_川东缓倾红层中降雨诱发型滑坡机制研究
降雨诱发浅层滑坡稳定性的计算模型研究_李宁
对 Pradel-Raad
Hale Waihona Puke 2, h0
模型进行修正,提出一种近似计算方法来估算降雨 条件下匀质边坡的浅层稳定性;Muntohar 等[6]利用 改进的 Green-Ampt 模型结合无限边坡提出一个计 算模型来进行浅层滑坡的分析。这些计算模型考虑 了坡面倾斜的影响,更加适合于降雨条件下的滑坡 分析,但未能考虑降雨强度小于饱和渗透系数的情 况,则对于文献[11]中提到的低强度长持续时间的 降雨,则无法利用模型进行计算。 当降雨强度小于饱和渗透系数时,此时地表为 流量边界条件,这种入渗模型可称为“降雨模型”。 Batu[12]假定扩散率为常量,利用 Laplace 变换得到 了该情形的一个解析解;Srivastava 等[13]在假定含水 率与渗透系数服从指数分布的情况下, 得到了匀质及 成层土在该情形下的解析解,但他们均对非饱和土 的水分特性做了简单的概化,并不能很好地反映非 饱和土的特性,并且其级数解形式也是比较复杂的。 综上所述,本文采用常用的非饱和土 VG 模型 与改进的 Green-Ampt 入渗模型对 Mein-Larson 降雨 入渗模型进行改进,结合无限边坡提出一个降雨诱 发浅层滑坡的简化计算模型。改进后的计算模型不 但考虑了坡面倾斜的影响,而且可以同时用于两种 降雨形式 (低强度长持续时间和高强度短持续时间) 下的边坡浅层稳定性估算。最后对两种降雨形式下 某边坡的稳定性进行了分析,并与较严格的有限元 方法进行对比,对该简化计算模型的适用性及计算 效率进行了讨论。
根据 Fredlund 提出的非饱和土抗剪强度理论[16], 并结合图 1,得到无限边坡的安全系数表达式为
Fs
2 土体水力学特性
非饱和土入渗分析中有两个重要的水力特性, 分别是表示含水率与吸力关系的土-水特征曲线 (SWCC)和表示渗透系数与吸力关系的水力传导 方程(HFC)。本文选用常用的 Van Genuchten 模 型(VG)来描述非饱和土的这两个水力特性。 Van Genuchten 达式为
降雨作用下川东红层地区浅层土质滑坡稳定性数值分析
降雨作用下川东红层地区浅层土质滑坡稳定性数值分析杨戒;李绍红;吴礼舟【摘要】Based on unsaturated soil infiltration theory,a rainfall-infiltration model is developed for one shallow landslide in Nanjiang County in red-bed area of East Sichuan by COMSOL Multiphysics,and the changes of groundwater under rainfall are calculated after considering the boundary effect at the bottom of soil slope.The limit equilibrium method is used to analyze the relationship between soil slope stability over time under different rainfall intensities and examine the effect on relationship between factor of safety and duration due to different initial pressure heads.The results show that,(a) the infiltration effect of slope boundary at slope toe plays a significant role in water trapping in slope soil;(b) due to high rainfall intensity,the factor of safety begins to decline at an earlier stage and a faster speed,and the decline rate is slow first and then fast;and (c) when the absolute value of initial pressure head is smaller,the factor of safety will begin to decrease earlier.