泾阳南塬黄土滑坡的运动规律与液化效应

[目的]查明滑坡的运动特征及其影响因素,探讨滑坡的运动规律与内在机制,为区域防灾减灾工作提供理论借鉴。[方法]以泾阳南塬黄土滑坡为例,通过现场调查及槽探查明了滑坡的运动特征,采用统计学方法分析了滑坡的运动规律,在此基础上,探讨引起滑坡运动特征分异的"液化效应"。[结果]按照运动特征将泾阳南塬黄土滑坡划分为流滑型和滑动型两类,流滑型滑坡的滑距一般为坡高的4倍,滑动型滑坡的滑距约为坡高的2倍。1.50×10~5 m~3可近似的认为是研究区内"足以形成最大液化程度的最小滑体体积"。[结论]滑体体积及边界条件对滑坡运动液化影响显著,一般情况下滑坡体积越大、滑动边界越简单,运动液化程度就越高,运动距离也就越远;而体积越小、滑动边界越复杂,运动液化程度就越低,运动距离也就越近。     

降雨对滑坡的激发作用实验研究——以蒋家沟流域滑坡堆积坡地为例

蒋家沟部分滑坡是在老滑坡的基础上 ,经过后期条件改变如坡脚流水切割、降雨入渗激发而再次发生规模不等和形式不一的滑动。选择蒋家沟流域这一相对稳定的老滑坡体 ,通过人工降雨激发促使其二次滑动 ,观测滑坡滑移过程 ,分析描述实验过程中坡面出现的各种滑、溜、崩等现象 ,并进行部分有关的土力学实验 ,得出一些有意义的结论和可供进一步讨论的参数     

淤地坝对黄土浅层滑坡的减蚀作用

为了研究淤地坝淤积对浅层滑坡的减蚀作用,基于三维连续介质动态数值模型,采用Voellmy流变模型,分析了侵蚀基准面抬升后黄土滑坡运动参数、动力参数以及能量参数的变化规律。结果表明:浅层滑坡在沟谷坡运动过程中,平均速度、前缘速度、侵蚀物质体积和总动能急剧增加,导致滑坡在接触坡脚时前缘速度出现波动且坡脚处侵蚀严重,极具破坏性。随着侵蚀基准面逐渐抬升,滑坡运行时间和平均速度峰值呈"S"形函数下降趋势,前缘速度和滑坡移动距离呈线性函数下降趋势,侵蚀物质体积和总动能呈指数函数下降趋势。随着侵蚀基准面逐渐抬升,滑坡的运动空间和侵蚀空间逐渐减少,仅在一定程度上降低了滑坡速度,但却有效抑制了滑坡的侵蚀作用,使侵蚀物质质量急剧减少,从而有效减少了滑坡体侵蚀总动能,在很大程度上减轻了浅层滑坡的致灾强度和致灾规模。研究结果揭示了淤地坝可以通过抬升侵蚀基准面来减少侵蚀,有助于加深淤地坝对黄土浅层滑坡减蚀作用机理的理解。     

降雨对滑坡的激发作用实验研究--以蒋家沟流域滑坡堆积坡地为例

蒋家沟部分滑坡是在老滑坡的基础上,经过后期条件改变如坡脚流水切割、降雨入渗激发而再次发生规模不等和形式不一的滑动.选择蒋家沟流域这一相对稳定的老滑坡体,通过人工降雨激发促使其二次滑动,观测滑坡滑移过程,分析描述实验过程中坡面出现的各种滑、溜、崩等现象,并进行部分有关的土力学实验,得出一些有意义的结论和可供进一步讨论的参数.     

陇东地区黄土滑坡稳定性分析

在分析陇东地区地质环境背景的基础上,选择在坡度、坡高、滑坡体厚度等方面具有代表性的直线型、凸型、凹型和阶梯型黄土滑坡为计算模型,设定天然、饱水、地震和饱水+地震等4种工况,对不同类型、不同坡度、不同坡高、不同滑坡体厚度的黄土滑坡在各工况条件下的稳定性进行了分析。结果表明:从影响因素看,对滑坡稳定性影响最大的因素是坡度,其次是坡高;从工况条件看,诱发滑坡的主要因素是降雨入渗,其次是地震;从滑坡类型看,直线型滑坡稳定性相对较好,阶梯型滑坡和凸型滑坡次之,凹型滑坡稳定性最差。     

