地震触发崩塌滑坡自组织临界性研究

汶川地震触发了大量崩塌滑坡灾害.这些规模差异巨大的现象之间,能量及空间是否存在着确定的分布规律?巨型崩滑和小规模坍塌是否遵从不同的形成机理?这些都是亟待解决的基本科学问题.作者在自组织临界状态(SOC)的概念框架下,通过震区典型路段考察,发现位于地震Ⅸ度区的崩滑工点,崩滑方量及崩滑体深度,与崩滑工点数目之间存在着良好的负幂律关系,地震Ⅹ度区也体现出有类似特征;拟静力模拟地震的沙堆离心模型实验表明,模型底板倾斜1.5°时,崩塌的动力学特性可以用幂律描述,底板倾斜达到3°时服从正态分布;元胞自动机模型数值模拟表明,随扰动强度增加沙堆模型动力学特性的演变是渐进的.从而从整体理论上对上述问题提出新的解释:处于青壮年期的山地斜坡系统具有SOC的内禀基本属性;存在一个地震强度阈值,在此之下地震触发的崩滑规模与出现频率之间的分布规律可用幂律描述,巨型崩滑灾害和小规模坍塌现象遵从同一形成机理.全新的认识可望为地震触发崩塌滑坡灾势评估提供普适性的概型并建立应用框架.     

汶川县地震诱发崩滑灾害影响因素的敏感性分析

震后遥感影像与调查结果表明,汶川Ms 8.0级地震在汶川县城约4 083 km2的区域内诱发了 5 528余处崩塌、滑坡灾害.利用GIS技术对地震地质灾害的分布与地层岩性、距断裂距离、坡度、高程等因素的关系进行统计分析,结合崩滑的确定性系数方法(CF),对诸影响因子进行敏感性分析,确定该区域内各因子最利于地震滑坡发育的数值区间,结果表明:地震崩塌滑坡主要分布在元古界、震旦系、二叠系硬质岩石分布的地层里,坡度为大于40°的坡体上;活动断裂10 km缓冲区内,未动断裂6 km缓冲区内崩滑密集分布;崩滑发育较有利的高程范围位于1 000～2 500 m;相对高差范围位于600～1 000 m之间,岷江干流对崩滑分布起绝对控制作用.分析得出影响本次崩塌滑坡分布的因子具有地震波传播介质效应和距离效应;由地震产生的崩滑与降雨诱发的崩滑在岩性、坡度的发生区间上有较为明显的区别;并为进行其他地区区域地震崩滑灾害稳定性评价提供了可以借鉴的科学依据.     

斜坡危岩体崩塌运动的数学模型及工程应用

崩塌是"5·12"汶川地震诱发的主要次生地质灾害之一,在对灾区村镇大量崩塌体现场调查的基础上,将崩塌危岩体的运动过程分为自由落体、弹跳和滚动3个阶段,建立了各阶段运动过程的数学模型.以灾区九寨沟杨家岩崩塌体为例,计算了危岩体的运动速度、滚动距离和冲击力,为灾后重建中崩塌体的治理提供了依据.     

InSAR技术在地质灾害早期识别中的应用

我国川西地区近年来发生多次7.0级以上地震,诱发大量震裂山体。震裂山体有着高位隐蔽性特点,对灾区人民的生命财产造成了极大威胁。InSAR技术对于识别潜在崩滑地质灾害有着较好的应用效果,本文采用InSAR技术与地表专业位移监测方法对杂谷脑河左岸进行地质灾害识别。研究结果表明:通过InSAR技术识别出该区域存在3处变形体,其中黄泥坝子滑坡在2017年8月10日产生整体滑动,西山村滑坡仍在蠕滑变形,裕丰岩变形体(疑似滑坡体)为蠕滑变形;通过地表专业位移监测结果,显示西山村滑坡变形趋势与InSAR结果一致,验证了InSAR结果的合理性;西山村滑坡体失稳后堆积体运动演化过程具有阶段性特征,即加速滑移阶段、减速滑移阶段、渐进稳定阶段。     

震后崩塌体与滑坡体泥沙起动条件研究

"5·12"汶川大地震具有震级高、震源浅、破坏性强、次生地质灾害严重的特点.地震引发了大量的次生灾害,主要为滚石、崩塌、滑坡、堰塞湖和泥石流.大多数次生山地灾害均会产生大量的泥沙进入河道,譬如强烈的主震和余震作用下进入河道的泥沙,堰塞坝开挖泄洪通道岸坡泥沙以及降雨、山洪等因素作用下可能进入河道的崩塌体与滑坡体泥沙等.研究泥沙输移规律对于灾后重建中的滑坡和泥石流灾害监测预警、河道整治与防洪、预防工程诱发灾害以及堰塞湖后续处理与资源利用具有指导作用.根据边坡上泥沙的起动特点,结合已有泥沙起动研究基础,充分考虑相对暴露度、相对粗糙度、形状系数等影响因素对泥沙起动的影响,对震后崩塌体与滑坡体泥沙的再起动进行了研究,得到了震后崩塌体与滑坡体泥沙起动条件.     