%基于非饱和土渗流理论,利用COMSOL Muhiphysics软件,对川东红层地区南江县某基岩面上的浅层滑坡建立均匀长坡的降雨入渗模型,考虑坡脚边界的不同透水效果,计算得到降雨作用下基岩面上地下水的变化.结合极限平衡法,分析上覆土质滑坡在低强度和高强度降雨下滑坡稳定性系数随时间的变化,以及不同初始压力水头对稳定性系数的影响.研究结果表明,坡脚处边界的透水效果对滑坡土体内积水变化影响是明显的;高强度降雨使稳定性系数开始下降时刻更早,下降速率更快,下降速率随时间的变化表现为先慢后快;初始压力水头绝对值越小,稳定性系数开始下降得越早.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2017(043)005【总页数】6页(P37-42)【关键词】浅层滑坡;稳定性系数;降雨入渗;红层地区【作者】杨戒;李绍红;吴礼舟【作者单位】成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059【正文语种】中文【中图分类】P642.22(271)四川盆地东部广泛分布砂泥岩交替的缓倾红色地层,由于倾角较缓,上覆土层较薄,理论上该地区发生滑坡的可能性较小。
南江县石板沟滑坡特征、成因及演化过程研究
1 )地形地貌: 原三沟环绕的地形特征致使斜 ( 坡两侧排水不畅。在极端状态下, 高强度降雨使斜 坡短时间内达到超饱水状态, 致使斜坡凹槽处产生 超强的 静 水 压 力 和 浮 托 力, 形成巨大的“ 承压水
图6 滑坡后壁陡坎典型照片 F i g . 6 P h o t oo f t y p i c a l w e s t b o r d e r s i d e w a l l s c a r p
[ 6 ] 盆” , 为滑坡的发生提供了强大的动力条件, 其作
用示意图见图 8 。
图8 三沟环绕地形特征及“ 承压水盆” 作用示意图 F i g . 8 T e r r a i no f t r i p l ed i t c h e s s u r r o u n d e da n d s c h e ma t i cd i a g r a mo f t h ea c t i o no f p r e s s u r e db a s i n 图7 滑体泥岩层解体破坏典型照片 F i g . 7 P h o t oo f t y p i c a l mu d s t o n ei n i t s d i s i n t e g r a t i o na n df a i l u r e
4 滑坡发生成因分析
据调查, “ 5 . 1 2汶川地震” 一定程度上使山体发 0 1 1年 7月 4日 1 4时至 7月 6日 生了松动破坏。2 1 4时, 南 江 县 普 降 特 大 暴 雨, 降雨量最大为 4 2 3
[ 4 ] m m 。2 0 1 1年 9月 1 1 —1 8日, 其中, 1 1 —1 3日区
深大节理裂隙面, 岩体被软弱层面( 或层间剪切带) 和节理裂隙切割成层状块裂岩体, 易解体破坏。可 见, 基岩构造节理及风化裂隙的发育为后续地下水 的入渗赋存提供了空间条件。 ( 3 )地层岩性: 该滑坡基岩为白垩系剑门关组 砂泥岩互层, 岩体结构为层状块裂岩体。长时间高 强度降雨使地下水不断渗入层间错动面或节理裂 隙, 溶蚀了软弱层中的可溶盐成分, 致使软弱层软化
川东红层地区降雨入渗模式与岩质滑坡成因机制研究
摘要 :川东红层地 区在强降雨条件下极易产生群发性平缓岩层滑坡,其成因一直存疑。采用现场 降雨入渗观察、
室内试验等手段重 点探讨川东红层岩质斜坡降雨入渗规律和滑坡成因机 制。研 究发现 :以裂缝 为主 的通道为降雨 入渗提供途径, 雨水进入潜在滑面后会对滑带土形成软化作用 。 室 内软化试验结果表明: 原状滑带土饱水软化 1 0 d后 , 黏聚力和内摩擦 分别由天然 时的 2 O . 7 6 k P a和 2 1 . 2 。 衰减至 1 1 . 3 9 k P a和 4 。 ,当泥化夹层重塑样含水率配至 5 0 %时, 其抗剪强度仅 为 1 . 2 8 k P a 和 1 . 2 4 。 。以此为基础归纳 2类滑坡失稳模式:蠕 滑 一拉裂 型是由于滑带土软化后强度降 低引起的,平推 一 滑移型则主要是在后缘静水压力 、底滑面扬压力和滑带土软化综合作用 下发生失稳 的。推导的 极限平衡 公式可为红层滑坡稳定性评价和防治工程提供有益参考 。
