黄土地区地质灾害链研究初探

黄土由于湿陷性、大孔隙、水敏性等特点,导致黄土地区的地质灾害广布,并且各灾种之间表现出明显的链生效应,使得黄土地区地质灾害的成因机理及防治研究愈发复杂。本文通过分析整理黄土地区典型灾害及灾害链事件,归纳了黄土地区灾害的发育现状,详细描述了两条典型的黄土地质灾害链式结构,并以天水大沟滑坡-泥石流灾害为例,阐述了黄土灾害链链生过程中的放大效应。根据黄土灾害研究现状,凝练了黄土灾害链研究中的3个关键问题,针对性地提出各自的研究思路,并指出今后需更加注重黄土灾害链的风险评价及断链措施方面的研究。本文针对黄土地区灾害链研究中若干问题的初步思考,旨在为后续的灾害链研究提供科学建议。     

黑方台地区马兰黄土渗透特性及结构损伤试验研究

持续引水灌溉改变了马兰黄土的结构,降低了土体的抗剪强度,导致黑方台地区黄土滑坡频繁发生,严重影响着当地居民生命和财产安全。为了明析马兰黄土的渗透过程,取黑方台马兰黄土为研究对象,分别开展核磁共振(NMR)试验及扫描电镜(SEM)试验,以解释此类黄土在不同初始含水率及不同干密度下的渗透特性及结构损伤微观特征。研究结果表明：入渗速率与土体初始含水率呈负相关关系,土体初始含水率越高,其充水微小孔隙增加速率越慢,充水中大孔隙增加速率越快;入渗速率与土体干密度呈负相关关系,且会率先形成高含水率区域,土体干密度越大,其充水微小孔隙增加越慢,充水中大孔隙增加越快。入渗前后对比发现,试样初始含水率越高,微小孔隙增加比例越小,颗粒间接触方式变化越不明显;干密度越大的试样不同孔隙体积基本按等量变化,接触面积明显减少,形成更多的架空孔隙,连通性较好,具有较好的储水能力。入渗后试样原本的致密结构丧失,颗粒破碎严重,部分细长状颗粒向似椭圆状颗粒演化,颗粒间接触方式变为点边接触,粒间胶结作用遭受损伤破坏,甚至部分团粒中颗粒分离、脱落,使得土体强度丧失,最终导致滑坡发生。研究结果可为黄土滑坡的防治提供依据。     

陕西泾阳“3·8”蒋刘黄土滑坡成因及运动特征分析

2016年3月8日上午泾阳南塬蒋刘村附近发生一起黄土滑坡-泥流。调查发现：滑坡区地下水位已经到达了坡脚,多处出现冒水点,地表垂直溶蚀裂缝发育,同时后缘深部多处可见贯通的裂隙,为水流入渗提供了优势通道。测试了滑源区土体体积含水量,发现滑坡区古土壤的隔水效应很强,导致古土壤层形成滞水层,黄土层开始积水,形成高含水量带,从而形成易滑层,导致“3·8”蒋刘黄土滑坡失稳。利用LS_RAPID软件对滑坡的运动过程进行了分析,结果显示：整体运动过程分为4个阶段：0~4.0 s为滑坡的启动阶段,坡体迅速坍塌,最大速度达到了10.3 m·s^-1;4.0~4.9 s为坡体与地面的接触碰撞阶段,滑体开始减速,在4.9 s的时候减到了7.3 m·s^-1;4.9~6.7 s为二次加速阶段,滑坡体在平坦的阶地上形成了泥流,加速前行,最大速度达到了18.4 m·s^-1;6.7~29.5 s为减速停止阶段,滑坡动能逐渐散尽,运动停止。滑坡最终滑动距离达到275 m,滑动时间29.5 s,滑动距离与堆积范围和野外调查基本一致。     

基于卫星云图的对流初生预测技术综述

简要回顾了国内外利用静止气象卫星云图资料进行对流初生预测研究工作的进展,详细介绍了近年来国外提出的对流分析追踪(SATCAST)和对流初生临近预报(UWCI)两种方法的原理和流程,重点对这两种方法在实际应用中的技术性能进行了对比分析。     

2011年长江中下游地区旱涝急转成因分析

利用NCEP和国家气候中心提供的再分析资料,对2011年发生在长江中下游地区的旱涝急转事件的成因进行了初步分析。结果表明:此次旱涝急转发生在特定的大尺度环流背景下,5月极涡偏强,而南亚高压和西太平洋副热带高压均偏弱、偏南;6月极涡强度变弱、范围偏小,而南亚高压增强、西移,西太平洋副热带高压加强、西伸。季风活动异常是引发此次旱涝急转的重要因素,前期南海夏季风强度弱,且中间一度中断,6月初突然增强并北推至长江中下游地区。前期我国主要的3条水汽输送带均明显偏弱,6月初又明显加强,导致大量暖湿气流汇集于长江中下游地区并与南下的冷空气交汇,为旱涝急转的发生提供了良好的水汽条件。2010年7月开始至2011年4月结束的拉尼娜事件是此次旱涝急转事件可能的重要外强迫条件之一。     