汶川地震灾区帽壳子滑坡形成泥石流的过程和特征

实地调查了汶川地震灾区北川县帽壳子滑坡转化为坡面泥石流和沟道泥石流的基本特征和形成过程,并利用能量守恒原理和Takahashi泥石流运动模型对其运动特征进行了分析。结果表明：对于强震诱发的滑坡,其层间碎块石土体强度低,滑坡体内部裂隙发育,在强降雨作用下容易转化为泥石流;滑坡转化为坡面泥石流的过程为岩土体沿基岩面下滑→撞击→强碎屑化→流动→快速停积;滑坡转化为沟道泥石流的过程为滑坡体崩滑→弱碎屑化→水流掺混→掏蚀沟道→流动堆积;滑坡转化为坡面泥石流后,起始速度较快,但没有沟道限制和水力作用,因此运动阻力较大,冲出距离远小于沟道泥石流;利用Takahashi泥石流运动模型计算得到的沟道泥石流冲出距离与实际观察值比较吻合。     

震后次生山地灾害对山区道路的危害及防治体系

山区地质地貌条件复杂,使得我国山区道路沿线的山地灾害广泛发育,5.12汶川地震诱发的生山地灾害使得山区道路沿线的环境进一步恶化。分析了汶川地震震后两年多时间内崩塌滑坡、泥石流的活动特征及其对山区道路的危害,其中震后崩塌滑坡主要以小型的堆积层崩滑为主,且分布范围广,而震后的泥石流则表现为规模大、频发性、群发性、持续时间长等特点。为保证山区道路的畅通,必须采取有效的措施对威胁道路的次生山地灾害进行综合防治,提出了震后山区道路灾害防治与管理体系。     

“10·10”西藏白格滑坡运动特征反演分析

为获取“10·10”白格滑坡运动规律与特征，基于“10·10”白格滑坡发育的3大区（启动区、堆积区、冲击区）和6个运动阶段（主体失稳破坏、牵引区启动、高速临空滑跃、冲击对岸、折返相撞及水砂射流、堆积坝次级滑移）,对滑坡碎屑体堆积状态及其在四川岸的冲击形态进行分析。采用谢徳格尔法及能量转化计算方法，选取滑坡体冲击高度的5个特征点，计算滑坡碎屑体在各运动阶段的运动速度。结果表明：主滑区阻滑区滑体以2.2 m/s的初速度启动，从启动区至剪出口，速度不断增大，5个特征点达到最大速度，分别为H₁ 67.0 m/s、H₂ 73.0 m/s、H₃ 73.7 m/s、H₄ 73.2 m/s、H₅ 68.3 m/s;牵引区滑体到达剪出口时，速度为70.2 m/s;主滑区阻滑区滑体的滑动速度具有从中间向两端递减的态势，其中滑坡主滑方向的中间位置速度最高，达73.7 m/s;滑体整体剧动时所释放的能量E至少为10^10.8J,引起震动相当于4.0～4.7级的表层基岩地震。通过滑坡...     

基于滑坡成因的汶川地震堰塞湖分类及典型实例分析

汶川地震引发了大量的堰塞湖,其带来的长期危害成为灾区恢复重建过程中引人关注的问题之一.依据地震滑坡成因机制及特点,对地震堰塞湖进行了类型划分,从地震滑坡(崩塌等)灾害的形成机制将堰塞湖分为整体滑动型堰塞湖和崩滑型堰塞湖两个大类.在崩滑型堰塞湖中,根据滑坡的成因特点又分为坠落-滑动型堰塞湖和坠落-弹射-滑动型堰塞湖两个亚类.并列举各种类型地震堰塞湖的典型实例,分析总结了各种类型的成因方式、发育特点及应急处置措施.对提高地震堰塞湖的认识具有一定的学科意义,对地震恢复重建过程中堰塞湖的长期防治具有一定的科学指导意义.     