川西高原冻融型高速滑坡特征与成因分析

对于川西高原这类特殊环境下发育的滑坡,因其发生前无明显的滑动迹象,滑坡隐蔽性强,其危害性极大。这类滑坡在无地震和降雨作用情况下,因冻融作用使得上部岩体突然溃滑,继而转化为碎屑流,并沿途携卷铲刮坡体表层松散物质而产生高速运动,表现出与一般重力条件下滑坡不同的运动和堆积特征。以四川省德格县中扎科乡赵玛滑坡为例,对其发育特征及失稳过程进行了论述。根据滑坡的分区及动力学特征,将其失稳过程概括为孕育阶段,高速运动-碎屑化阶段和堆积阶段。结果表明,赵玛滑坡的运动速度最大可达75 m/s,强烈的冻融作用以及滑坡区特有的地质构造是引起该滑坡高速远程运动的根本原因。研究结果可为川西高原因冻融过程诱发的滑坡灾害的防灾减灾提供理论依据。     

新滩滑坡的变形发育和临阵预报

一、新滩滑坡的变形发育阶段(1) 潜伏孕育阶段(1964年秋以前时间)。新滩滑坡的物质成分为崩坡积物。姜家坡以下(包括姜家坡)广为耕地和柑橘林。新滩滑坡的早期形变,要反映到地表是难以察觉的。直到1964年秋季,姜家坡地表出现明显的形变之前,新滩滑坡上段的变形,是堆积物深部碎屑物的缓慢位移和调整(也即蠕变),是潜伏在地表下进行的。这并非说没有反映到地表,而是这个阶段的形变量有限,加之是松散的堆积体,在地表不易被察觉。由于滑体深部物质的变化,已经孕育着滑坡的产生。我们称这一阶段为新滩滑坡的潜伏孕育阶段。     

暴雨条件下植被对黄土沟坡重力侵蚀的影响

研究植被对重力侵蚀的作用机理可为黄土高原水土保持规划提供依据。通过对坡度70°、坡高1.5 m的黄土沟坡裸地模型和根土复合模型(简称根土模型)的降雨模拟试验,对比分析暴雨条件下植被对沟坡重力侵蚀的影响。结果表明:植被对沟坡重力侵蚀总量的影响不显著,根土模型5次降雨后次降雨重力侵蚀量平均值仅较裸地模型减小12%。植被能够一定程度上促使沟坡雨后重力侵蚀的增长,根土模型雨后重力侵蚀总量占次降雨重力侵蚀总量的比例为12%,而裸地模型相应的比例仅为1%。沟坡植被对不同类型重力侵蚀的影响差异较大,相同下垫面地形条件下和同样的5次降雨后,根土模型发生的崩塌、滑坡、泥流总量较裸地模型分别变化了-72%,220%,-69%。植被对沟坡重力侵蚀的作用是多方面因素综合的结果,植被根系的"加筋"固结作用促使重力侵蚀量减少,但植被的自重和促进渗透作用又可加剧重力侵蚀,植被根系的根劈作用也可能加剧滑坡的发生。在易于发生泥流的沟坡带,植被措施可作为水土保持工程措施的重要补充。研究结果可为重力侵蚀机理分析和治理规划提供参考。     

乌兰布和沙漠沿黄河区域下垫面特征及风沙活动观测

为明确乌兰布和沙漠沿黄河区域下垫面特征与风沙活动特点,该文对该地区的沙丘形态、粒度特征、风速、输沙率与风沙流结构及其相互关系进行了野外调查与室内分析。结果表明:研究区横向沙丘平均宽-高比约为12.75。沙丘表面平均粒径与分选系数呈现出由丘间地至落沙坡逐渐减小的趋势,偏度则呈现出增大趋势。沙丘各部位粒度累计分布曲线均为正偏、单峰态分布。在净风与起沙风环境下,仅丘间地与沙丘顶部风速廓线呈对数形式分布;迎风坡坡脚处风速廓线多呈幂函数分布;落沙坡与背风坡坡脚处风速廓线分布形式不统一。无论在高风能环境下还是低风能环境下,从丘间地至背风坡坡脚,沙丘断面近地表风速呈减小(至迎风坡坡脚),增大(迎风坡坡脚至丘顶),再减小(丘顶至落沙坡),再增大(落沙坡至背风坡坡脚)趋势。沙丘顶部是风沙活动最为强烈的部位,沙丘各部位90%以上的输沙量集中到10cm高度以下;沙丘各部位的风沙流结构均服从三次函数分布。最后,该文针对该区域下垫面与风沙活动的特点和危害,提出相应的防治对策,以期对该区域风沙危害的防治提供参考。     

