典型人类工程活动诱发黄土滑坡灾害特征与致灾机理

为了揭示人类工程活动诱发的黄土滑坡成灾机理,基于典型工程活动触发黄土滑坡案例分析,采用野外调查、物理模型试验和应力路径试验等方法,分析了堆载触发黄土滑坡剪切带形成过程、卸载触发黄土滑坡演化模式和灌溉诱发黄土滑坡的成灾过程。研究结果表明:堆载和卸载触发的黄土滑坡,垂直节理易演化成裂缝带,剪应力作用下剪切蠕变带逐渐由坡脚向坡体内部扩展,直至发展成贯通的剪切带,坡体整体变形破坏,堆载触发黄土滑坡具有典型浅层、深层双滑带特征;灌溉诱发黄土滑坡主要发育在黄土塬边,长期农田灌溉导致地下水抬升,坡体内形成饱和带,重力荷载作用下发生蠕动剪切破坏,滑坡开始启动,大规模的快速覆盖加载导致坡体前部浅层黄土液化,最终触发黄土泥流远程滑坡。      

湖北省杉树槽滑坡成因机制分析

长江三峡地区滑坡众多,杉树槽滑坡属于典型的顺层基岩滑坡。通过对滑坡发生后追踪调查,介绍了滑坡的地理位置、周边地质概况及其基本地质特征,并将滑坡发生前后的地形地貌和地质特征进行对比,直观地表明了滑坡发生、发展及运动的过程。最后,探讨了湖北省杉树槽滑坡发生的影响因素及形成机理,并认为脆弱的地层结构和不利的地貌形态是滑坡发生的内因,而降雨是诱发滑坡的关键外在因素,其为典型的剧动推移式降雨型顺层岩质滑坡。     

从菲律宾2.17泥石流灾难探讨三峡库区的泥石流问题

2006年2月17日爆发的菲律宾特大型泥石流灾害是物源、地形地貌、降雨及地震等多因子耦合异变的必然结果,降雨、地震→散体滑坡→泥石流是该泥石流的形成机制,大量的村庄、居民生活在泥石流致灾区内而未进行有效的预警预报是泥石流灾难形成的根本原因.本文从泥石流物源、沟谷形态外貌、气象条件、地震等方面把三峡库区与菲律宾2.17泥石流区进行了对比分析,认为,三峡库区内的物源类型更多、储量更大、水理性能更差,潜在泥石流沟更多,气象条件更差,人类活动更强,致灾危险性更严重,换言之,三峡库区具备了发生大型、特大型泥石流灾害的条件.探讨了三峡库区泥石流研究与防治的基本思路.     

从菲律宾2．17泥石流灾难探讨三峡库区的泥石流问题

2006年2月17日爆发的菲律宾特大型泥石流灾害是物源、地形地貌、降雨及地震等多因子耦合异变的必然结果,降雨、地震→散体滑坡→泥石流是该泥石流的形成机制,大量的村庄、居民生活在泥石流致灾区内而未进行有效的预警预报是泥石流灾难形成的根本原因.本文从泥石流物源、沟谷形态外貌、气象条件、地震等方面把三峡库区与菲律宾2.17泥石流区进行了对比分析,认为,三峡库区内的物源类型更多、储量更大、水理性能更差,潜在泥石流沟更多,气象条件更差,人类活动更强,致灾危险性更严重,换言之,三峡库区具备了发生大型、特大型泥石流灾害的条件.探讨了三峡库区泥石流研究与防治的基本思路.     