第 3 5卷
增 2
岩石 力 学与 工程 学报
Vo 1 . 3 5 S u p p. 2
Oc t . ,2 0 1 6
2 0 1 6 年 1 0月
C h i n e s e J o u r n a l o f R o c k Me c h a n i c s a n d E n g i n e e r i n g
川东红层 地 区降 雨入渗模式 与岩质滑坡
成 因机 制研 究
李 江 。 ,许 强 , 王
森 ,刘 汉香
6 1 0 0 5 9 :2 .四川 省地 质工 程勘 察 院, 四川 成都 6 1 0 0 5 9 ) ( 1 .成都 理工 大学 地 质灾 害防 治与 地质 环境 保护 国家 重点 实验 室 ,四』 成都
红层地区缓倾角滑坡成因机理
红层地区缓倾角滑坡成因机理在历史上曾经发生过多次的地质灾害,由于红层地区在我国分布较为广泛,因此,对于红层地区缓倾角滑坡成因机理的研究就显得非常重要,本文以湖南的红层地区为例,首先叙述了红层地区缓倾角滑坡的形成背景,对红层地区的形成原因进行了一个大体的概括以便对其缓倾角滑坡机理有一个更加深入的分析,然后,分别从地形、岩层构成、降雨和渗透性能以及大气这四个方面对红层地区缓倾角滑坡的成因展开分析。
【关键词】:红层地区;缓倾角滑坡;机理;分析红层地区的形成需要一定的条件,例如历史的地貌条件和历史的气候条件,而湖南地区经历过多次的地貌变化,并且夏季气候炎热,因此,湖南地区红层缓倾角滑坡机理的研究具有重要的意义和代表性。
另外,近几年,红层地区缓倾角滑坡的事例比较多,并且经过调查研究发现这些滑坡都呈现出滑层较薄的情况,基于此,需要从不同的方面对红层地区缓倾角的滑坡成因机理进行研究,希望能对该研究领域产生一定的价值。
1.红层地区缓倾角滑坡的形成背景在历史上,湖南地区经历了多次的地质变动,比如燕山运动的早期和中期,由于受到南北方向的扭动,该地区产生了大量的断裂带,后来又受到水平方向的松弛影响,这些断裂带产生了一定的张力,在张力的作用下,土壤岩层就会发生滑动,与此同时,原来沉积下来的土壤会与这些断裂带一同发展成为盆地,在断裂带一侧,土壤会发生较迅速的下沉,久而久之,就形成了一系列“V”字形的盆地。
之后,又经历了多次的变化和自然地侵袭,这些盆地的沙土由于受到氧化作用或者其他化学变化就会产生红色。
通过对红层地区缓倾角滑坡形成背景的叙述,就能加深对于成因机理的研究,接下来就分别从不同的方面展开分析。
2.红层地区缓倾角滑坡成因机理2.1地形对红层地区缓倾角滑坡产生的影响湖南地区呈马蹄状分布,东面、西面、南面群山环绕,而北面的地势则较为平缓,这就使湖南的盆地在形成过程中岩土发生了不同的堆积,比如,在盆地形成的中后期,由于地形的变化导致该地区南侧高于北侧,由于受到重力的作用,岩土就会倾向北侧沉积,这样的沉积效果一定会对红层地区的缓倾角滑坡产生一定的影响。
高速公路滑坡病害机理及综合处治措施研究
高速公路滑坡病害机理及综合处治措施研究关键词:随着山区高速公路的大规模建设,滑坡等地质灾害日益严重。
本文介绍了公路滑坡病害的形态、分类及产生的原因,并提出了综合处治的措施。
摘要:公路滑坡;病害原因;综合处治中图分类号:x734 文献标识码:a 文章编号:1引言随着我国经济的发展,高速公路越来越往山区地方修建,随着而来的边坡也会越来越多。
滑坡在高速公路中是一种常见的地质灾害,多发于山地地貌中。
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受大气降水、河流冲刷、地震及人工切坡等各种因素的影响,在重力作下,沿着一定的软弱面(带),整体地顺坡向下滑动的自然现象。
滑坡对公路工程的危害较大,由于其治理复杂,投入的工程费用往往很大。
所以,滑坡的预防非常重要。
治理滑坡应该基于滑坡的成因,有针对性的采取有效措施。
本文通过介绍滑坡的形态及分类,详细介绍了滑坡的病害机理及综合处置措施。