汶川地震山地灾害对环境因素的响应机制

为了研究汶川地震山地灾害灾害分布对环境因素的响应机制,通过对汶川地震灾区的调查和遥感解译,详细分析灾害分布特点,用GIS平台对4722个典型灾害点的环境因素进行分析,得出以下结论:1)地震能量释放的长短轴效应造成地震能量主要沿断裂带释放,灾害点沿中央断裂呈条带状分布,在距中央断裂20km范围内集中灾害总数的64.42%,逆冲断裂的上下盘效应使上盘灾害发育程度明显高于下盘和下盘灾害密度经历先降低后升高再降低的变化;2)灾害点在山地地区集中分布在河谷两岸,河谷岸坡对地震的放大作用使坡体上部岩土首先崩解,带动坡体下部的岩土一起运动,形成"山剥皮"特点的崩滑型灾害;3)灾害总数的99.43%集中分布在地震烈度Ⅶ度及其以上地区,地震的场地效应使灾害在易滑岩层中较为发育;4)在区域地势变化与地震断裂破裂一致的方向上有利于地震能量的传播,灾害更容易发生,规模较大的滑坡主滑方向也大多数发生在两者的并集方向.     

高速远程滑坡热-水-力耦合效应与沿程侵蚀研究

为研究高速滑坡超强流动性及沿程侵蚀问题,本文在Goren热-水-力耦合模型的基础上结合滑坡侵蚀率公式,构建了考虑沿程侵蚀影响的一维高速远程滑坡热-水-力耦合物理模型,提出了有限体积法隐式格式与TDMA耦合算法,对高速滑坡运动热水力耦效应及侵蚀效应进行数值模拟。结果表明：高速滑坡运动过程中热水力耦合效应提升了滑坡的流动性并显著影响滑坡的沿程侵蚀作用。     

崩滑碎屑体堵江成坝研究综述与展望

堰塞坝是由崩塌、滑坡、泥石流等斜坡失稳体堵塞河流而形成的天然坝体。我国是堰塞坝的高发区,在作者统计的全世界范围内堰塞坝案例中,发生在我国的高达758例,占比59%。近年来,频发的地质构造活动和极端气候灾害(台风、暴雨、融雪等)诱发了大量的堰塞坝,严重威胁所在流域的生命财产安全。崩滑碎屑体堵江形成的堰塞坝通常结构松散、稳定性差、溃决程度大、溃决速度快,容易形成巨型洪灾,对下游生命财产造成更大危害。首先简要总结了一般堰塞坝堵江研究,阐明了崩滑型堰塞坝成坝特点。然后分析崩滑碎屑体运动及破碎机理和碎屑体堵江成坝机理研究,明确了颗粒破碎和水流条件对坝体形态特征、物质组成和稳定性的作用。崩滑碎屑体堵江通常有3种成坝模式：滑入型、爬高型和折返型,不同类型堰塞坝的稳定性具有显著差异。堰塞坝的稳定性与坝体关键特征参数(几何形态、坝体结构和物质组成)密切相关,而坝体特征参数又主要由崩滑体在运移过程中碰撞破碎和入河堵江时的固液耦合作用共同决定。考虑上述两种因素,结合物源性质、边坡地形、河谷及水流条件,本文提出了成坝影响因素与堰塞坝的空间形态、结构特征及稳定性的内在关系的研究思路,以便建立基于坝体稳定性快速评价的坝体特征预测模型。本研究的开展可为堰塞坝形成前坝体特征的事先预测以及堰塞坝形成后坝体稳定性的快速评估等方面的研究与实践提供重要理论依据。     

滑坡预测技术发展概论

本文介绍了滑坡预测技术的研究发展阶段,按空间预测模型与时间预测模型对现有一些模型进行了简要的描述,介绍了各种模型的适用性及原理,最后,指出了滑坡研究中存在的问题以及未来的发展方向.     

滑坡稳定性的模糊综合评价

渝东南地区地表崎岖,多崇山峻岭,沿江河冲沟发育,为滑坡、泥石流等不良地质现象提供了天然条件.以庙堡坪古滑坡为例,运用模糊综合评价方法,从地貌形态、地层岩性、地质构造、滑体密实度、水文地质条件5个方面,分为2个层次,共7个因子建立了滑坡稳定性评价的模糊综合评判模型,确定了各因素等级标准和权重,根据最大隶属度原则,得出水库蓄水后该滑坡稳定性较差的结论,并提出了相应的工程处理措施.     

