软硬互层顺层岩质边坡破坏试验

软硬互层结构的顺层岩质边坡破坏类型复杂、难于防治, 针对此类边坡地质灾害易发、多发的问题, 从坡面角度、岩层倾向及组合形式、节理分布等方面进行了研究。边坡物理模型试验是揭示边坡变形破坏机理的重要手段, 基于相似理论, 以重庆市万州区孙家滑坡为工程依托, 根据滑坡区地质勘探报告设计了室内边坡物理模型试验; 试验通过顶升模型箱模拟重力加载来探究顺层岩质边坡发生破坏时, 前缘坡角和软弱夹层倾角之间的关系; 结合有限元分析软件Plaxis 2D对物理模型进行了多组数值模拟试验, 以验证软硬互层顺层岩质边坡破坏机制。试验结果表明: 对于顺层岩质边坡, 当软弱夹层的倾角在22°左右, 前缘开挖坡角58°左右时, 顺层岩质边坡容易发生滑动, 滑动面为后缘节理面和软弱夹层的贯通面。因此, 顺层岩质边坡稳定性受层面和节理面密度的控制, 当边坡含多层软弱层面时, 易沿层面和后缘节理贯通面发生破坏, 随着软弱面层数增加, 边坡稳定系数逐渐降低。研究成果可以为公路开挖切坡导致的顺层岩质边坡失稳机理研究及其稳定性评价提供理论依据, 为顺层岩质边坡失稳的预测预报提供支撑。      

不同日降雨工况下万州区滑坡灾害危险性分析

以三峡库区万州区为例，选择具有代表性的地质环境指标，分析各指标等级，利用逻辑回归、支持向量机和决策树3种数理统计模型，计算全区滑坡灾害易发性程度，分析3种日降雨工况下滑坡的发生概率，得到各日降雨工况下万州区滑坡灾害危险性分布图。确定了支持向量机模型为万州区滑坡灾害易发性分析的最优模型；万州区滑坡灾害高易发区和高危险区主要表现出沿河道水系呈带状分布、沿高程垂直分布、在城镇区集中分布的特点；特定工况下，万州区滑坡灾害危险性随着日降雨量增大而增大。      

基于有效降雨阈值的澧源镇滑坡灾害危险性分析

以湖南省澧源镇为例,利用证据权模型和灰色关联度模型分别计算了坡度、地层岩性、斜坡形态、土地利用类型、人类工程活动5个因子二级状态证据权值和一级因子权重;综合2种模型确定全区滑坡易发性指数后,完成基于斜坡单元的全区滑坡易发性区划;根据研究区岩土体类型（碎屑岩类、碳酸盐岩夹碎屑岩类、碳酸盐岩类和松散岩土体类）分组研究不同滑坡发生概率下的有效降雨阈值曲线（I-D曲线）。研究降雨时间为3日、有效强度为22.4 mm/d的降雨工况下各岩土体类型滑坡发生的时间概率。综合时间概率和易发性结果得到澧源镇基于有效降雨阈值的滑坡灾害危险性区划图。研究结果表明:澧源镇滑坡灾害高和极高易发区占研究区总面积的25%,主要沿澧河分布;极高危险区和高危险区占研究区总面积的14%,主要分布在澧河北侧。      

基于逻辑回归模型和3S技术的思南县滑坡易发性评价

区域滑坡易发性评价对滑坡灾害防治具有重要意义，贵州省思南县由于其特殊的自然地理和地质条件，受滑坡地质灾害的影响非常严重，因此，非常有必要对思南县的滑坡易发性进行评价。在滑坡编录的基础上，采用由RS、GIS和GPS组成的3S技术，获取了思南县的数字高程模型、坡度、坡向、剖面曲率、坡长、岩土类型、地表湿度指数、距离水系的距离、植被覆盖度和地表建筑物指数10个滑坡影响因子；再在频率比和相关性分析的基础上，利用逻辑回归模型对思南县的滑坡易发性进行了评价并绘制了易发性分布图。结果表明:利用逻辑回归模型预测思南县滑坡易发性的准确率(AUC值)达到0.797，较为准确地预测出了思南县滑坡分布规律；极高和高滑坡易发区主要分布在高程低于600 m、地表坡度较大且以软质岩类为主的区域；而极低和低滑坡易发区主要分布在高程较高、地表坡度较小且以硬质岩类为主的区域。      