吸水强度衰减条件下散体滑坡的稳定性演变分析

土体吸水蠕变强度衰减是散体滑坡演绎启动的根本原因,以巫山冯家坝滑坡为例,由室内试验得到不同饱和度下松散土体的物理力学参数,应用大型有限元数值模拟软件ANSYS,研究了降雨条件下散体滑坡的演变趋势。分析表明,滑坡的最大位移发生在滑坡体后缘,且随松散土体饱和度的增大呈非线性增大;塑性区主要分布在滑坡体后缘,随饱和度的增大,塑性区不断扩大,滑坡的稳定系数降低,达到饱和时,稳定状态接近极限平衡。冯家坝斜坡目前处于欠稳定状态,在长期暴雨和三峡Ⅲ期坝前水位浸泡共同作用下,很可能诱发滑坡形成灾害。     

降雨型滑坡经验性降雨阈值研究综述

为更好地对滑坡进行预测预报,将作为滑坡预警重要判据的经验性降雨阈值的研究现状进行分类总结,并结合滑坡产生机理加以评述。提出了经验性降雨阈值目前存在的问题是受客观统计资料影响较大、降雨强度的选择问题、地区性限制明显、如何进行前期降雨时间选择问题、前期降雨型式的考虑问题、降雨、滑坡的周期性对降雨阈值的影响。针对这些问题给出了建议:经验性降雨阈值应同滑坡产生机理密切结合、经验性降雨阈值应同环境地质背景紧密结合、完善降雨滑坡监测机制,灵活选取经验性降雨阈值。     

强震下紫坪铺坝前大型古滑坡体变形破坏效应

为探究512汶川地震中几乎所有大型古滑坡堆积体均保持整体稳定,只在局部坡度较陡及陡缓交界处发生滑塌的变形机制,以紫坪铺水利枢纽坝前左岸灯盏坪大型古滑坡堆积体为例,通过现场深孔监测资料及室内数值模拟分析了堆积体地震变形特征及应力应变分布情况.研究表明,灯盏坪古滑坡堆积体位移最大值出现于地表坡缘处,达150 mm;地震主要影响堆积体剪应力分布,造成灯盏坪前缘下部软化带内剪应力集中;基覆界面及微地貌是控制古滑坡体地震变形破坏模式的主导因素,并非所有古滑坡体均会被地震诱发整体复活,灯盏坪堆积体总体地形坡度为20左右,基覆界面倾角为13左右,地震不会触发其整体失稳,只在局部地形陡缓交界处及转折端发生变形破坏.      

基于推倒分析的典型大跨连续刚构桥易损性研究

为研究地震作用下典型大跨连续刚构桥的易损特征,采用大型有限元通用程序midas/civil,对一座典型大跨连续刚构桥梁进行了全桥模式的非线性推倒分析研究。根据纵桥向的推倒加载模式,进行了推倒分析计算,分析了结构总推倒分析曲线,计算了全桥的薄弱环节,确定了可能的塑性铰位置和出铰顺序。研究结果对于预测地震时全桥易损结构部位有重要的理论意义,可供类似大跨连续刚构桥抗震分析参考。     

基于正交试验的白泥沟滑坡稳定敏感性分析

内因和外因的共同作用是导致滑坡失稳破坏的主要原因.以白泥沟滑坡为例,通过GeoStudio建立二维剖面模型,分别选取内摩擦角、粘聚力、地震强度及降雨强度等四个因素进行了正交试验,进行稳定敏感性分析;在此基础上分析滑坡在不同的降雨强度、降雨历时、地震作用因子下的失稳规律.研究表明:白泥沟滑坡四个影响因素的敏感性排序为:内...     

宝兴县城周边4·20芦山强烈地震地质灾害触发效应

四川省 4·20 芦山7.0级地震具有震级高、破坏性强等特点,地震次生地质灾害以崩塌落石为主,滑坡不发育.与汶川 5·12 特大地震诱发的次生地质灾害相比,无论规模还是数量均显示较轻,但是处于地震影响区的宝兴县城却是个例外,县城周边山体因地形陡峻,表现出崩、滑灾害发育的特点.通过地震前、后对宝兴县城周边地质灾害现场地质调查显示:崩塌、滑坡和泥石流数量分别由地震前的3、1、3个(条)变为地震后的21、1、3个(条);地质灾害发育密度和模数分别由地震前的0.38个/km、0.34万m3/km变为地震后的2.02个/km、5.59万m3/km;地震后发育密度及模数分别是地震前的5.3和16.4倍;地震产生的边坡破坏效应显著.在此基础上,通过分段剖析可知:地震地质灾害主要发生在单薄山脊以及地形坡度陡峭处,岩质边坡以崩塌落石为主,松散层边坡则以滑坡为特征,但大型滑坡少见;地震对处于斜坡地带(非单薄山脊部位)大型松散堆积体等整体复活很少,只是局部陡缓交界部位存在坍滑或震动裂缝,整体稳定性较好,说明强震并不一定会诱发古滑坡等大型松散堆积体的整体复活.      