坡耕地土壤有机碳再分布特征及其迁移累积平衡

利用137Cs和飞灰示踪技术,研究坡耕地黑土近50年和近100年来土壤再分布过程,计算坡耕地土壤有机碳(SOC)迁移和累积平衡。结果表明:利用SOC的深度分布特征鉴定坡脚和坡足原始埋藏土壤的表面分别位于地表下70和80cm,其埋藏层的SOC含量分别比与其接壤的上覆土层SOC含量高5.2和0.4gkg。坡顶、坡肩和坡背均遭受侵蚀,年平均侵蚀的土壤厚度为0.2、5.0和2.2mmyr。坡脚和坡足部位飞灰到达的深度分别为70和80cm,与埋藏层表面相吻合。坡脚飞灰出现于埋藏A层之中,表明沉积区在蒸汽机车开始使用前已被开垦为农田(或已有侵蚀和堆积发生)。根据137Cs和飞灰分布深度构建了不同年代的坡型,结果表明侵蚀部位剥蚀的土壤多堆积在坡脚和坡足,且搬运的土壤物质先累积于坡脚,随着景观坡度变缓,土壤累积逐渐向坡足过渡。研究区(1m宽)坡顶、坡肩和坡背近百年来由于土壤侵蚀共失去683kgSOC,其中60%(418kgSOC)沉积在坡脚和坡足等低洼部位,其中有257kgSOC是近50年累积的。     

嘉义白杞村樟树坪地层滑动之探讨

地滑之发生系受自然的地质构造、降雨、地下水、地震、河岸侵蚀及人为开发破坏等因素所影响.在地滑之防治上,如应用各种调查、观测以及试验研究,予以探讨引起滑动的各种原因,并探究其滑动机制后,方施以适当的防治方法抑制其再发生.或将灾害减至最低程度.研究地点位于嘉义县竹崎乡白杞村境内,因多次台风暴雨侵袭,使得浊水溪支流遭流水挟带之大量土砂冲刷边坡,致使樟树坪路下边坡紧邻溪流之坡脚淘刷严重;又因该区之地势陡峭、地质条件较差,遭逢连续降雨浸蚀坡面,遂引发大规模地滑灾害,影响往来交通与邻近民宅之安全.故针对现地进行地形测量、地质调查、水文分析与边坡安全监测,并通过边坡稳定分析,了解该区边坡稳定特性,以评估地层滑动的情形并探讨其后续影响.     

不同模拟糙度集中水流内红壤团聚体剥蚀特征研究

研究了5种模拟糙度和6种不同冲刷距离组合下3种粒径的红壤团聚体在集中水流内的剥蚀破坏规律,分析了糙度、运移距离以及相关水力学参数对团聚体剥蚀破坏的影响。结果表明,在相同运移距离条件下,随粒径和糙度的增加团聚体剥蚀破坏程度呈增加趋势,与粒径相比,糙度对剥蚀破坏程度的影响更大。相同模拟糙度下,随着运移距离的增加,剥蚀率均呈抛物线形先增大后减小的趋势;各运移距离下,7~5 mm粒径团聚体的剥蚀率随糙度的增加而增加;5~3 mm和3~1 mm粒径团聚体在各运移距离内随糙度的增加变化规律不一致。在不同糙度情况下,以运移距离等于36 m为例,团聚体与原始团聚体质量比(Wr/Wi)随径流水深、阻力系数、水流剪切力的增加均呈幂函数减小之后趋于平缓的趋势。该结果为研究红壤团聚体破碎理论机制提供了参考,对于完善土壤侵蚀过程模型,具有重要的理论意义。     

强震触发横向坡失稳的力学模式研究

横向坡是岩层走向与坡面走向垂直,天然状态下整体稳定性较好的一种坡型,通过汶川大地震灾区大型滑坡调查发现在强震作用下横向坡失稳模式为拉裂—溃滑型。研究结果表明,以平武县新坪村滑坡为例,横向坡在强震作用下,斜坡后缘界面处出现拉应力,拉裂缝不断加深,坡体下部也因垂向和水平震动出现张剪性破坏,从而形成统一滑面,溃裂的坡体随之似＂散粒体＂溃散、滑动下来,冲过坡体前缘农家,造成9名村民死亡,进入郑家沟受到对面山体阻挡后震荡堆积形成堰塞湖。本研究在一定意义上更新了对横向坡稳定性评价的传统观念。     

基于智能磁性石块埋入的边坡深部变形失稳监测模型

针对边坡深部变形失稳监测存在服役环境恶劣、传感器布设困难等问题,提出基于智能磁性石块的边坡变形失稳监测方法,研制智能磁性石块及全张量磁场梯度传感器,发展基于智能磁性石块的边坡变形监测的简化磁测算法,通过智能磁性石块的位移变化反演边坡失稳过程。采用铝合金模型槽、分离式千斤顶和力传感器建立滑坡模拟系统,通过推移加载方法模拟边坡滑动。试验结果表明,当推力为2 500 N时,通过菲林软尺测得的6个特征点的水平位移与推力的曲线关系发生突变,当推力在2 500至3 100 N时,6个特征点的水平位移增加幅度迅速提高,发生失稳破坏。当推力为2 500 N时,智能磁性石块至参考点的距离、智能磁性石块的水平位移与推力的曲线关系存在拐点,此后智能磁性石块至参考点的距离、智能磁性石块的水平位移均大幅度变化。智能磁性石块至参考点的相对距离、智能磁性石块的位移等均可反映边坡变形演化并可进行失稳评价,且与菲林软尺传统的监测结果趋势基本一致。可为磁测在边坡深部变形监测的进一步研究和应用提供参考。     