基于信息量模型的地质灾害易发性评价:以川东南古蔺县为例

地质灾害威胁着山区人民生命财产安全, 进行地质灾害易发性评价有助于山区城镇进行规划与建设时规避灾害风险。以川东南古蔺县为例, 基于ArcGIS空间分析获取了研究区高程、坡度、岩性、斜坡结构、植被指数、距断层距离和距道路距离7个评价因子, 采用信息量模型分别对滑坡和崩塌灾害进行易发性评价后, 进一步利用ArcGIS单元统计功能对比了滑坡和崩塌易发性的信息量值, 选取相对更大的信息量值作为该栅格的最终信息量值, 绘制了研究区综合地质灾害易发性图, 利用自然断点法将古蔺县按信息量值的大小划分为极低、低、中、高和极高易发区。结果表明: 地质灾害主要分布在断层和道路附近, 断层和人类工程活动是造成研究区地质灾害频发的主要原因; 高易发区与极高易发区面积之和为1 315.62 km2, 占全区总面积的41.32%;预测模型性能经ROC曲线检验, AUC值为0.812 5, 说明栅格最大值法预测的古蔺县综合地灾易发性效果良好。      

基于证据权法的巴东县城滑坡灾害易发性评价

巴东县城由于其特殊的地理位置和特有的地质条件，使之成为滑坡灾害多发地带，严重威胁着巴东县城的发展，因此，有必要对巴东县城进行滑坡易发性评价研究。首先，基于GIS平台分别提取影响滑坡发生发育的各指标因子（地层岩性、地形地貌、地质构造、水文地质条件等），并划分证据层；其次，采用证据权法分别计算各证据层的权重及后验概率；然后将单元各证据层后验概率进行叠加，生成滑坡易发性分区图；最后，使用自然断点法将研究区按滑坡易发程度分为极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区与极低易发区5类，极高易发区与高易发区面积之和约占研究区总面积的33%，其中86%的已有滑坡发生在极高易发区和高易发区，利用成功率曲线检验表明区划效果较好。      

基于模型试验的动水驱动型顺层岩质滑坡启滑机制初探

动水驱动型顺层岩质滑坡数量多、灾害频发、危害大, 是滑坡地质灾害领域的研究重点, 但目前对于滑坡启滑机制的认识仍不充分, 滑坡的准确预报还面临巨大挑战。鉴于此, 以含软弱夹层的中倾角顺层岩质滑坡为研究对象, 通过构建理想的单层滑带滑坡物理模型, 开展了一系列动水作用下的滑坡模型试验研究。结果表明, 动水作用下顺层岩质滑坡从开始变形至失稳滑动需经历初始变形、缓慢变形、加速变形和失稳破坏4个阶段, 而各个阶段的演化特征与滑面粗糙度和倾角密切相关。滑面倾角越大或粗糙度越小, 滑坡体从开始变形至失稳滑动所需的时间则越短; 相应地, 坡体加速变形阶段越不明显, 滑坡破坏的突发性越强。滑带内的渗流冲蚀作用会使滑带土中的骨料流失, 导致其抗剪强度降低, 进而引发坡体滑动。与此同时, 上覆坡体的压剪作用以及变形演化过程亦将反过来影响冲蚀强度。基于滑带土黏聚力随水力梯度和冲蚀时间的变化关系, 提出了渗流驱动下滑带土黏聚力演化模型, 可较好地描述滑带土黏聚力的退化过程。滑面粗糙度的存在不仅显著影响了滑带的冲蚀劣化规律, 还改变了滑带不同区域的破坏模式。此外, 通过考虑滑面粗糙度对滑带不同区域破坏模式的影响, 开展了动水多效应关联分析, 建立了滑坡地质体力学分析模型, 实现了动水作用下顺层岩质滑坡动态稳定性的有效评估。本研究成果可为实际动水驱动型顺层岩质滑坡的预测和防治提供理论参考。      