陕西泾阳南塬黄土滑坡滑带土残余剪切强度特性

为探求陕西泾阳南塬高速远程黄土滑坡的复活机理,从大型黄土滑坡滑带采集原状黄土试样、古土壤试样(原状土),部分制备重塑试样(重塑土),进行不同体积含水率下的反复剪切试验,从而获得滑带土残余剪切强度指标与体积含水率、黏粒含量之间的关系。结果表明:原状土和重塑土的剪应力-位移曲线均为硬化型; 在不同的垂直压力下,原状土和重塑土的残余剪切强度差值变化较大; 当剪切强度达到峰值强度以后,随着剪切位移的继续增大,原状土和重塑土的残余剪切强度都有一定程度的损失,这种损失因垂直压力的不同而不同; 对同类土,通过反复剪切试验获得的内聚力和内摩擦角随体积含水率的增加而降低; 相关性分析表明,该区滑带土的黏粒含量较低,对残余剪切强度的内摩擦角影响很小,尤其是当天然体积含水率较低时,体积含水率的变化对残余剪切强度的影响远远大于黏粒含量的影响。     

基于AHP的铁生沟滑坡风险评估研究

根据对铁生沟滑坡的长期监测结果,依据滑坡灾害产生的各种内在因素和外部条件,采用层次分析法建立了层次结构模型,计算出了该滑坡的危险度;经提取人口、经济发展及环境指标,对其进行易损度计算,综合评价该滑坡属高风险地质灾害.     

Fuzzy Comprehensive Evaluation on Landslide Stability

渝东南地区地表崎岖,多崇山峻岭,沿江河冲沟发育,为滑坡、泥石流等不良地质现象提供了天然条件.以庙堡坪古滑坡为例,运用模糊综合评价方法,从地貌形态、地层岩性、地质构造、滑体密实度、水文地质条件5个方面,分为2个层次,共7个因子建立了滑坡稳定性评价的模糊综合评判模型,确定了各因素等级标准和权重,根据最大隶属度原则,得出水库蓄水后该滑坡稳定性较差的结论,并提出了相应的工程处理措施.     

滑坡涌浪的产生与传播波形分析

主要研究水平匀速滑坡涌浪的生成与传播过程．当滑坡体匀速前进时，会形成一个冲击波，停止前进后，在滑坡体与冲击波之间又形成一个稀疏波，当稀疏波追赶上冲击波时，则会发生两个波的相互作用，我们利用(u,h)曲线，定性地得到稀疏波与冲击波经过相互作用以后，可能产生两种不同的波形，即反射的冲击波和入射的冲击或者反射的冲击波和入射的的稀疏波，并且给出了产生不同波形所对应的条件。     

吉家河滑坡变形实时监测研究

根据对吉家河滑坡的实地考察,制定滑坡变形实时监测方案,在滑坡体上设置10个地表变形监测点,并设置3个钻孔用于滑坡深部变形监测,在钻孔底部埋设孔隙水压力计,用于对滑坡内部孔隙水压力的监测.通过为期14个月的监测及对监测数据的分析,说明吉家河滑坡由南向东向左旋转变形,变形量不大,整体保持稳定.     

滑坡灾害应急处置中物探技术的作用——以湖北恩施州屯堡乡沙子坝滑坡为例

恩施州屯堡乡马者村沙子坝滑坡是该州地质灾害重点监测对象之一,属特大型土质滑坡。2020年6月8日入梅以来,连续的强降雨诱发马者村沙子坝滑坡体滑移,产生滑坡泥石流并堵塞清江形成堰塞湖。在接到上级执行防汛抢险任务的指令后,携带物探设备连夜立即赶赴现场,探测滑坡体厚度。这是一次临时性、突发性的应急勘探,没有时间搜集研究测区地质资料,也没有时间仔细研究设计方案,上级要求就一个快字。在滑坡体后缘及西侧共布设了6条高密度电法剖面,使用温纳装置,针对区内覆盖层厚度开展探测工作,为划定滑坡影响范围及估算滑坡体积提供数据支撑,根据探测结果同时结合现场地形地貌及区域地质资料,对区内覆盖层厚度进行了推断,同时在滑坡体后缘发现了一条疑似破碎带,为应急抢险指挥部的相关决策提供了科学依据。结果表明,地球物理勘探在地质灾害应急处置中可发挥积极的作用。