受青藏高原暖湿化的影响,多年冻土呈现快速退化状态,并由此诱发大量的冻土滑坡灾害。为深入探讨多年冻土区滑坡失稳机制,本研究基于多年冻土滑坡区活动层(融土)粉土、黏土及相应土-冰界面直剪试验结果,通过离散元分析软件MatDEM对应修正了直剪试验模型,并将数值模拟结果与直剪试验结果进行对比分析。结果表明:修正后的直剪模型可有效地对粉土和黏土进行数值模拟计算;模拟与试验结果的剪切特性曲线及抗剪强度拟合曲线变化趋势基本保持一致,且黏土抗剪强度明显低于粉土,表明土体抗剪强度随土颗粒粒度的减小而降低;在土-冰界面处,黏土-冰的抗剪强度最低,土体稳定性最弱。模拟结果中位移场图、单元连接状态图均表明在剪切过程中形成了明显的剪切带,且融土界面处及非界面处颗粒的平均配位数变化规律显示剪切带内的颗粒在试样变形中起到主要作用。此外,热量变化曲线表明,剪切过程中的热量主要来源于剪切带中上下剪切盒产生的摩擦热。本研究可为高原冻土滑坡区土体抗剪强度数值模拟研究提供有效参考模型。
受青藏高原暖湿化的影响,多年冻土呈现快速退化状态,并由此诱发大量的冻土滑坡灾害。为深入探讨多年冻土区滑坡失稳机制,本研究基于多年冻土滑坡区活动层(融土)粉土、黏土及相应土-冰界面直剪试验结果,通过离散元分析软件MatDEM对应修正了直剪试验模型,并将数值模拟结果与直剪试验结果进行对比分析。结果表明:修正后的直剪模型可有效地对粉土和黏土进行数值模拟计算;模拟与试验结果的剪切特性曲线及抗剪强度拟合曲线变化趋势基本保持一致,且黏土抗剪强度明显低于粉土,表明土体抗剪强度随土颗粒粒度的减小而降低;在土-冰界面处,黏土-冰的抗剪强度最低,土体稳定性最弱。模拟结果中位移场图、单元连接状态图均表明在剪切过程中形成了明显的剪切带,且融土界面处及非界面处颗粒的平均配位数变化规律显示剪切带内的颗粒在试样变形中起到主要作用。此外,热量变化曲线表明,剪切过程中的热量主要来源于剪切带中上下剪切盒产生的摩擦热。本研究可为高原冻土滑坡区土体抗剪强度数值模拟研究提供有效参考模型。
近年来,季节冻土区滑坡灾害的发生频率逐渐增加且危害加重,引起人们的广泛关注。相对于非季节冻土区,季节冻土区的积雪消融和土体冻融的物理过程是否对滑坡产生影响,有待进一步研究。2002年5月9日发生在中国天山伊犁地区的一个巨型黄土滑坡群(加郎普特滑坡群)为本研究提供了一个理想案例。本研究基于实地勘察、遥感影像判识、气象数据分析和黄土特征试验等方法,探究加朗普特滑坡群的形成过程,揭示其破坏模式和失稳机理。研究表明,加朗普特黄土滑坡群由3个滑坡构成,总堆积方量约1 735.5×104 m3,滑动过程断断续续持续了2天,其形成与发展是多级、多次的推移式滑动破坏过程。加朗普特滑坡群的发生是早期融雪和后期暴雨耦合触发的结果。春季气温异常升高驱动的积雪融水影响斜坡前期变形演化,极端暴雨是滑坡发生的激发因素。另外,特殊坡体结构和地层组合为黄土滑坡发生提供了物质结构基础。结合斜坡变形过程我们建立了考虑降水入渗和冻融循环作用的黄土斜坡变形破坏模式,并提出了黄土斜坡滑面静态液化和坡脚滑动液化的联合是诱发黄土滑坡发生的重要机理。随着气候变化驱动的异常升温事件增多,未来天山季节冻土区发生大型黄土滑坡的风险极高。本...
高寒地区膨胀性岩土边坡经过冻融、风化、膨胀、收缩等综合作用极易形成滑坡,其对工程危害大,必须及时治理,防止恶化。针对高寒地区某铁路路堑滑坡综合分析,并进行边坡稳定性分析,提出滑坡坡体内采用圆形钻孔灌注桩,外露部分采用桩板墙组合的新型桩型,以及做好截、排水措施的治理方案;滑坡经过治理后处于稳定状态,治理效果良好。
季节冻融作用诱发滑坡的机制一直缺少定量化的研究结果,这源于缺少相应的理论模型。为了重构滑坡的变形过程并分析其变形机制,首次基于热力学理论,建立了季节冻土水分、温度和变形相互耦合的数值模型,阐述了水分变化对变形的作用机制。该模型的优点是能够体现冻土边坡中冻融作用引发的水分迁移过程和水分不均匀分布状况,并从水分对土体强度影响的角度来分析边坡稳定性。以2020年8月11日甘肃陇南市白冯村发生的大型滑坡为例,利用该数值模型计算了该滑坡处置前后边坡的水热和变形过程,并对其变形机制和稳定性进行了分析。结果表明,冷季水分向冻结锋面迁移并冻结成冰,暖季活动层内冻土融化导致液态水含量增加,从而使冰透镜体所在位置变成了潜在滑移面。在外部荷载(暴雨等)作用下,滑体会沿着该滑移面产生滑动,这便是季节冻土区边坡中的水分迁移过程及其对滑体滑动的作用机制。此外,案例分析表明,滑坡处理前边坡最大垂直变形和最大水平变形分别为72.41 cm和68.57 cm。设置抗滑桩后,边坡达到稳定状态时的最大垂直变形和最大水平变形分别为2.60 cm和2.72 cm,稳定性显著提升。而且,滞水层高度的提升导致边坡垂直和水平变形0-...