基于信息量模型和数据标准化的滑坡易发性评价

本文以北川曲山-擂鼓片区为研究区,将坡度、坡向、高程、地层、距断层的距离、距水系的距离和距道路的距离作为该区域滑坡易发性评价因子。采用信息量模型计算了各项评价因子的信息量值,并运用4种标准化模型对信息量值进行标准化处理。各评价因子的权重由层次分析法（AHP）确定。在GIS中将权重值和各评价因子的标准化信息量值,进行叠加计算得到区域滑坡总信息量值,并基于自然断点法对其进行重分类,将研究区划分为极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区和极低易发区5级易发区。将基于4种标准化模型和信息量模型得到的滑坡易发性评价结果进行了对比分析,结果表明：基于最值标准化信息量模型的滑坡易发性评价结果的ROC曲线下面积AUC值为0.807,高于其余模型的AUC值,说明最值标准化信息量模型的滑坡易发性评价效果最好。极高易发区面积占研究区面积的20.03%,离断层和水系较近,主要分布地层为寒武系、志留系和三迭系。研究结果可为区内滑坡风险评价和灾害防治提供参考。     

基于栅格最大值法的县域综合地质灾害建模

四川省地形高低悬殊, 岩性构造发育, 各类地质灾害频发, 开展地质灾害易发性评价具有重要意义。崩塌、泥石流属于广义上的滑坡, 以四川省丹巴县为例, 从考虑不同滑坡类别的区域性地质灾害易发性出发综合考虑崩塌、滑坡、泥石流的空间概率分布。基于ArcGIS通过高精度数字高程模型共选取高程、坡度等10个地质灾害关键控制因素, 采用信息量模型对综合地质灾害进行了易发性评价。最终通过ArcGIS的单元统计(Cell Statistics)功能实现多个栅格图层最大值法合成综合易发性, 进一步利用受试者工作特征曲线(ROC)验证单种滑坡类别易发性模型的精度。按照自然断点法将研究区划分为极低、低、中、高、极高易发区, 高易发区和极高易发区主要集中分布在章谷镇、太平桥乡以及甲居镇等地。研究结果证明信息量模型能对单类地质灾害进行评价, 栅格最大值法是获取综合易发性的一种有效评价方法。      

基于粒子群优化支持向量机的延长县滑坡易发性评价

参数优化问题直接影响着支持向量机的预测精度和泛化能力,粒子群优化算法具有全局最优搜索能力,因此通过粒子群算法优化支持向量机参数可以有效提高预测精度.以延长县历史滑坡数据为基础,分析了岩性、地貌类型、土壤厚度、坡度、坡向、坡高与滑坡分布的关系,并利用滑坡密度值对各定性或定量因子进行了归一化处理;在此基础上,通过区域内所划分的１６３００个斜坡单元作为评价单元,采用粒子群优化支持向量机(PSOＧSVM)算法完成了延长县滑坡的易发性评价.从滑坡密度指标角度来看,评价结果中高易发区和极高易发区的历史滑坡数占比７２．１９％,通过滑坡面积百分比(LAR)等指标进行了有效的验证,均显示出对滑坡易发性评价效果良好.      

Effect of the inclined weak interlayers on the rainfall response of a bedded rock slope

Engineering experience shows that outward dipping bedded rock slopes, especially including weak interlayers, are prone to slide under rainfall conditions. To investigate the effect of inclined weak interlayers at various levels of depth below the surface on the variation of displacements and stresses in bedded rock slopes, four geo-mechanical model tests with artificial rainfall have been conducted. Displacements, water content as well as earth pressure in the model were monitored by means of various FBG (Fiber Bragg Grating) sensors. The results showed that the amount of displacement of a slope with a weak interlayer is 2.8 to 6.2 times larger than that of a slope without a weak interlayer during one rainfall event. Furthermore, the position of the weak interlayer in terms of depth below the surface has a significant effect on the zone of deformation in the model. In the slope with a high position weak interlayer, the recorded deformation was larger in the superficial layer of the model and smaller in the frontal portion than in the slope with a low position weak interlayer. The slope with two weak interlayers has the largest deformation at all locations of all test slopes. The slope without a weak interlayer was only saturated in its superficial layer, while the displacement decreased with depth. That was different from all slopes with a weak interlayer in which the largest displacement shifted from the superficial layer to the weak interlayer when rainfall persisted. Plastic deformation of the weak interlayer promoted the formation of cracks which caused more water to flow into the slope, thus causing larger deformation in the slope with weak interlayers. In addition, the slide thrust pressure showed a vibration phenomenon 0.5 to 1 hour ahead of an abrupt increase of the deformation, which was interpreted as a predictor for rainfall-induced failure of bedded rock slopes.     