2滑坡的形态及分类2.1滑坡的形态通常的滑坡中具备以下主要形态要素:滑坡体、滑坡壁、滑动面、滑动带、滑坡床、滑坡舌、滑坡台阶、滑坡周界、滑坡洼地、滑坡鼓丘和滑坡裂缝等。
2.2滑坡的分类(1)根据滑坡体的体积①小型滑坡体积小于10×104立方米;②中型滑坡体积10×104-100×104立方米;③大型滑坡为体积100×104-1000×104立方米;④特大型滑坡体积大于1000×104立方米。
(2)根据滑坡的滑动速度①蠕动型滑坡,人们作凭肉眼难以看见其运动,只能通过仪器观测才能发现的滑坡;②慢速滑坡,每天滑动数厘米至数十厘米,人们凭肉眼可直接观察到滑坡的活动;③中速滑坡,每小时滑动数十厘米至数米的滑坡;④高速滑坡,每秒滑动数米至数十米的滑坡。
(3)根据滑面与岩层层面关系无层(均质)滑坡、顺层滑坡和切层滑坡三类。
(4)根据滑坡力学特征推移式滑坡、平移式滑坡和牵引式滑坡。
(5)根据滑坡体的物质组成黏土滑坡,黄土滑坡,堆积层滑坡,岩层滑坡填土滑坡,破碎岩石滑坡。
降雨诱发缓倾角红层岩质滑坡机制分析
Construction &DesignForProject工程建设与设计【作者简介】文敏(1977~),男,四川仪陇人,工程师,从事地质环境监测研究。
1引言红层是由陆相沉积物组成的,在相对干燥的地质年代由于古盆地、湖泊地带等沉积形成,因外表呈红色而称之为红层[1]。
白垩系地层、侏罗系地层、三叠系地层是我国红层主要出露地层,大多分布于秦岭以南以及部分西北地区。
四川地区的红层大都出露于侏罗系地层和白垩系地层,而第三系地层则少有红层[2]。
大量红层滑坡发育于川东地区。
川东地区地貌以低山、丘陵为主,构造作用较强烈,岩质边坡数量较多,同时川东雨水偏多,综合导致川东地区地质灾害频发[3]。
缓倾角(10°~20°)红层岩质滑坡常发育于砂泥岩互层的红层,这种滑坡与其他滑坡的一个显著差异是由重力提供的下滑力较小,只由重力作用形成滑坡非常难。
而红层的特殊物理力学性质和强降雨条件是产生滑坡的重要原因。
红层滑坡对四川盆地人民的生命财产安全构成极大威胁。
因此,对缓倾角红层岩质滑坡的研究将进一步揭示红层滑坡的成因机制,对防灾减灾具有重要意义。
2红层岩质滑坡影响因素缓倾角红层岩质滑坡的启动跟强降雨以及地质条件联系密切。
因此,强降雨以及地质条件是分析缓倾角红层岩质滑坡形成机制的入手点。
地质条件的影响因素可从区域的地形地貌、地层岩性及岩体结构分析,降雨影响可从水对红层岩体的物理化学作用和力学作用分析。
2.1地质条件影响因素2.1.1地形地貌四川盆地红层区缓倾角岩质滑坡的形成与地形地貌有密切关系,四川盆地内的缓倾角岩质滑坡多发育于缓倾角单面降雨诱发缓倾角红层岩质滑坡机制分析Analysis of the Mechanism of Rain-Induced Slow-Inclination Red Bed Rock Landslide文敏1,陈安强2,董瑞2(1.南充市地质环境监测站,四川南充637000;2.成都理工大学,成都610059)WEN Min 1,CHEN An-qiang 2,DONG Rui 2(1.Nanchong Geological Environment Monitoring Station,Nanchong 6370000,China;2.Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China)【摘要】四川红层主要出露于侏罗系地层、白垩系地层,第三系地层出露相对少一些。
川东某滑坡特征及其成因机制研究
研究探讨 Research294川东某滑坡特征及其成因机制研究汪传琪林世伟(四川省通川岩土工程技术开发有限责任公司,四川成都 610000)中图分类号:G322 文献标识码:B 文章编号1007-6344(2018)11-0294-01摘要:滑坡是川东地区最为常见的地质灾害之一,他的发生严重威胁人们的生命财产和安全。
川东某地区是滑坡发生频繁的地区之一,笔者认为滑坡的发生是内因与外因共同导致的结果,本文主要对川东某地区的滑坡特征及其成因机制做了相关分析,希望对相关的工作人员有所帮助。
关键词:滑坡;成因机制;特征0 引言滑坡与地震、洪涝并称为世界三大自然灾害,滑坡现象的发生受到众多因素的影响,川东某地区因其特殊的地势和气候条件,成为了滑坡现象频繁发生的重点地区之一,对川东某地区社会经济的发展带来了严重的影响。