大型干坞边坡变形及其神经网络预测模型

分析了影响干坞边坡变形的因素，包括土体强度、无护坡时间、放坡坡率、分层开挖数、分层开挖深度、开挖步长、降水深度和坡顶荷载，在此基础上并结合典型实测数据，建立了干坞边坡变形的神经网络预测模型，预测结果与实测结果一致。此外，还提出了放坡开挖边坡变形的警戒值、边坡变形判断模式及相应的控制措施。     

红层泥岩边坡快速风化规律

为向红层泥岩边坡治理提供依据，选择典型工点，对红层泥岩边坡快速风化进行了原位监测试验，并对泥岩试样温度变化进行了实验室试验和有限元分析．结果表明：红层泥岩边坡的快速风化集中在表层10cm深度内；气温变化和中雨以上降雨次数对快速风化有重要影响——气温高、温差大时，风化速率增大；降雨次数增多，风化量也增大．高温季节，降雨使红层泥岩表层和内部出现大的温差是其快速风化剥落的主要外因．     

溃散性滑坡成因机理初探

通过对多起由饱水松散颗粒材料构成的滑坡案例的调查研究,总结了此类滑坡的共性特征,即表现出显著的整体性坍塌并伴有突然破坏、静态液化和高速远程流动性运动等独特现象,认为其与国际土力学界新发现的溃散性破坏（diffuse failure）极为吻合,是区别于局部化破坏（localized failure）的一类新的失稳破坏模式。借助物理模拟手段,初步探讨了溃散性滑坡的成因机理。结果表明:溃散性滑坡一般发生于松散且具有明显应变软化特征的饱水颗粒材料（粉土、砂、碎石土等）中,当土体受力达到临界失稳状态时,外界微小扰动都可能产生突然整体性破坏;在失稳破坏时表现出明显的孔隙水压力激增和静态液化现象,失稳后土体呈流体状远程运动,易造成灾难性后果,应引起高度重视。      

长寿命高性能耐候钢桥研究进展与工程应用

系统归纳与剖析了国内外耐候钢桥的研究新进展及工程应用情况, 总结了稳定耐候锈层的形成机制、选材标准、腐蚀与疲劳损伤机理、耐候构造、耐候螺栓研发以及锈层检测与评价技术等方面的关键科技成果, 梳理并完善了耐候钢桥的适用范围和腐蚀余量设计指标, 提出了耐候钢桥锈层稳定化处理及施工技术要点; 评析了耐候钢桥锈层损伤检测与评价技术、腐蚀损伤养管技术, 结合美、日耐候钢桥工程事故经验教训和中国首批长寿命高性能耐候钢桥建设技术创新成果, 探讨了该领域的技术创新方向。研究结果表明: 耐候锈层由外层的γ-FeOOH、α-FeOOH以及内层的非晶态FeOOH化合物与Fe₃O₄构成, 稳定耐候锈层能否形成与保持, 主要受氯离子、积水和积尘等因素的影响; 建议编制中国高性能耐候钢桥选材区划图谱, 完善稳定耐候锈层构造设计准则; 现代耐候钢桥具有高性能和长寿命的技术特征, 带锈层构造细节的面内应力疲劳、面外变形疲劳试验和数值断裂力学模拟, 以及耐候高强螺栓长期耐损性能研究的推进, 将为建立完善的耐腐蚀、抗疲劳设计准则奠定基础; 人工智能技术的应用将推动长寿命高性能耐候钢桥智能运维技术的重大进步; 应加大研发投入, 建立具有中国自主知识产权的长寿命高性能耐候钢桥设计、建造和运维标准规范体系, 培养高素质的工程技术人才, 推进交通强国建设。      