以青海省玉树州囊谦县白玛俄林寺滑坡为研究对象,从滑坡地质灾害的形成机理出发,综合考虑了环境特征、地貌特征、岩石力学性能、水文地质条件、岩性特征、人类工程活动等影响因素,结合雨量监测、地表位移监测、裂缝发育监测等实测数据对研究区滑坡的失稳机理和预警阈值进行分析。基于实时监测调查资料,结合失稳机制等建立稳定性预测,以滑坡稳定性状态阈值划分标准为统一标尺,建立多参数监测,结合岩石力学、水文地质、工程地质等预警指标判断标准,为高寒山区降雨型滑坡早期预警提供新的研究思路和经验支撑。
为充分发挥国产高分辨率卫星数据的优势,探索中巴经济走廊沿线地区地质灾害遥感调查方法,文章以高分二号(GF-2)遥感数据为主要信息源,对中巴公路G314沿线奥依塔克—塔合曼段(简称"奥-塔段")的滑坡、泥石流、崩塌、冻融泥流、冰湖溃决、冰碛物长程滑坡等地质灾害进行1∶50 000详细解译,共圈定灾害点146处,结合实地验证结果,综合分析了灾害形成的地质环境、分布特征及发育规律,给出了防治建议。研究结果为中巴公路沿线的地质灾害研究提供了基础资料,也为GF-2数据在地质灾害调查中的应用提供了技术支持。
在全球气候变暖背景下,青藏高原及周边地区的冰川整体处于快速退缩状态,导致冰川的不稳定性增加,冰川灾害的风险程度加剧,如冰崩、冰川跃动、冰湖溃决洪水和冰川泥石流等灾害事件频发(邬光剑等,2019)。据不完全统计,自20世纪以来,西藏冰湖溃决灾害呈增加趋势,已有33个冰湖前后发生37次溃决,主要分布于海洋性和大陆性冰川的过渡带,以及帕隆藏布流域的海洋性冰川地带,溃决机制也呈多样化发展(刘建康等,2019)。
冰湖溃决型泥石流是高原山区特殊的地质灾害,以西藏聂拉木县嘉龙湖为例,建立了一套冰湖溃决型泥石流危险性评价方法 .以喜马拉雅山区1970—2015年气温波动频次和聂拉木冰湖溃决历史事件预测了未来10年嘉龙湖溃决的时间概率.利用遥感影像识别嘉龙湖上方不稳定冰体的范围和规模,采用美国土木工程师协会推荐公式和修正的三峡库区涌浪计算方法分析了冰川滑坡产生的涌浪规模,从涌浪波压力和越顶水流推力两方面预测了冰碛坝发生失稳的可能性.采用FLO-2D模拟冰湖溃决泥石流的运动过程,以最大流速和泥深表达了嘉龙湖溃决泥石流的危险程度.评价结果表明:2002年嘉龙湖溃决事件与当年气温偏高有关,未来嘉龙湖发生溃决概率高;冰川滑坡激起涌浪能够翻越坝顶,并引起坝体快速侵蚀而溃决;冰湖溃决泥石流对聂拉木县城河道两侧54栋建筑造成威胁.评价方法实现了冰湖溃决型泥石流危险性的定量分析,评价结果对聂拉木县城泥石流防灾具有现实意义.
西南山区地质灾害频发,近年来,茂县滑坡、白格滑坡、水城滑坡等多起大型滑坡灾害表明,灾难型滑坡事件的发生不仅与该地区易孕育地质灾害的条件有关,无法准确识别与监控滑坡灾害的发育发展情况也是主要因素之一。本文利用基于主动式微波遥感成像的InSAR技术,针对传统的地面式地质灾害调查手段与光学遥感技术受限的高山地区,以海拔高、地形陡,夏秋季山高林密、多降雨,春冬季天气寒冷、多降雪的澜沧江梅里雪山段为例,开展活动性地质灾害识别的研究。使用多源遥感数据,包括SAR与多时相传统光学遥感影像,以及PALSAR–1/2和升、降轨的Sentinel–1数据,展开多时段、多角度、多波长、多空间分辨率的组合对地观测;结合D-InSAR、IPTA-InSAR和Stacking计算结果,人机交互及目视解译,并利用Google Earth平台多时相光学遥感数据及3维地貌进行核验。针对典型滑坡灾害进行地面核验,结合现场调查结果与InSAR计算结果分析其稳定性,得到如下成果:1)共识别滑坡地质灾害92处,其中:位于澜沧江河谷段的滑坡地质灾害共76处(占总解译数的82.6%),澜沧江支流解译5处,德钦县城周边地区解译滑坡1...