因此,本文对川东某地区的滑坡特征及其成因机制进行了分析,希望可以有效降低川东某地区滑坡灾害带来的损失,为以后的防灾减灾理念提供帮助。
1 滑坡区环境条件其一,川东某地区的全年降水分为干湿两季,湿季的降水充沛,多为暴雨性天气,加上川东某地区地势起伏较大,多为盆地和丘陵地貌,在湿季川东某地区的地形极容易受到强降水的冲击。
其二,川东某地区的地质构造单一,地壳运动以间接性大面积抬升为主,区域稳定性较好,地震灾害发生的频率较低。
其三, 川东某的地形是一种独特的沟槽积水地形,地表水比较缺乏,少量的水田水储存在滑坡前缘的沟槽之中,在雨季的时候就会集聚大量的雨水,处在沟槽之中的雨水没有得到排泄,在大量雨水的浸润下,土质就容易发生软化的情况,这对滑带的形成提供了有利条件。
除此之外,随着社会经济的发展,川东某地区为追求更大的经济效益在当地大量修建高速公路和修建鱼塘,使得当地的地质结构遭到了严重的破坏。
因此,川东某地区因其特殊的地势和气候条件等因素的影响,加上不适当的人为活动对环境造成的破坏,川东某地区才容易发生滑坡现象。
红层地区滑坡滑带处水——岩(土)相互作用研究
学术研讨 65
地下水的化学成分常常与水岩作用的规模、时间地质历史 等因素存在着错综复杂的关系,使水一岩(土)系统的演化研 究变得困难。因此,借助主成分分析法,对原始变量因素进行 提取和简化,揭示控制这些原始因素之间的内在因素,可进一 步了解地下水化学成分之间、水化学成分与岩土环境之间的相 互关系。根据大院子滑坡地下水化学成分主成分分析结果(表 2),选取前四个作为主成分的变量因子,其累计贡献率达到了 85.35%,即前四个主成分基本上包含了以上8个指标因子绝大部 分的信息。
红
价值。
层
本文以四川省南江县大院子滑坡为例,iffii测试该滑坡滑带处的地下水化学成分,借
助主成分分析对地下水化学成分进行提取和简化,揭示控制这些化学成分之间的内在因
地
素,了解地下水化学成分之间、水化学成分与岩土环境之间的相互关系,探讨红层地区滑
区
坡滑带处特殊的水一岩(土)化学相互作用的主要过程及其与地下水化学成分的内在联 系。
坡体积约为52.374万m‘,为一浅层牵引式土质滑坡(图1)。
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◊
处
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图2大院于滑坡滑带土及滑带下部土体X射线衍射谱图 根据滑带土和滑带下部滑極岩进行X射线衍射分析(图2),滑带土中以石英为主, 形成的次生黏土矿物以伊利石、绿泥石为主,滑床基岩为长石砂岩夹泥岩,矿物含量以石 英为主,形成的次生粘土矿物以伊利石、蒙脱石、伊蒙混层和绿泥石为主,仅含少量的斜 长石°
2水一岩(土)作用分析
地下水在滑带处所进行的水一岩(土)相互作用规律,一 定程度地能通过该处地下水的化学主成分分析结果显示出来, 根据所选的四个主成分,初步分析滑带处滑带土的形成过程。
基于多源数据融合的红层地区滑坡灾变演化机制研究
基于多源数据融合的红层地区滑坡灾变演化机制研究基于多源数据融合的红层地区滑坡灾变演化机制研究引言:滑坡是自然灾害中一种常见而严重的灾害类型。
在红层地区,由于其特殊的地质构造和性质,滑坡灾变频发并对人类造成巨大的损失。
为了有效预测和防范滑坡灾害,研究其演化机制至关重要。
本文基于多源数据的融合,旨在探索红层地区滑坡灾变的演化机制,为滑坡灾害的预测和控制提供科学依据。
一、红层地区滑坡灾变的背景及现状红层地区主要指由砂岩或粉砂岩等红色岩石组成的地区。
这种地质构造具有一定的力学弱点,易于发生滑坡。
红层地区滑坡灾变频繁,给居民带来了巨大的防灾压力。
二、多源数据融合及其优势多源数据融合是指将来自不同来源和不同传感器的数据融合在一起,以获得更准确、全面的信息。
在滑坡灾变研究中,融合遥感、地震、地表形变等多种数据可以提高滑坡演化机制的解读能力。
三、遥感数据在滑坡灾变研究中的应用遥感技术通过获取地面的电磁辐射以及可见光、红外、微波等传感器的数据,能够提供大范围、多时相的地表信息。
在滑坡灾变研究中,遥感数据可用于监测滑坡的面积变化、地表形变、土地利用变化等。
四、地震数据在滑坡灾变研究中的应用地震数据包括地震波形数据和地震烈度数据。
地震波形数据可以提供滑坡产生的地表振动信息,地震烈度数据可以反映滑坡相关地区的震感程度。