The starting mechanism and movement process of the coseismic rockslide: A case study of the Laoyingyan rockslide induced by the “5.12” Wenchuan earthquake

The"5.12"Wenchuan earthquake in 2008 triggered a large number of co-seismic landslides.The rear boundary or cracks of co-seismic landslide are generally located at the steep free surface of thin or thick mountains.Dynamic process of this kind of landslides could be divided into two parts:the seismic dynamic response of the slope and the movement process of rock mass.Taking the Laoyingyan rockslide as an example,the amplification effect was studied by single-degree-of-freedom system analysis method.Besides,the dynamic process of landslide under seismic loading was simulated by the finite difference method(FDM)and discrete element method(DEM).The amplification coefficient of the rockslide to seismic wave is 1.25.The results show that the critical sliding surface of the Laoyingyan rockslide was formed at the 23 th seconds under the action of seismic wave.At the same time,tension failure occurred at the rear edge of the sliding mass and shear failure occurred at the front edge.The maximum displacement was 0.81 m and the initial velocity was 2.78 m/s.During the initiation process of the rockslide,the rock mass firstly broke down along the joints which are along the dip of the rock stratum,and then collapsed bodily along the secondary structural planes.In the process of movement,the maximum velocity of rock mass was 38.24 m/s.After that,the rock mass underwent multiple collisions,including contact,deceleration to 0 and speed recovery after rebound.Finally,due to the constant loss of energy,the rocks stopped and accumulated loosely at the foot of the slope.The longest distance of movement was about 494 m.Besides,the smaller the damping ratio,the farther the rock mass moved.Compared with the results without considering the amplification factor,the movement distance of landslide by considering the amplification factor was more accurate.The study of the Laoyingyan rockslide is helpful to strengthen our field identification of potential co-seismic rockslides.At the same time,understanding its movement and accumulation process can help us better predict the hazard scope of the co-seismic rockslides,and provide a reference for the design of treatment projects.     

雪峰隆起西缘下寒武统牛蹄塘组页岩裂缝发育特征及主控因素

要:基于雪峰隆起西缘下寒武统牛蹄塘组页岩地表露头、岩心、薄片和扫描电镜下天然裂缝特征参数的观察与统计,并借助相应样品的实验测试数据,对牛蹄塘组页岩裂缝的发育特征与主控因素进行了深入分析,并探讨了裂缝发育与含气性之间的关系。结果表明:研究区牛蹄塘组页岩宏观裂缝以构造缝为主,成岩缝次之,构造缝包括高、中角度剪切缝,低角度滑脱缝及少量张裂缝,主要为6期形成,其中第1期高角度剪切缝最为发育,裂缝优势方位为NWW向、NNW-近SN向与NE向。微裂缝主要为层间缝和顺层缝。岩心宏观裂缝多被充填,后期裂缝的充填程度低于前期裂缝。裂缝的发育受构造作用、岩性和矿物组分、岩层厚度、有机碳含量、成岩作用及异常流体高压等多种因素影响,其中构造应力与构造部位是裂缝发育的主要控制因素,区域构造应力决定了裂缝的性质与整体发育特征,局部构造应力与构造部位使裂缝的分布具有差异性,应力相对集中且变化梯度大、地层变形强烈的构造部位更易形成裂缝。此外,页岩在脆性矿物含量高、单层厚度小、成岩阶段晚、有机碳含量高、存在异常高流体压力时,裂缝更发育。研究区牛蹄塘组天然裂缝的发育及伴生的大量微裂缝有效改善了页岩的储渗性能,对提高含气量起重要作用。      

