滑坡易发性预测不确定性:环境因子不同属性区间划分和不同数据驱动模型的影响

对于滑坡易发性预测建模，连续型环境因子在频率比分析时的属性区间划分数量（attribute interval numbers，AIN）和不同易发性预测模型是两个重要不确定性因素.为研究这两个因素对建模的影响规律，以江西省上犹县为例，考虑5种连续型环境因子AIN划分（4、8、12、16及20）和5种数据驱动模型（层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）、逻辑回归（logistic regression，LR）、BP神经网络（back-propagation neural network，BPNN）、支持向量机（support vector machine，SVM）和随机森林（random forest，RF）），总计25种不同工况下的滑坡易发性预测研究.再开展滑坡易发性指数的不确定性（包括精度评价和统计规律等）分析.结果表明:（1）对于同一模型，随着AIN值从4增加至8再到20时，易发性预测精度先逐渐提升，然后缓慢提升直至稳定；（2）对于同一AIN值，RF模型预测精度最高，其后依次为SVM、BPNN、LR和AHP模型；（3）在25种组合工况下，AIN=20和RF模型的预测精度最高，AIN=4和AHP模型精度最低，但在AIN=8和RF模型组合下的易发性建模效率较高且精度也较高；（4）更大的AIN值和更先进的机器学习模型预测出的滑坡易发性指数的不确定性相对较低，更符合实际的滑坡概率分布特征.在环境因子属性区间划分为8和RF模型工况下高效准确地构建滑坡易发性预测模型.      

三峡库区万州区山湾堰塘沉积物特征及演化历史

万州特有的阶梯状地貌特征是万州地区河流地貌演化及水平地层特殊地质环境共同作用的结果,通过系统的野外地质调查、勘探和资料收集,结合2008年堰塘的湖中钻探,对该堰塘沉积物进行系统取样与分析,并进行了沉积物年龄与成分的测定.结果表明山湾陡崖的崩塌与阶地抬升及区域构造运动一致.绘制了山湾滑坡崩塌堆积物各期次沉积剖面,共分为10个崩塌旋回.结合沉积物测年,研究了山湾滑坡体沉积物沉积速率,得出了山湾危岩陡崖后退速率为0.31~0.37 m/ka.      

降雨型浅层土质滑坡非饱和土－水作用特征试验研究

非饱和土在不同含水率条件下的基质吸力及其抗剪强度对降雨型浅层土质滑坡的防治具有重要意义. 以武陵山区湘西北慈利县陈溪峪滑坡为例,选取了滑坡不同λ置的多组粉质黏土原状样,首先利用现场双环渗透 试验测定其饱和渗透系数,通过室内土－水特征试验获取其水－力相互作用参数,并利用 VG 模型和 Mualem 模 型分别得到试样的土－水特征(SWCC)曲线和渗透系数函数(HCF)曲线;进而开展非饱和土直剪试验,研究不同 含水率条件下滑体粉质黏土的抗剪强度变化规律.试验结果表明:不同水力·径下,粉质黏土土－水特征曲线和 渗透系数函数曲线具有明显滞后效应,干密度越小则滞后效应越明显,基质吸力对体积含水率的敏感性就越小; 粉质黏土由饱和状态到非饱和状态,基质吸力增大提高了黏聚力,导致土体抗剪强度不断增大.研究结论可为降 雨型浅层土质滑坡的防治提供科学依据.      

基于哑变量分析的龙驹坝地区崩塌灾害易发性评价

选择合适的评价模型对准确评价崩塌灾害的易发性至关重要。以磨刀溪流域龙驹坝地区崩塌灾害为对象,对设置哑变量和未设置哑变量的Logistic回归模型进行比选分析,准确建立区域崩塌灾害易发性区划。分析表明:根据Cox & Snell R2和Nagelkerke R2统计量、混淆矩阵、hosmer-Lemeshow检验的结果,设置了哑变量的回归模型对样本的拟合效果较好,对灾害发生的判对率高。设置哑变量的回归模型崩塌概率归一值集中于极易崩区和易崩区,比重和为93%;未设置哑变量的模型仅为65%,前者的区划效果更佳。     

基于水文地球化学信息的某水电站坝区地下水来源分析

针对西南某在建水电站坝区左岸交通洞开挖过程中多处出现滴水、线状或股状流水现象,利用水文地球化学信息分析了裂隙岩体的地下水来源。分析显示,上游支流已建水电站的引水洞对研究区存在渗漏影响,坝区地下水主要是原花岗岩体裂隙水侧向补给和引水洞渗漏补给的混合。两种补给水源水化学特征差异显著,ρ(SO42-)可用来计算不同出水点两种水源的混合比。根据不同出水点引水洞渗漏补给的混合比,结合出水量大小,将坝区分为受引水洞渗漏补给影响较弱区、中等区和较强区,揭示了不同地段的地下水主要来源,为厂房施工过程中涌水量的预测与防渗排水设计提供了依据。     