通过分析地震数据,可以对滑坡的形成机制和灾变演化过程进行研究。
五、地表形变数据在滑坡灾变研究中的应用地表形变数据包括GPS、InSAR等观测技术获取的地表形变信息。
滑坡活动常常伴随着地貌的改变和地表的形变,通过分析地表形变数据可以研究滑坡的灾变演化过程。
六、基于多源数据融合的红层地区滑坡灾变演化机制研究方法基于多源数据融合的红层地区滑坡灾变演化机制研究主要包括数据获取、数据预处理、数据融合和结果分析四个步骤。
(1)数据获取:采用遥感卫星获取的高分辨率遥感影像、地震监测站点获取的地震数据以及GPS观测设备获取的地表形变数据。
小流域内降雨诱发型滑坡敏感图的基于GIS的证据权重法模拟
小流域内降雨诱发型滑坡敏感图的基于GIS的证据权重法模拟对于热带和亚热带的山岭地区,滑坡敏感图是进行灾害管理和规划开发活动的重要工具。
本文在GIS环境下,应用证据权重法绘制了日本四国岛两个小流域的滑坡敏感图,旨在评价证据权重模拟在绘制相对小流域(面积不足4平方公里)滑坡敏感图中的重要性。
研究区Moriyuki和Monnyu两个流域位于日本西部四国岛东北部,数据集的比例尺是1:5,000。
利用野外数据和GIS技术制作了与滑坡活动相关的各种因素(如斜坡、坡向、地貌、流体堆积物、土壤深度、土壤类型、土地利用和与公路的距离)的专题图。
两个流域的地质条件单一,只有白垩系的花岗岩构成。
因此,GIS分析中的数据层并未考虑基岩地质。
同时还估计了用证据权重模拟评价滑坡敏感图准确性的成功率,证实其在小流域滑坡敏感性绘图中是很有效的。
一、前言在热带和亚热带山岭地区,滑坡是最为严重的自然灾害。
因此,为了减灾,要提前对特别容易发生滑坡的一些潜在地点进行识别。
滑坡灾害评价可以成为一种重要工具,认识易于失稳地形的基本特征,特别是在极端气候条件下。
据Varnes(1984),根据潜在破坏性滑坡现象出现的概率,在给定地区给定时期内,可以评价滑坡灾害。
而且,用内部和外部变量来确定一个地区的滑坡灾害(Siddle,1991;Wu和Siddle,1995;Atkinson和Massari,1998;Dai等,2001;Cevik和Topal,2003)。
内部变量决定了滑坡的敏感性,包括基岩地质条件、地形、土壤深度、土壤类型、坡度、坡向、斜坡的凹凸度、高程、斜坡组成物的工程性质、土地利用类型和排水类型等。
外部变量易于导致一个给定敏感地区发生滑坡,包括强降雨、地震和火山等。
观测资料和经验显示,滑坡发生的概率取决于内部变量和外部变量的共同作用。
但是,外部变量是因地而异的,且随时间分布。
而且,因为缺少空间分布的相关信息,很难对其进行估计。
因此,在滑坡灾害评价的实践中,“滑坡敏感性绘图”并没有考虑决定一个滑坡事件发生概率的外部变量(Dai等,2001)。
川东红层地区缓倾顺层岩质滑坡中水的作用
42智慧地球NO.16 2020智能城市 INTELLIGENT CITY川东红层地区缓倾顺层岩质滑坡中水的作用王 盼(湖北省地质局第五地质大队,湖北 黄石 435000)摘 要:川东地区2010~2018年期间发生破坏的大型缓倾顺层岩质滑坡都是在持续强降雨后爆发的,地下水在滑坡的破坏过程中起到了很大的作用。
文章主要对地下水在红层缓倾顺层岩质滑坡起到的作用进行归纳研究。
关键词:川东地区;缓倾顺层岩质;静水压力1 降雨入渗模型建立川东红层地区降雨入渗的方式可以分为3种:后缘单裂隙入渗、斜坡体网状裂隙入渗和后缘连续带状裂隙入渗(拉陷槽)。
后缘单裂隙入渗是指滑坡主要发育有后缘裂隙,单裂隙渗流在平面上呈线状、非连续分布,结构面数量较少,且不连结贯通,不具备雨水直接渗透的条件,没有形成贯通的流水通道,地表水入渗较为缓慢,入渗量也有限,难以形成竖向水头。
后缘单裂隙入渗模式二维模型如图1所示。
图1 后缘单裂隙入渗模式二维模型斜坡体网状裂隙入渗是指滑坡体中部裂隙较多,网状裂隙渗流在平面上呈网状状、非连续分布,结构面数量较多,但没有形成统一的渗流路径,地表水入渗较为缓慢,入渗量也有限,难以形成竖向水头。
斜坡体网状裂隙入渗模式二维模型如图2所示。
图2 网状裂隙入渗模式二维模型后缘连续带状入渗是指滑坡有缘形成陡壁或拉陷槽,后缘裂隙(拉陷槽)在平面上呈线状、连续分布,地表水直接通过拉陷槽进入岩层的软弱夹层,然后在软弱夹层中形成统一的流通路径,入渗量大,形成较大竖向水头差,经常在滑坡前缘可以看到泉水或长流水的出水口。
