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2021年 第32卷  第2期

目录
2021 年 2 期目录
2021, (2): 1-2.
摘要:
调查评价与理论研究
基于连续小波变换的斜坡动力响应特征分析—以四川长宁Ms6.0级地震为例
金刚, 王运生, 何先龙, 史丙新, 周宇航
2021, 32(2): 1-8. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.01
摘要:
川西北地区深切峡谷发育,地震扰动频繁。峡谷内高陡岩质斜坡在强震扰动下,通常会发生震裂松弛,进而导致失稳,因此研究其强震响应意义重大。2019年四川长宁Ms6.0级地震触发了布置在石棉县城南桠河两岸的3台强震监测仪器,通过对捕捉到的强震数据进行连续小波变换之后,获取了其时频信息。分析结果表明:(1)S波在频域上分为两种成分,其主频值分别为3.5 Hz和1.1 Hz附近;(2)山脊处的地震动放大效应主要体现为S波相对高频成分上能量的增加而低频部分则无显著变化;(3)覆盖层场地自振频率与S波低频成分主频相近,二者产生共振,导致S波低频放大与高频衰减效应;(4)地震动响应具有极强的方向性,水平向地震动放大效应比垂直向更为显著。
甘肃舟曲垭豁口滑坡复活机理及成因探讨
窦晓东, 张泽林
2021, 32(2): 9-18. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.02
摘要:
2019年7月19日18时许,甘肃舟曲县垭豁口滑坡复活,约3.92×106 m3的滑体顺坡而下,迅速流入岷江,堵塞河道,造成河道水位上升,江边公路中断,滑坡变形持续至8月中旬。基于野外勘察、遥感解译、钻孔勘探等方法获取了滑坡变形的基本特征,并开展了滑坡监测工作,并结合气象资料,探讨了该滑坡复活原因及启动机制。初步研究认为,该滑坡为降雨诱发。通过对滑坡变形历史进行梳理,结合滑带证据,滑坡复活机理可概括为:首先上部块体缓慢蠕变,降雨后发生塑性流滑;其次,因上部滑体堆积在滑坡中部,造成中部平台堆载,引发中部滑体变形;最终一滑而下,刮产连带下部滑体坠入河道。滑坡的上中下三部分滑体逐步被激活,最初缓慢变形,随后加速启动。滑坡变形模式为蠕滑—拉裂—流滑。对滑坡变形过程和机理的初步判断为滑坡灾害应急处置提供了科学依据。
地理探测器在判别滑坡稳定性影响因素中的应用—以西藏江达县为例
支泽民, 陈琼, 张强, 周强, 刘峰贵, 赵富昌, 陈永萍
2021, 32(2): 19-26. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.03
摘要:
高山峡谷区是滑坡灾害频发地区,随着气候变化和人类活动加剧,滑坡呈多发、频发态势。本文选择坐落于横断山高山峡谷区的西藏江达县作为研究区,利用野外调查获取的85个滑坡数据,选取坡度、河流密度、地貌类型、降水量、距断层距离、道路密度、地震动峰值加速度、岩性等8个稳定性影响因素,运用地理探测器对滑坡稳定性的影响因素进行了探测。结果表明:(1)按滑坡体体积划分等级,江达县滑坡主要以中、小型滑坡为主;按其稳定性划分,50%以上的滑坡处于稳定状态;按危险等级划分,以Ⅲ级、Ⅳ级为主;江达县滑坡主要沿河流与道路分布,全县地面调查发现85处滑坡全部分布于河流附近,其中71.76%的滑坡分布于道路两侧。(2)江达县滑坡稳定性的主要影响因子为地貌类型、河流密度、道路密度和距断层距离,其贡献率分别为0.501,0.477,0.465,0.332;当影响因子两两相互作用时,因子解释力总是大于单个因子对滑坡稳定性的解释力,即当两种影响因子相互作用时,对于滑坡的失稳具有促进作用。
降雨对花岗岩风化层路堑边坡滑动模式影响—以福建云平高速云霄段为例