大奔流顺层岩质滑坡溃屈型破坏力学机制研究

溃屈型破坏是顺层岩质边坡一种常见的破坏模式。以大奔流顺层岩质滑坡为例，分析了其溃屈型破坏的形成机制，绿泥石片岩层面发育程度和层面抗剪强度及岩石破碎程度是大奔流滑坡发生的主要地质因素，爆破震动荷载和地下水作用是发生溃屈型破坏的主要诱发因素。基于弹性板梁稳定理论和能量平衡原理，建立了顺层岩质滑坡溃屈型破坏力学模型；通过力学分析，提出了综合考虑滑坡自重、地下水与震动荷载作用的顺层岩质滑坡溃屈段长度条件方程。以大奔流滑坡为实例进行了验算，计算结果和现场破坏特征基本一致，表明了该方法的可行性，为研究顺层岩质滑坡溃屈型破坏的力学机制提供了依据。      

广西泗顶铅锌矿层间滑动带地质特征及控矿作用

层间滑动带在泗顶矿区非常发育.文章介绍了泗顶矿层间滑动带及其上下盘的岩石, 矿物,构造特征和矿体的产出状态,并初步探讨了该区层间滑动带的形成机制及其控矿作用.     

陆相页岩油勘探“进源找油”探索与思考——以渤海湾盆地歧口凹陷沙一段为例

基于源岩油气理论和“进源找油”思想,创建提出了陆相页岩油“六定”思路(定背景、定源岩、定储层、定区带、定资源、定甜点)勘探流程,剖析其地质特征及与常规勘探流程的显著差异,并以渤海湾盆地歧口凹陷沙一段为例进行了论述。按“六定”思路地质评价认为,歧口凹陷在古近纪湖盆扩张和咸化环境下,半深湖—深湖、滨浅湖—湖湾相区分布广泛,发育了多个斜坡构造带,页岩油形成和聚集背景有利。沙一下亚段暗色泥岩、油页岩、富有机质页岩发育,厚度大,分布广,主体处于成熟生油阶段,生烃条件好。受内、外物源共同控制,沙一下亚段形成大面积分布的多期重力流沉积粉—细砂岩和泥—微晶白云岩储层,平均厚度为12.7~70.0 m,叠置发育,连片分布,整体呈低孔、特低—超低渗。沙一下亚段源储一体,发育4类源储配置,源储叠合区主要分布在凹陷中心、宽缓斜坡的中—低斜坡区和中斜坡区,纵向上浊积席状砂岩油层与白云岩油层叠置分布,并与高斜坡及裂缝带砂岩常规油藏横向连片。两类页岩油地质资源量合计中值为5.86×108 t,剩余资源占比大于60%,埋深适中,勘探潜力较大。沙一下亚段已有多口探井钻获工业油流,页岩油富集受构造、微相、成岩共同控制,发育致密砂岩、白云岩2类甜点体和4个甜点段,歧北低斜坡、歧南斜坡、板桥斜坡、歧北中斜坡是歧口凹陷近期勘探的有利甜点区。基于“进源找油”思想提出:需高度重视碳酸盐岩烃源岩生烃贡献和分布研究;应开拓一些“非常规思维”,探源岩(区)挖潜力、究储层找甜点、常规非常规结合立体综合勘探;要持续探索和重点攻关页岩油甜点区(段)识别和评价方法技术,解决选区评价面临的技术难题。     

