三峡库区木鱼包滑坡不同库水升降速率变形响应离心模型试验研究

本文采用地表位移监测和离心机模型试验研究了木鱼包滑坡在不同库水升降速率条件下的变形响应规律,取得以下认识:(1)木鱼包滑坡在重力和库水等因素作用下,促滑段不断挤压抗滑段而发生推移式蠕滑变形。(2)木鱼包滑坡变形主要受库水位高程和升降速率影响,降雨对滑坡的变形影响有限。165～175 m水位时,较高的库水上升速率才能造成月累计位移量大于30 mm的滑坡变形事件,而较低的库水下降速率则能造成大量月累计位移量大于30 mm的滑坡变形事件。145～165 m水位时,滑坡对库水升降速率的变形响应降低,滑坡月累计变形量基本处于30 mm以下。(3)滑坡的变形与库水浮力和动水压力有关。库水升降速率较小时,坡体内外水头差很小,库水浮力控制滑坡的变形;在库水升降速率提升后,坡体内外水头差增大导致动水压力增强,促使滑坡在库水抬升阶段的变形减弱,而在库水下降阶段的变形得到加强。(4)木鱼包滑坡的变形响应表现出自调节自适应性,首次蓄水对滑坡稳定性影响最为显著,后续的周期性库水升降过程中,对库水变动响应的敏感性有所减弱。以上研究结果可为三峡库区滑坡防治和库水调度优化提供有益借鉴。     

非均质边坡多级稳定性分析方法

为了实现对非均质边坡稳定性的全面表征与系统评价,提出了一种针对非均质边坡的“多级次”评价方法。这种方法以强度折减理论为基础,首先对岩土体进行多次局部强度折减,得到边坡不同深度、不同岩层控制的多级潜在滑动面;然后运用极限平衡法进行各个潜在滑动面的稳定性计算,即可得到边坡不同深度、不同级次的稳定性系数。这种方法在确定多级滑动面的过程中充分利用了强度折减法客观性的优点,避开了极限平衡方法主观性的缺点,折减所得滑动面更能反映边坡在重力作用下的变形破坏过程,优于滑弧法搜索结果。通过规则模型的验证及实际边坡的应用,证明这种方法对于综合评价非均质边坡的稳定状态是有效的,并可为边坡的治理、监测设计及施工提供指导。     

地质灾害气象预警与减灾服务

正地质灾害气象预警的概念地质灾害气象预警是基于气象因素的地质灾害区域预警,是对前期过程降雨量、预报降雨量等气象因素引发地质灾害的可能性大小预测预报并向社会发布的行为。根据斜坡岩土体的含水量必须达到某一界限值才可能在一次降雨过程中产生崩塌滑坡和泥石流等地质灾害的统计分析,可以对地质环境要素、气象因素和人类活动等引发地质灾害的可能性大小进行预警(图1)。中国地质灾害气象预警分为4个等级(表1)。     

探地雷达在斜坡震裂变形探测中的应用研究

5.12汶川大地震造成了大量山体震裂变形,形成了众多次生潜在灾害。这类震裂变形的深部特征是控制斜坡稳定性和发展演化规律的关键。本文以探地雷达为主要手段,结合探槽开挖验证对比,选择实例震裂边坡,对震裂变形的深部特征及探地雷达图像显示特点进行了研究。研究结果认为,斜坡震裂变形破坏深度一般不超过2m,裂缝近垂直向下发育,少数微倾坡外,探地雷达反射图像显示为双曲线特征,总体构成封口状"八"字形。研究成果为快速、有效探测震裂裂缝,尤其是垂向裂缝的深部扩展特征提供了有效参考方法,同时也为防灾减灾提供了技术支撑。     

硫酸钠溶液在降温结晶过程中的盐胀与冻胀

在降温过程中,硫酸钠溶液溶解度降低,硫酸钠结晶析出。当温度降低到一定温度时,除硫酸钠结晶外,溶液中的水也结晶析出。溶液在孔隙中的结晶是导致孔隙介质变形与破坏的主要原因。为探明孔隙介质中溶液结晶导致孔隙介质变形与破坏机理,构建了Na_2SO_4+H_2O二元体系在降温结晶过程中的体积变化率计算方法。该方法依据Na_2SO_4+H_2O二元体系中各相态的平衡浓度计算各相态在不同温度下的含量,进而根据该温度条件下溶液及晶体体积计算体系的体积变化。计算结果与前人试验结果比较发现,计算方法能很好地预测Na_2SO_4+H_2O二元体系在平衡态转化过程中盐胀与冻胀量。此外,在降温冻结过程中,盐胀率远远小于冻胀率;当晶体为Na_2SO_4·7H_2O时,盐胀阶段的体积增长率较小,而冻胀阶段体积急剧增长。     

协同滑坡预测预报模型的改进及其应用

由于原始协同模型中将第一个数据点作为已知条件缺乏足够的论证,可能导致预测预报精度较低,故对原始协同模型进行了改进,推导了改进的协同模型位移预测值和滑坡发生时间预报值的计算公式;另外,根据原始协同模型中以速度最大值作为滑坡时间预报判据缺乏合理性,以加速度最大值作为预报判据更加符合滑坡力学机制的结论,推导了协同模型加速度最大值预报判据预报值的计算公式。基于推导的公式,编写了Matlab程序进行计算,一些滑坡实例的协同模型预测预报结果表明：①与原始协同模型的预测预报结果相比,改进模型的位移预测精度更高、预报的滑坡发生时间更早,且更接近于滑坡实际发生时间;②对于速度和加速度最大值两种不同判据的滑坡时间预报结果,加速度最大值判据的预报时间早于速度最大值判据的预报时间,且其预报准确度较高;③改进的模型加速度最大值判据的预报时间较准确,且稍早于滑坡实际发生时间,故能起到提前预报的作用。因此,改进协同模型优于原始模型,加速度最大值判据优于速度最大值判据,用改进模型加速度最大值判据进行预报是可行的,且预报效果较好。     

基于局部强度折减法的大型边坡安全度分区

针对大型边坡可能具有多个滑动方向和多级滑动面的特点,提出安全度分区的方法。这种方法以强度折减理论为基础,首先选取典型边坡地质剖面建立二维数值模型,通过局部折减搜索不同深度的潜在滑动面,确定边坡的多种破坏模式,运用极限平衡法进行各个潜在滑动面的稳定性计算,即可得到边坡不同深度处的稳定性系数。然后,建立三维数值模型,并对三维模型进行各种破坏形式的局部强度折减,分析各种破坏形式下的影响范围。最后,综合分析各种破坏形式的稳定性系数及其变形破坏影响范围,对边坡进行安全度分区。以龙江特大桥基础边坡的安全度分区为例,证明这种方法对于全面刻画大型边坡的稳定状态是有效的,并可为边坡的监测设计、治理设计及施工提供指导。