台风数值预报技术研究进展

介绍了近年来台风涡旋初始化技术、台风数值预报模式技术,以及台风数值预报中的关键物理过程等数值预报技术的研究进展情况。     

吸力基础抗拔与拔出机理的研究进展

黄土是第四纪以来形成的具有多孔隙弱胶结的特殊沉积物,受自然环境及人类工程活动影响,黄土体内分布大量不连续面,统称为黄土界面。黄土界面是黄土灾变的本底控制因素。依据界面灾害效应,黄土界面划分为巨观、宏观、细观和微观界面。黄土细观界面是指分割黄土块体的不连续面。本文通过野外调查,归纳出细观界面具有圆形状、对钩状、尖灭状及V形状的几何形态特征,组合特征表现为发散型的爪状、阶梯状、羽列状以及闭合型网格状。按成因分类为物理力学成因、生物活动成因、水土耦合成因、风化成因以及异相成因。黄土细观界面的发育演化是一个动态循环再生过程,具有时空特性、辐射特性,对土体具有分离、松动和软化渗透的灾变效应。本文针对黄土细观界面的初步探讨,旨在完善黄土界面灾变理论体系的科学基础,以期为黄土灾变机理研究提供科学参考依据。     

冰雪型地质灾害链高位萌生、动力溃散及物相转化过程剖析北大核心CSCD

受全球气候变暖对高海拔山地区气温放大效应影响,冰雪型地质灾害趋于增多,且普遍呈现链式发育特征,具有灾害类型动态转化、影响范围大、破坏程度高等特点,严重威胁区域内重大工程建设安全。基于实地考察与文献调研方式,将高寒山地区常见冰雪型地质灾害凝练为:冰岩崩、雪岩崩、冰雪型碎屑流、冰碛物堆积滑坡、冰湖溃决、冰川型泥石流6类,并分别剖析各自典型的发育特征;而后,对冰雪型地质灾害3种典型链式组合关系予以剖析,发现:冰雪型地质灾害链普遍存在“高位萌生→动力溃散→物相转化”动态演化过程;据此,对冰雪型地质灾害高位萌生、动力溃散及物相转化三阶段特征及内在机制进行分析,明确了冰雪型地质灾害的“高位萌生→位能转化→侵蚀铲刮→滑移堆积”累积链生放大机理。最后,对冰雪型地质灾害链各演化阶段进行评价模型梳理,认为:新型破碎-扩散模型、Flores接触力模型可用于评价冰雪型地质灾害高位萌生向动力溃散过程;犁切模型可较好描述其侵蚀铲刮与体积放大过程;颗粒流模型、空气润滑模型、超孔隙水压力模型可用于揭示后续的高速滑移堆积特征;而Voellmy流变模型、Bingham流体渗流模型可较好解释其灾害链条的物相转化特征。研究对于科学评价冰雪型地质灾害链动态演化过程具有基础参考价值。     

冻融循环下滑坡古土壤细微观结构及力学性能研究

黄土与红黏土这一地层结构组合在黑方台地区普遍存在,黄土与红黏土之间存在渗透差,在持续灌溉条件下红黏土层会出现滞水效应,从而发生层带软化现象,最终诱发滑坡。本文分别开展室内土工试验、核磁共振试验(NMR)以及颗分试验,进而研究增湿条件下黄土-红黏土界面处非饱和入渗情况以及充水孔隙变化规律。得出以下结论：(1)在入渗过程中充水孔隙体积分布曲线中峰值不断向右迁移,充水孔隙半径不断增大且分布范围逐渐变广。黄土-红黏土组合样与纯黄土相比,充水孔隙体积分布曲线中最大峰值向右迁移较慢且分布范围较窄,入渗结束后红黏土层富含水分。(2)在相同流量条件下,黄土-红黏土组合样初始含水率越高,充水孔隙体积分布曲线中最大峰值向右迁移得越慢,所对应的充水孔隙半径变化越小且在界面处滞水效应越不明显。在相同初始含水率条件下,流量越大,充水孔隙体积分布曲线中峰值向右迁移得越快,水分进入中大孔隙越多且在界面处滞水现象越明显。(3)黄土-红黏土组合样在增湿过程中发生颗粒运移,导致颗粒间接触方式发生改变,最终试样底部细颗粒含量较多,界面处粗颗粒含量较多。     

决策级融合技术在环渤海地区短期天气预报中的应用

设计一种基于决策级融合的短期天气预报二级决策模型,并以线性回归法、极值剔除法、支持向量机法为初级决策方法,采用常规气象资料对该模型进行了系统实现和效果检验。结果表明,该预报模型的决策级融合结果取得了较高的平均历史拟合率和试报准确率,较初级决策方法平均提升约2%—3%;决策级融合的决策结果将具有更高的可信度,其有利于提升数理统计预报的应用水平,促进信息化气象保障系统的建设。