人工降雨模型试验研究降雨入渗对滑坡类型之影响

台湾属海岛型气候,因而年雨量丰沛,降雨时间与空间的不均匀,对台湾大量的山坡地造成威胁。该研究系利用人工降雨系统,配合土壤模型试体探讨强降雨下滑坡破坏型态与坡体饱和度之关系,以对各种边坡稳定、边坡破坏获得更进一步的了解。研究结果得知边坡滑动主要发生在坡体趋近稳定饱和时,而坡面冲蚀则受土壤饱和度影响较小。土壤渗透率与降雨强度之关系亦影响着坡面破坏型态,降雨强度远大于土壤渗透系数时,其破坏型态以浅层滑动为主;降雨强度近似于土壤土壤渗透系数时,则主要为较深层滑动;若降雨强度小于土壤临界入渗率时,则主要为表面冲蚀破坏。     

三峡库区动水压力型土质滑坡排水管布置优化——以卧沙溪滑坡为例

[目的]为降低动水压力型滑坡体内的动水压力,提高其稳定性,采取布设水平排水管的措施对该类型滑坡进行治理,并对排水管的布设方案进行优化,为同类滑坡的加固设计以及获得高效合理的排水管布设方案提供参考。[方法]利用土体级配曲线,采用间接方法近似确定滑体土土—水特征曲线,并尝试通过FredlundXing函数模型预测获得滑体土非饱和渗透函数曲线。采用均匀设计方法、有限元、神经网络和遗传算法相结合的综合集成方法开展排水管布设方案优化研究。[结果]获得了卧沙溪滑坡最优的排水管布设方案为:管长L为26.6m,间距D为6.88m,倾斜角θ为7.3o。[结论]采用该排水方案加固后的滑坡安全系数为1.101,大于设计安全系数1.10,满足滑坡加固安全与经济的要求。     

黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀过程研究

<正> 黄土丘陵沟壑区地形破碎,各种侵蚀十分活跃。由于坡度和坡面位置的不同,这些侵蚀过程具有明显的垂直分带性(图1)。在顶部坡面(1区和2区),坡度由1区的几度增加到2区的35°,这里多为坡耕地,部分已辟为梯田,主要的侵蚀过程是溅蚀、面蚀和细沟侵蚀。2区下部的坡段存在一明显的转折,坡度往往陡增到40°以上(3区),土地利用方式主要为草坡。3区重力侵蚀和沟道侵蚀活跃,除地表侵蚀之外,洞穴侵蚀较发育,其入口多发育在1区和2区,而出口则往往出现在3区。谷坡的底部坡度平缓(4区),是坡面径流、泥沙流向沟口的通道。     

天水市群发地质灾害特征与成灾机理

[目的]对甘肃省天水市2013年"7·25"群发性山洪地质灾害的成灾特征、分布规律及其成因进行分析,为黄土丘陵沟壑区降雨诱发地质灾害早期识别和减灾防灾提供科学依据。[方法]在全面实地调查的基础上,建立三维连续介质动态数值模型,对天水市典型滑坡运动特征进行求解。[结果]"7·25"山洪地质灾害具有普遍性,群发性明显,局地爆发性,隐蔽性强等5大显著特征;受强降雨和地震因素叠加效应的影响加剧了灾害的破坏程度;此次灾害大部分滑坡失稳的坡面几何形态多为直线型凹型面坡,滑坡失稳多发生在35°~45°坡度范围内,以40°坡居多,黄土坡面滑坡通常是窄条状、方量较小;典型滑坡体在斜坡运动过程中,平均速度、最大速度、总动能和总势能均是急剧增加,进入水平面后,各个动力参数急剧下降。侵蚀作用是滑坡运动中非常重要的不可忽视的一个重要的因素,它使得灾害体质量增加,同时依靠较高的速度(30m/s),具有更强的破坏性。[结论]天水市群发地质灾害形式依然严峻,降水是引发和加剧此次地质灾害的主要因素。     

黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征与发育临界地形

退耕还林(草)工程的深入实施有效遏制了黄土高原水土流失,但以浅层滑坡和崩塌为主的重力侵蚀在黄土高原广泛分布,且已成为小流域侵蚀泥沙主要来源之一.为探究黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌的形态特征和发育临界地形,在陕西省安塞区纸坊沟小流域调查了 53处浅层滑坡和40处崩塌,记录其植被特征,同时进行无人机摄影测量.结果表明:浅层...