后缘连续带状裂隙入渗(拉陷槽)模式二维模型如图3所示。
图3 后缘连续带状裂隙入渗(拉陷槽)模式二维模型2 入渗后地下水的作用2.1 物理化学作用地下水对滑坡的物理化学作用包括软化、润滑和泥化作用等。
根据川东地区50个岩质边坡进行现场调查和稳定性分析,将川东红层地区的岩层结构分为泥岩夹砂岩、砂岩夹泥岩、厚层砂泥岩互层、薄层砂泥岩互层这4种结构,分析这4种岩层结构的稳定性,如表1所示。
第三系缓倾角红层滑坡基本特征及形成机制研究
第三系缓倾角红层滑坡基本特征及形成机制研究李畅;任光明;韩爱果;李惠民【期刊名称】《水利与建筑工程学报》【年(卷),期】2017(015)004【摘要】由于第三系红层中滑坡灾害频发,对该类发育于弱胶结地层中的滑坡进行系统研究不仅有利于滑坡的早期识别而且对其防治措施的设计具有指导意义.以第三系地层中发育的一缓倾角红层滑坡为研究对象,通过现场调查对滑坡区地质环境条件与滑坡基本特征进行了总结归纳,并定性分析了其形成机制.结果表明:该滑坡为典型的推移式降雨诱发型顺层岩质滑坡;顺坡向、缓倾角的地质结构以及软硬相间的岩性组合是滑坡发生的地质条件;河流的侵蚀是滑坡产生的外部动力;强降雨是导致滑坡产生的直接诱发因素.【总页数】5页(P112-116)【作者】李畅;任光明;韩爱果;李惠民【作者单位】成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059【正文语种】中文【中图分类】P642.22【相关文献】1.第三系红层滑坡机理物理模型研究 [J], 刘世雄;冯君;刘东2.红层缓倾角土质滑坡发育环境、分布规律及影响因素研究 [J], 李江;许强;胡泽铭;易靖松;张群3.降雨诱发缓倾角红层岩质滑坡机制分析 [J], 文敏;陈安强;董瑞4.川东某红层缓倾角顺层滑坡特征及成因机制分析 [J], 徐静;周毅;段立强;黄海峰5.鸭塘水库红层顺层缓倾滑坡形成机制分析与稳定性评价 [J], 朱鹏程;徐昊;李中明;吴少飞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
降雨作用下老滑坡复活变形机理研究
降雨作用下老滑坡复活变形机理研究李东黎【摘要】以重庆市铜梁县西泉街滑坡为例,在资料的收集整理和分析、现场工程地质调查以及结合室内外的物理力学试验的基础上,首先对滑坡的水文地质条件进行调查,进而采用极限平衡理论对滑坡稳定性进行计算和评价,最后应用弹塑性有限元算法对滑坡不同饱水状态下的稳定状态进行模拟计算,验证了稳定性计算的结果。
分析了降雨作用下老滑坡的复活变形过程,揭示了降雨型老滑坡的复活变形机理,为该类滑坡的稳定性评价提供了有益的指导。
%Connected with the engineering concrete example of landslide of XiQuan in Tongliang county, Chongqing city, through the collection, arrangement and analysis of related date, the site investigation and exploration of engineering geology, indoor and outdoor physico-mechanical test, first, analyze the evolvement mechanical by the characteristic of hydrogeological, and then adopting the theory of limit equilibrium to calculate and evaluate stability of landslide, in the end, adopting contact elastoplastic FEM to verify validity about the result. Its process of the revival and deformation under rainfall were analyzed, which the mechani-cal of revavil and deformation of old landslide under rainfall are revealed, and it may afford one method that can be used as a reference of stability analysis.