有极高的成功率,但在预测率上,LR-Ⅳ模型(75.7%)远胜于逻辑回归模型(65.8%),略强于信息量模型(74.9%).研究结果表明,LR-Ⅳ模型表现优异,可用于滑坡敏感性评价.     

黄土滑坡的形成机理

黄土地区滑坡规模大、密度高、类型全。采用现场调查和系统分析相结合的方法,深入探讨了陕西铜川地区黄土滑坡在特定地质环境下主要的地质因素及非地质因素、形成机理及及其发育过程,并从预防灾管理和工程措施两方面提出了具有一定可操作性的防治对策,对黄土滑坡的预报治理工作具有积极的理论和现实意义。     

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。     

基于改进分析方法的滑坡失稳概率研究

为使滑坡失稳概率计算更系统高效,提出将灰色关联分析法与蒙特卡洛模拟法相结合的改进方式来计算分析滑坡失稳概率.以西南山区某滑坡为例,首先通过灰色关联分析法得出影响滑坡稳定性的主导因素为黏聚力和内摩擦角及其所占权重.在此基础上,运用Geo-Studio软件通过蒙特卡洛法分别对主导因素进行随机数抽取并计算滑坡安全系数,通过安...     

非完整滑坡编目三参数反Gamma概率分布模型

中国5.12地震震级高,震源浅,于震区内触发了大量滑坡。为了研究地震滑坡的概率分布特征,对四川映秀极震区(约109.3 km2)地震滑坡进行系统编目,该编目属非完整滑坡编目。利用该编目建立三参数反Gamma概率分布模型,其拟合参数分别为b=1.11,a=2.17×10-3 km2及s=-3.925×10-4 km2。基于该模型对编目区内滑坡面积均值、总面积及最大滑坡面积进行计算,并引入滑坡标度及建立指数修正函数分别对5.12四川汶川地震触发滑坡总数及滑坡总面积进行预测,同时建议模型建立原则。研究结果表明:模型的幂律衰减参数值与已有研究结果相近;模型对编目区内滑坡面积均值、总面积及最大滑坡面积的计算结果与实测值之间的相对误差均为10%左右;模型对5.12汶川地震触发滑坡总数及滑坡总面积的预测结果均与已有研究结果比较接近。     

甘肃东乡大型填土黄土滑坡失稳机制

针对黄土高原地区填土滑坡研究甚少的现状,以发生于甘肃省东乡县城中心区域的大型人工填土滑坡为研究对象,通过钻探和物探等勘察技术对其滑动机理和变形破坏特征进行了研究,指出地下水排泄和填土不均匀沉降是该类填土工程必须引起重视的两大关键问题,研究成果对削山造地等人类工程活动具有重要的现实指导意义.     

基于土工离心模型试验的平缓堆积层滑坡形成机理——以四川南江七岭村滑坡为例

2011年9月16日,四川省南江县特大暴雨诱发了1 571处滑坡,造成众多人员伤亡和财产损失。在这些滑坡中65%以上是堆积层滑坡。为了探讨南江县平缓堆积层边坡的滑动失稳机制,作者利用大型离心模型试验,再现了强降雨引起红层地区堆积层边坡的滑动失稳的全过程,获得了边坡变形破坏的特征参量。试验结果表明:天然情况下,边坡变形以沿基覆界面软弱层的蠕滑为主,坡体总体处于蠕滑变形状态;降雨情况下,坡体中后部拉张破裂变形显著,并最终产生整体滑动。通过模型和原型的综合对比分析,该边坡的滑动失稳机制为以蠕滑拉裂为基础、暴雨形成的裂隙静水压力为触发滑动的力学动因。     