蔡荣坤, 戴自航, 徐根连, 胡长江
2021, 32(2): 27-35. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.04
摘要:
降雨引起路堑边坡的浅层局部滑动是工程中常见的现象,但其内在原因的研究尚不充分。为此,以福建省云平高速云霄段花岗岩风化层中的某两级路堑边坡为例,采用饱和和非饱和土抗剪强度理论,按照强度折减有限元方法分析了该边坡在一般工况、地下水渗流工况和降雨入渗工况下的滑动模式。结果表明:一般工况下该边坡滑动模式为深层整体滑动;地下水渗流作用可使边坡由深层滑动模式向浅层滑动模式转化;长时小或中等降雨作用下坡体内出现三道滑动面,且一级边坡内滑动面最先贯通,滑坡模式由深层整体滑动向浅层局部滑动演化。短时强降雨作用下仅在一级边坡内出现贯通的滑动面,即由整体滑动模式完全转变为浅层局部滑动模式。降雨工况越不利表现越为明显,与实际滑坡现象相吻合,且安全系数不满足规范要求,从而从理论上验证了该路堑边坡发生浅层局部滑动的必然性。此外,为避免花岗岩风化层路堑边坡在降雨入渗下发生浅层局部滑动,对假设的不同放坡方案进行了数值模拟分析。结果表明,适当放缓坡率可使一级边坡内不出现滑动面,滑坡模式仍为较深位置的整体滑动,且安全系数可得到有效提高,使其满足规范要求。因此,实践中,采用文中方法对设计的类似地层中的路堑边坡事先进行降雨入渗影响下的模拟分析极为必要。将使放坡坡率更为科学合理,可在确保边坡整体稳定性的同时,极大降低其发生浅层局部滑动的可能性。
三峡库区典型顺斜向岩质滑坡变形破坏特征及失稳机制分析
蒋先念, 张晨阳
2021, 32(2): 36-42. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.05
摘要:
近年来,三峡库区城集镇开发区顺斜向岩质滑坡失稳破坏现象时有发生,研究顺斜向岩质滑坡的变形破坏特征及失稳机制对防治此类滑坡具有重要意义。本文以巫山县白杨湾滑坡为例,通过现场踏勘、钻探和多种监测手段,对这一典型顺斜向岩质滑坡的变形破坏特征及失稳机制进行了深入研究。此滑坡所处地层为巴东组第二段泥岩,岩体破碎,地下水较丰富。滑坡岩层向右边界倾斜,右边界受断层控制,断层面与岩层面相交切割形成楔形体顺斜向滑移。滑坡体积约320×104 m3,滑动方向与岩层倾向夹角60°。受坡脚开挖和坡体建筑荷载等人类工程活动的影响,滑坡于2019年7月开始出现显著变形,滑坡中部的位移速率达到2~5 mm/d。2019年9月中旬,滑坡前部设置应急抗滑桩后,滑坡变形开始减缓至0~0.5 mm/d。白杨湾滑坡对城集镇开发区金科城造成巨大威胁,建议采取“搬迁避让+工程治理+专业监测”的防治对策。本文的研究成果对指导三峡库区顺斜向岩质滑坡防治和人工开挖诱发滑坡的防治具有重要借鉴意义。
湖北武汉白沙洲隐伏岩溶区地质结构与岩溶塌陷分类
陈标典, 李喜, 李祖春, 姜超, 贾毅, 李慧娟, 刘鹏瑞
2021, 32(2): 43-52. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.06
摘要:
武汉市可溶岩大多隐伏于第四系土层及白垩—古近系红层下部,可溶岩分布地区地质结构与岩溶地面塌陷关系密切,已发生的岩溶地面塌陷中上黏下砂地质结构占绝大部分。以白沙洲岩溶条带长江两岸为研究区,根据盖层黏性土、砂性土、软弱土、非可溶岩(红层)的上下叠置关系及地面塌陷特征,将可溶岩分布区地质结构划分为3类、5型;岩溶塌陷的实质是土体塌陷,在岩溶区地质结构研究的基础上,根据土体物理力学特征差异,受力后塌陷过程中土颗粒的运移方式,即黏土块体塌落、砂颗粒漏失、软弱土流失,系统将研究区岩溶塌陷机理分为土洞型、沙漏型、泥流型3类,同时也存在多种类型复合型岩溶塌陷。