基于物理模型试验的杆塔基础滑坡防护措施效果研究

大量穿越山地丘陵区的高压输电线路杆塔基础常位于滑坡灾害高易发斜坡地段, 施加适当防护措施提高其稳定性, 是保障输电线路持续安全运行的关键。为研究不同防护措施对杆塔基础滑坡的防护效果, 以湖北省巴东县燕子滑坡为地质原型, 设计制作物理试验模型, 分别开展了极端降雨条件下滑坡在无防护、施加抗滑桩与格构护坡时的物理模型试验, 从试验角度揭示了滑坡变形破坏特征与不同防护措施的防护效果。试验结果表明: 在2种极端降雨工况(50, 100 mm/h)下, 无防护的滑坡体历经了坡表冲刷、裂缝扩展、局部垮塌变形与整体滑动的演化过程; 抗滑桩措施对滑坡整体的防护效果显著, 滑坡整体处于稳定状态, 杆塔基础变形较小, 杆塔倾斜率满足规范, 但坡表会出现冲刷垮塌现象; 格构护坡措施能有效减少坡面冲刷和坡脚垮塌风险, 但在持续强降雨条件下对杆塔基础的整体稳固作用稍弱。物理模型试验结果与滑坡历史变形和实际治理效果吻合, 试验结论可为类似杆塔基础滑坡的破坏机理研究与防护工程设计提供借鉴。      

三峡库区滑带土抗剪强度参数的统计规律研究

收集和整理了近年来三峡库区地质灾害防治工程中近400处滑坡的勘察资料,采用地质分析和工程地质类比法,指出三峡库区内存在5类易滑地层。运用K-S有限比较法,对3 308组抗剪强度参数试验数据分类进行了拟合优度检验,发现5类易滑地层中滑坡滑带土的c、? 值一般均能接受正态和对数正态分布,但c值与? 值相比,最优分布服从对数正态分布者更多,而服从正态分布者更少。针对区内滑带土普遍含有碎石的显著特点,对? 值与碎石含量的相关关系进行了线性回归分析发现滑带土? 值与含石量呈现良好的正相关关系。     

基于广义Hoek-Brown准则强度折减法的岩坡稳定性分析

针对岩质高边坡的稳定性分析问题,开展了基于广义Hoek-Brown破坏准则强度折减法的研究。提出了判别强度折减法合理性的两个基本标准：与Mohr-Coulomb准则强度折减法的一致性和能否体现节理岩体的真实破坏特征。基于以上标准,对比了3种不同的基于广义Hoek-Brown破坏准则的强度折减方法：σci、mi,σci、GSI和mi、GSI均同比折减,理论分析表明：mi、GSI同比折减更符合前述标准。最后,通过对工程实例的对比研究,验证了这一结论,并提出mi、GSI同比折减更能体现节理岩体的真实破坏特征,因而其安全系数的计算结果也更加真实可靠。     

基于物理模型试验的杆塔基础滑坡防护措施效果研究

大量穿越山地丘陵区的高压输电线路杆塔基础常位于滑坡灾害高易发斜坡地段,施加适当防护措施提高其稳定性,是保障输电线路持续安全运行的关键.为研究不同防护措施对杆塔基础滑坡的防护效果,以湖北省巴东县燕子滑坡为地质原型,设计制作物理试验模型,分别开展了极端降雨条件下滑坡在无防护、施加抗滑桩与格构护坡时的物理模型试验,从试验角度...     

湘西陈溪峪滑坡变形机理及稳定性评价

浅层滑坡在我国广泛分布,但在区域范围内分布规律性较差,且具有突发性、隐蔽性和破坏性强等特点。湘西武陵山区地质条件复杂、降雨丰沛、人类工程活动强烈,突发性地质灾害频发,尤以降雨诱发的浅层滑坡为主。文章以湘西地区慈利县陈溪峪滑坡为例,开展了降雨量、基质吸力、地下水位和地表变形等的监测;结合滑坡的现场调查及监测成果,分析滑坡的形成条件和变形机理;在此基础上,考虑基质吸力对边坡稳定性的贡献,将强度折减有限元法推广到非饱和土边坡,计算得到了不同降雨工况下滑坡稳定性。结果表明:当强降雨降落到滑坡体上时,坡内基质吸力值均迅速减小,直至一定值后（9.5 kPa左右）不再变化;坡内地下水位受季节性降雨影响显著,短时强降雨引起地下水变化幅度不如长时间降雨对地下水位造成的影响大;陈溪峪滑坡的地质力学成因为蠕滑推移式土质滑坡,运动形式为沿基覆界面的浅层滑坡;短时强降雨是诱发滑坡变形的最关键因素。陈溪峪滑坡在持续降雨条件下的降雨量预警值约为280 mm,在短时强降雨条件下的降雨强度预警值约为240 mm/d。