滑坡-隧道相互作用受力变形规律的研究

调查结果表明，相当数量修建于滑坡中的隧道因发生程度不同的病害而影响线路的正常运营。为研究滑坡－隧道间的相互作用机理及受力变形规律，应用接触问题的有限元算法对这一问题进行了计算分析。简要介绍了该算法的基本原理，并应用该法对一个工程实例进行了计算，根据计算结果对滑坡隧道的受力变形特征进行了分析。     

基于MATLAB的开采沉陷区预测分析

地下开采引起的地表沉陷使地表工程产生变形和破坏,为估计开采对地表工程造成的影响程度,需要对开采形成的地表移动和变形进行预计．应用MATLAB软件对开采沉陷区的地表移动变形进行预测分析,从预测模型生成的二维、三维图形分析了地表移动变形规律,预测结果与实测值的对比表明两者之间差值不大,说明模拟预测结果可以用于开采沉陷预测．     

山体滑坡灾害险情的水上交通管制模式

为了保障船舶航行安全和维护航道通航效率,以大中规模剧动式岩土混合体滑坡及其涌浪为对象,在大量案例统计资料、物理模型实验、文献查阅及实地调研资料等基础上,根据滑坡变形破坏阶段和环境外力诱发因素研判山体滑坡发生概率,根据滑坡破坏变形阶段、滑坡涌浪规模、环境外力诱发因素、通航环境限制条件研判山体滑坡灾害的海事综合风险;根据其海事风险演变特征,提出以交通管制形式和限航等级为要素的水上交通管制模式,交通管制形式依据山体滑坡灾害发生概率确定,限航等级依据山体滑坡灾害综合海事风险而确定.研究结果表明:当山体滑坡灾害发生概率为0.6、山体滑坡灾害综合海事风险分别取值1.80和2.25时,应分别实施戒备性通航和限定通航形式的限制性通航;当山体滑坡灾害发生概率为0.72、综合海事风险分别取值2.16和2.70时,应分别实施限定船舶对象与限定通航时间相结合的限制性通航和禁航.      

红层软岩生态防护坡面抗冲性现场试验研究

为了对红层软岩生态防护边坡的抗冲刷能力进行定量研究，采用现场模拟降雨的方法，测量不同雨强降雨时红层软岩生态防护坡面的径流量、坡体截留量和冲蚀量．试验结果表明，在雨强为20mm／h持续降雨190min和雨强为50mm／h持续降雨120min的情况下，采用植被防护的红层软岩边坡基本未冲蚀；生态防护能有效阻碍红层软岩在水环境作用下进一步风化崩解，从而降低红层软岩坡体的冲蚀．     

非连续变形分析方法及其在灾害防治研究中的应用

为了探究地震诱发地质灾害的特征,用非连续变形分析方法(DDA, discontinuous deformation analysis)模拟了地震诱发崩塌、滑坡和防浪堤破坏的过程,着重探讨了地震对灾害发生过程及其运动能力的影响.在DDA程序中,整合了灾害冲击力的计算,结果表明:DDA方法可以计算滑体在地震作用下的运动情况;竖向地震动能够显著增强近断层极震区滑坡的运动能力,可以很好地模拟地震诱发灾害的全过程, 真实反应出危岩崩塌体、滑坡、防浪堤坝的破坏特征,能够计算运动物体对既有建筑物的冲击力,冲击力的最大值远远超过了静态侧压力值;文中算例结果显示最大冲击力是静态侧压力的4倍多,该成果可为灾害防护建筑物的选址、设计等从可靠和经济的角度提供技术指导.