基于有限元法的采动坡体稳定性计算

本文运用有限元法的基本思路,提出了采动坡体稳定性的计算方法,并给出了实例计算。计算结果分析表明,与实际采动没坡有较好的一致性。     

基于Logistic回归模型的芦山震后滑坡易发性评价

地震导致山体结构失衡,物质松动,在降雨条件下,滑坡等次生地质灾害极易发生。以"4.20"芦山地震区为研究对象,基于遥感(RS)和地理信息系统技术(GIS),以坡度、起伏度、土地类型、断层的距离、地震动的峰值加速度为评价因子,采用Logistic回归方法构建评价模型评估了研究区滑坡易发性,并通过受试者工作特征曲线(ROC)检验模型的效果。通过对421个滑坡灾害点的回归分析得出断层的距离、地震动的峰值加速度对滑坡的发生贡献最大,研究区域46.63%的地区滑坡极易发生。ROC曲线的线下面积(AUC)为0.772,验证结果显示评价结果与实际情况吻合。     

集合种群受生境破坏影响的新模型及其生态效应研究

从两物种竞争模型出发,提出了集合种群上3物种的食物网机制,构造了一个捕食者和两个猎物(似然竞争)受生境破坏影响的新模型;基于微分动力系统的数值模拟和网格模型的元胞自动机模拟,研究了生境破坏对集合种群动态的影响.结果发现:集合种群似然竞争模型系统对生境破坏非常敏感,生境破坏导致了更不稳定的动态,而且发现具有较小捕食者侵占率的猎物受生境破坏影响较大,进而表明了猎物对捕食者的敏感度与受生境破坏的影响之间存在负藕联关系;适当的生境破坏有利于劣势物种的生存;捕食者通过猎物受到生境破坏的间接影响,而且在生境破坏生态过程中捕食者是脆弱的.该研究结果为物种续存和生物多样性保护提供了理论依据.     

结构性黄土的修正Duncan-Chang模型

为了实现原状湿陷性黄土结构性与其本构模型研究的统一,解决软化型应力-应变曲线的切线刚度矩阵正定性问题,通过研究原状结构性黄土在不同含水率和固结围压条件下由增湿、固结作用和剪切变形引起的结构性损伤规律,建立可以反映结构性变化的修正非线性Duncan-Chang模型.该模型考虑了增湿和加荷对土体结构的损伤破坏,把含水率作为一个重要的变量,用一族具有相同初始切线模量和不同极限强度的双曲线来求取当前应变状态处的切线模量,能够统一描述结构性黄土的应变软化和硬化型应力-应变关系曲线,形成解决原状湿陷性黄土增湿和应力耦合条件下变形及强度计算问题的新方法.     

黄土拓宽路基足尺模型试验施工技术研究

目的研究黄土拓宽路基的变形规律及其相关的施工技术,进行黄土拓宽路基足尺模型试验。方法根据产生不协调变形的组成部分,采用新老路基结合面处理、拓宽路基填料压实度控制、新旧路基结合面加筋处理以及拓宽路基检测技术等分析手段,明确施工控制的技术要点和施工方法。结果研究结果表明:1)拓宽路基最佳摊铺层厚度为20cm,碾压遍数为8～10遍,可以达到设计的压实效果;2)路基填料中,灰土的最佳含水量为13.7%,最大干密度为1.87g/cm3;黄土的最佳含水量为12.3%,最大干密度为1.95g/cm3;3)灰土路基的回弹模量明显高于黄土路基,较好地实现了新旧路基材料沉降变形特性的模拟。结论可以通过模型试验施工技术研究成果进一步了解拓宽路基施工的工艺流程和施工方法以及为其它路基拓宽工程中的处理措施的选择、设计和施工提供有益的帮助。     

基于DTR技术的山体滑坡监测系统设计

山体滑坡给人们的生命财产带来巨大损失,提出了基于DTR技术的山体滑坡检测监视系统;当同轴电缆发生变形时,它的特性阻抗将发生变化,向同轴电缆发送测试电磁脉冲,当测试脉冲遇到电缆的特性阻抗发生变化,就会产生电磁波,通过测量反射电磁波的传输时间就知道发生阻抗变化的位置,即山体内部结构变化的地方,及时掌握山体的运动情况。     

基于进入过程带扰动风险模型的破产概率

在风险市场中,索赔过程是受保单过程驱动的,基于此思想,学者们提出了一类新的基于进入过程的非寿险保险风险模型。在简化上述模型的基础上,考虑了一类带布朗运动干扰的风险保险模型,利用鞅方法给出了该模型破产概率的显式表达式以及它的一个上界估计。