基于低温氮气吸附和高压压汞表征潜江凹陷盐间页岩油储层孔隙结构特征

为了更全面地表征潜江凹陷潜江组页岩油储层孔隙结构特征,系统选取了距物源不同距离的A井和B井多块页岩样品进行了分析测试,通过场发射扫描电镜、低温氮气吸附和高压压汞实验综合分析了页岩孔隙结构特征;通过对比抽提前后场发射扫描电镜图像、低温氮气吸附和高压压汞实验数据,进一步研究了页岩中滞留烃的赋存空间特征;通过对典型页岩样品的二次压汞实验,探讨了页岩中连通孔隙的孔径分布特征。结果显示:潜江凹陷潜江组页岩油储层孔隙大小为纳米-微米级,孔径2~180 nm的黏土矿物层间孔和白云石晶间孔是该区发育最主要的两种孔隙类型;A井页岩中的滞留烃主要赋存在孔径2~20 nm的黏土矿物层间孔中,滞留烃含量较低,连通孔径主要集中在3~15 nm范围内,B井页岩中的滞留烃赋存在孔径8~100 nm的白云石晶间孔中,滞留烃含量多,连通孔径主要分布在10~130 nm范围内;白云石和黏土矿物的存在都有利于页岩储层储集空间的发育,但远离物源的生物成因的白云石更有利于滞留烃的赋存和可动性。研究成果可以为潜江凹陷页岩油的勘探和开发提供一定的理论支撑。      

歧口凹陷沙一下亚段页岩形成环境及页岩油潜力综合评价

渤海湾盆地是目前我国主要的陆相页岩油资源开采区,歧口凹陷位于盆地腹地,是渤海湾盆地内典型的富油气凹陷之一,但长期以来缺少对不同层位页岩形成环境及页岩油潜力的综合评价。选取歧口凹陷沙一下亚段富有机质页岩为研究对象,综合运用地化录井技术和生排烃模拟技术,进行歧口凹陷沙一下亚段页岩沉积特征的描述和页岩油潜力的综合评价。研究结果显示,①歧口凹陷沙一下亚段沉积于水体盐度较高的还原-强还原环境,营养物质丰富,气候炎热湿润,适宜生物大量繁殖,生产力水平高;②结合生排烃模拟实验结果,研究区沙一下亚段页岩生烃能力强、生烃效率高、排油率较低,生成的原油仍大部分残留在页岩中,具有良好的勘探潜力;③研究区沙一下亚段页岩中含有适量碳酸盐矿物,在成岩过程中改善了储集条件,为页岩油提供了良好的储集场所。歧口凹陷西南缘海侵的发生从沉积环境、古生产力及对成岩作用影响等方面促进了沙一下亚段有机质的富集,而有机质富集、生烃强度高以及良好的储集条件共同控制了沙一下亚段页岩油的大面积分布。研究区沙一下亚段页岩油储层可分为碳酸盐岩和混合沉积岩2种类型,综合2种储层的含油性特征后发现,碳酸盐岩矿物含量和脆性指数对页岩含油性有着极大影响。有利勘探区域为构造裂缝发育的宽缓斜坡区和白云岩化程度较高的地区; 有利勘探层段为孔隙和微裂缝发育的白云岩、白云质页岩和灰质页岩层段。该研究成果可为歧口凹陷页岩油的勘探开发提供指导。      

宜昌斜坡区南华系-震旦系断坳结构发现及其地质意义

宜昌斜坡区钻获南方复杂构造区下寒武统水井沱组、下震旦统陡山沱组高含气页岩，首次实现了古老层系页岩气重大发现，南华系-震旦系构造-沉积格局是认识盆地构造属性及古老页岩气富集的关键。基于前人的研究成果，开展了宜昌地区南华系-震旦系沉积岩石特征、地震资料分析。结果表明:宜昌及周缘存在克拉通内Ⅰ型(宜昌型)、克拉通边缘过渡区Ⅱ型(长阳型)断坳结构控制的沉积区类型。在经历了早期断陷、中期成冰、断坳转换及晚期坳陷4个演化阶段，断坳结构控制了陡山沱组及灯影组-水井沱组Ⅰ_Ⅰ型台地边缘-斜坡和Ⅰ_Ⅱ型台内洼地及Ⅱ型陆棚相沉积区，富有机质页岩相对发育。结论认为:Ⅰ型、Ⅱ型断坳结构发育区是陡山沱组-水井沱组自生自储页岩气的规模聚集区；Ⅰ型控制下灯影组旁生侧储边缘滩也是天然气聚集的有利场所。