基于贝叶斯-粒子群算法的溜砂坡稳定性评价
娄超华, 田荣燕, 旺久, 孙威宇, 罗进
2021, 32(2): 53-59. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.07
摘要:
溜砂坡具有突发、不易预测,且产生危害大的特点。文章对拉萨市周边实地调研测量收集数据,采集了12组具有代表性的溜砂坡灾害点数据集合,运用贝叶斯网络与粒子群算法相结合,并利用算法更新公式弥补单一算法的不足,引入信息熵分析了降雨量、坡度、坡高和植被覆盖率在算法中的权重,以及各因素对溜砂坡稳定性的影响,并对溜砂坡的稳定性进行了等级划分,实验证明该方法有效,对溜砂坡稳定性评价具有一定参考价值。
技术方法与防治工程
无人机载LiDAR和倾斜摄影技术在地质灾害隐患早期识别中的应用
贾虎军, 王立娟, 范冬丽
2021, 32(2): 60-65. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.08
摘要:
近年来,隐蔽性强、突发性高、破坏力大、灾害链长的重大地质灾害频繁发生。如何实现人工排查无法到达区域地质灾害隐患的早期识别,已是地质灾害防治领域必需解决的难题。本文基于无人机载LiDAR和倾斜摄影技术,获取地质灾害隐患点更加精准、精细的地形地貌勘测数据,采用定性与定量相结合方法开展地质灾害隐患早期识别。无人机载LiDAR技术能够“穿透”地表植被,获取真实地表数字高程模型(DEM),据此可计算出地质灾害的关键特征参数,如山体阴影、坡度、等高线、粗糙度以及曲率等微地貌因子。无人机载倾斜摄影技术能够快速获取地质灾害隐患点的三维模型和数字正射影像(DOM),使在三维实景场景模型中开展地质灾害隐患点识别和研判成为可能。通过建立数据综合应用策略,对地质灾害隐患点定性和定量分析,能够实现早期发现、有效识别。本文通过对九寨沟九道拐滑坡点的研究分析,结果表明无人机载LiDAR和倾斜摄影技术在地质灾害隐患早期识别方面具有较大的应用价值。
国产GB-InSAR在特大型水库滑坡变形监测中的应用
郭延辉, 杨溢, 杨志全, 高才坤, 田卫明, 何玉童
2021, 32(2): 66-72. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.09
摘要:
水电站库区特大型滑坡的稳定性对于水电站坝工结构及周边人民生命财产安全具有重要影响,对该类滑坡稳定性及变形趋势进行大范围实时精确观测可为滑坡提供可靠的预警和治理信息,具有十分重要的意义。水电站库区滑坡传统监测方法主要以GNSS监测,全站仪监测等为主,本研究将国产先进的地基干涉合成孔径雷达系统LKR-05-KU-S100,应用于澜沧江大华桥水电站沧江桥—营盘滑坡和大华滑坡的监测。现场监测试验表明,该系统精度较高,可进行远距离、全天时、全天候、大范围监测,对于大型及特大型滑坡的监测具有独特的优势和广阔的应用前景。
CORS网和GNSS技术在地面变形监测中的应用—以浙江东南部为例
王伟, 党亚民, 章传银, 杨强
2021, 32(2): 73-77. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.10
摘要:
地面变形对工程建设安全稳定具有一定影响,对工程建设规划、地质灾害防治等具有重要意义。本文利用卫星导航定位基准站(CORS)网全球卫星导航系统(GNSS)连续观测,实现了区域地面大地高、地面重力和地倾斜变化面的监测,通过与部分地质灾害信息进行时空分析,确定了用于地面稳定性变化分析的要素和权重,进而定量分析了地面稳定性变化。该方法在浙江省东南部地区进行了测试验证,获得了较好的效果。利用CORS网连续观测能够定量监测地面变形整个面的变化,分析区域地面稳定性变化情况,可为区域规划和地质灾害防治提供技术支持和参考。
基于增量加载法的泥石流拦挡坝抗冲击力数值模拟—以甘肃舟曲三眼峪沟泥石流拦挡坝为例
刘兴荣, 魏新平, 陈豫津, 王翔宇
2021, 32(2): 78-83. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.11
摘要:
为提高泥石流重力式拦挡坝的设计安全和避免资金投入过大而造成浪费,选择合理的泥石流冲击力作为设计依据尤为重要。文章结合舟曲县三眼峪沟灾后重建防治工程相关数据,利用有限元软件ABAQUS进行计算分析,采用增量加载的数值计算方法,分别求得2种工况下重力式拦挡坝的抗冲击力。根据三眼峪沟治理工程运行至今的反馈情况,证明在泥石流治理工程设计中,冲击力选择工况1和2的平均值较合理,同时说明该方法与经验公式结合使用,其结果更加精确可靠,在泥石流工程设计和研究中具有良好的应用前景。
综合研究与区划
基于贡献率权重模型的川藏铁路沿线大型滑坡危险性区划
边江豪, 李秀珍, 徐瑞池, 王栋
2021, 32(2): 84-93. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.12
摘要:
川藏铁路工程是国家重大基础设施建设项目,保障铁路的顺利建设和后期安全运营十分重要。铁路沿线发育广泛、危害严重的大型滑坡已成为全线的关键控制性问题,关乎工程建设的成败。以川藏铁路工程沿线大型滑坡作为主要研究对象,采用历史数据分析、实地调查、遥感解译的研究方法,基于ArcGIS平台,采用贡献率权重模型对铁路沿线区域进行了大型滑坡危险性评价,并利用自然断点法对危险性评价结果进行分区及统计分析。研究结果表明:川藏铁路沿线共发育大型、特大型滑坡共147处,其中大型滑坡106处,特大型滑坡41处,主要分布于白玉至江达段、昌都至八宿段、朗县至加查段等区段;铁路沿线处于高中低度三个等级危险区的面积分别为35918.5 km2、95484.3 km2和12039.7 km2,高度危险区大型滑坡分布密度为0.00199处/km−2,约为中度或低度危险区的2倍,高度危险区主要集中在邦达—八宿段、古乡—拉月段、白玉—江达段。根据贡献率权重模型求得的川藏铁路沿线大型滑坡危险度等级与野外实地调查的大型滑坡分布密度是一致的。相关研究成果可以为川藏铁路工程建设提供科学参考与依据。
基于遥感影像多尺度分割与地质因子评价的滑坡易发性区划
李文娟, 邵海
2021, 32(2): 94-99. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.13
摘要:
区域滑坡易发性的研究是滑坡空间预测的核心内容之一。从影像多尺度分割和面向对象的分类理论出发,以研究区遥感影像的熵、能量、相关性、对比度共4个参数作为影像纹理因子提取易发性特征,利用滑坡所处区域的库水影响等级、坡度、斜坡结构、工程岩组4类地质因子分析地质背景,搭建C5.0决策树的易发性分类模型,实现了对研究区内4类滑坡易发性单元的预测。结果表明:高易发性单元的工程岩组通常发育为软岩岩组和软硬相间岩组,且坡度在15°~30°之间;模型显示该区域训练样本和测试样本平均正确率达91.64%,Kappa系数分别为0.84,0.51,因此这种基于影像多尺度分割与地质因子分级的滑坡易发性分类研究具有一定的适用性。
基于数值模拟的群发性泥石流危险性评价—以甘肃岷县麻路河流域为例
曹鹏, 侯圣山, 陈亮, 冯振, 王立朝, 李昂, 刘军友
2021, 32(2): 100-109. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.14
摘要:
岷县是甘肃南部泥石流频发地区。岷县泥石流多分布于洮河干支流两岸,为群发性泥石流。为了研究群发性泥石流的运动及堆积特征,选取了甘肃岷县麻路河流域为研究区域,以流域内2012年“5·10”暴发泥石流造成重大损失的6条泥石流沟作为整体研究对象,并考虑主河对泥石流堆积物的冲刷携带,运用FLO-2D模拟降雨前主河流动情况及不同降雨频率条件下主河及泥石流的流动情况。根据野外调查结果对比2%降雨频率条件下泥石流模拟结果,验证模型的可靠性。基于模拟结果用ArcGIS进行危险性评价,识别流域内高危险泥石流沟并划定高危险居民区,统计受冲击范围,为泥石流防治和预警工作提供科学依据。
安徽黄山市徽州区地质灾害危险性评价研究
刘乐, 杨智, 孙健, 刘钦, 彭鹏, 段俊斌
2021, 32(2): 110-116. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.15
摘要:
皖南山区是安徽省地质灾害高发区域。本文选取黄山市徽州区为研究区,根据区内地形地貌和地质构造特点,选取了高程、坡度、坡向、断裂构造、水系、土地覆盖类型、工程地质岩组、人类活动强度等8项致灾因子作为地质灾害危险性评价指标。结合地质灾害野外实地调查成果,采用信息量模型法对研究区进行地质灾害危险性评价,探索建立适合皖南山区的地质灾害危险性评价模型。
基于压力−状态−响应模型框架的城市地震综合易损性评价
李江龙, 樊燕燕
2021, 32(2): 117-125. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.16
摘要:
为了科学评价城市地震灾害状况,降低城市易损性,基于压力-状态-响应模型框架,构建城市地震综合易损性评价指标体系,其中压力类、状态类、响应类指标分别为7、13、8项。应用熵权法确定了各评价指标的权重,提出基于云模型的城市综合易损性评价模型,并运用雷达图分析法实现城市内各个区综合易损性的相对高低。应用上述方法,对兰州市中心城区进行了震害综合易损性评价,结果表明:兰州市综合易损性等级偏向Ⅲ级,易损性中等,其中红古、安宁区的易损性程度较高,城关、七里河易损性程度较低;经济因素对各区域的易损性影响较大,通过对易损区域加强管理建设,提高城市的防震减灾能力。
基于理想点-可拓云模型的隧道围岩稳定性评价
何乐平, 罗舒月, 胡启军, 蔡其杰, 李浴辉
2021, 32(2): 126-134. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.17
摘要:
为了对隧道围岩稳定性进行准确评价并解决研究过程中存在的模糊性和随机性以及评价指标不相容的问题,减少单一的主客观赋权法所带来的误差,将云模型引入可拓理论中,利用可拓理论能够实现矛盾问题向相容问题转化的特点和云模型具有处理事物双重不确定性的优势并结合理想点组合赋权法对隧道围岩进行稳定性评价研究。通过文献调研、数据统计的方式,选取具有代表性的6个指标组成隧道围岩评价指标体系,用理想点法赋予评价指标组合权重,并构建可拓云模型对隧道围岩稳定性进行综合评价。通过将此方法应用于工程实例并与其他方法对比,结果表明:基于理想点-可拓云模型的隧道围岩稳定性评价方法能够减少评价过程中存在的不确定性问题,克服单一赋权方法的不足,具有良好的适用性,可以应用于实际工程中。
桩板墙不同类型挂板的技术经济比较
李菊芳
2021, 32(2): 135-142. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.02.18
摘要:
桩板墙是边坡和滑坡治理工程中常用的支挡结构形式,不同类型的挂板方式在结构受力、经济效益和环境保护等方面有显著差异。针对西部山区城市土地开发过程中的工程滑坡治理问题,基于技术经济比选阐明了桩板墙挂板类型和适用性。以兰雅星河湾项目为依托,分析了该滑坡的变形特征和治理工程总体设计,重点对桩板墙挂板方式优化比选进行详细阐述。