【期刊名称】《国土与自然资源研究》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P70-72)【关键词】降雨型老滑坡;演化机制;稳定性;弹塑性有限元;复活变形【作者】李东黎【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉 430063【正文语种】中文【中图分类】TU4431 引言研究成果表明,暴雨诱发的滑坡占总数的90%。
广元降雨型滑坡诱发条件及预报方法研究
广元降雨型滑坡诱发条件及预报方法研究地处四川省北部的广元市是山地像盆地的过渡带,其特殊的地质环境,加之极端降雨事件不断发生,导致降雨型滑坡频发。
本文分析广元56年小时降水和极端降水事件的变化趋势;利用历史滑坡个例,分析广元降雨型滑坡的时间分布特点,研究广元滑坡与降水间的关系;根据后山里滑坡土体的渗透系数,研究降水与处于后山里滑坡不同位置各监测参量之间的关系;基于不同状态下的物理力学参量,分析后山里滑坡的稳定情况,建立后山里滑坡的稳定性模型。
概括起来,本文主要研究结论如下:(1)广元每年降水总量变化不明显,但小时降水的极端情况越来越明显。
在整个研究时段内,苍溪站和青川站小时降水年际倾向率的波动为单峰单谷型,旺苍、广元和剑阁三站为双峰单谷型;广元大部分地区每年的短时强降水次数在增加,但降雨的持续天数在减少,降雨量却越来越极端。
(2)在“5.12”汶川地震发生后的三年,广元降雨型滑坡的年次数达到了一个峰值,之后,广元降雨型滑坡的年次数基本回到震前的情况;在剔除峰值之后,广元降雨型滑坡年均次数为9.71例/年。
广元降雨型滑坡集中发生在雨季,每月滑坡次数与月均降水量有很好对应关系。
当日降水量在10<sup>2</sup>5mm/d和25<sup>5</sup>0mm/d之间时,滑坡发生的次数最多;滑坡发生当天和前一天的降水对滑坡发生的贡献率大,其中当天降水的贡献率最大,在滑坡发生前两天及之前的降水贡献率及贡献率的变化很小。
(3)后山里滑坡的渗透系数k为1.2×10<sup>-3</sup>cm/s。
0.5米和1.5米处的土压力受降水影响大,但有一定的时间滞后性,两个深度的滞后天数随降水强度的增强而缩短;0.5米处土压力变化量比1.5米处小,但1.5米受降水影响变化的持续时间较长。
降水引起孔隙水压力1的滞后时间比孔隙水压力2的滞后时间短,且在降水后孔隙水压力都会发生多次数值增长。
基于诱发机理的降雨型滑坡预警研究--以花岗岩风化壳二元结构斜坡为例
基于诱发机理的降雨型滑坡预警研究--以花岗岩风化壳二元结构斜坡为例刘艳辉;刘丽楠【摘要】降雨型滑坡是我国主要的滑坡灾害类型,具有区域群集发生的特点,滑坡预警研究是防灾减灾的重要途径。
传统的区域降雨型滑坡预报模型多采用统计结果建立降雨参数模型,对降雨诱发机理和斜坡失稳的力学机制考虑不足,预报可靠性和精度有限。
本文以花岗岩风化壳地区某典型二元结构斜坡为原型,以实际勘查数据为基础,提取该斜坡结构特征,基于饱和-非饱和渗流理论,分析研究降雨入渗过程和斜坡失稳机制,建立典型斜坡的预警判据。
①花岗岩风化壳地区典型二元结构斜坡为类土质斜坡,覆盖土层较厚,剖面上可分为两层,上层为坡积黏性土,土质松散,透水性强,下层为残积黏性土,土质相对致密,透水性较差。
②采用不同降雨工况模拟分析降雨入渗过程。
以50mm·d-1雨强为例,降雨持时30h以内时,降雨入渗主要集中在上层的坡积黏性土,斜坡前缘优先饱和,滑带开始出现积水现象;降雨持时40~50h时,斜坡表面降水持续入渗,在坡体后缘拉裂缝处,雨水沿着裂缝快速入渗坡体形成静水压力,增加坡体重量,增大下滑力,坡脚渗透路径短,最先饱和破坏,造成斜坡失稳。
③监测斜坡不同部位(坡脚、中部、后缘)的孔隙水压力情况,随降雨入渗,斜坡土体孔隙水压力持续增大,由负趋近于零到大于零,斜坡土体由非饱和状态向饱和状态过渡,坡脚最先饱和,中部持续入渗,后缘土体饱和后,裂缝扩大致使大量雨水进入,使本已大量积水的滑带变形错动,斜坡失稳。
④模拟分析得到斜坡失稳的不同降雨条件:中雨雨强(10mm·d-1),历时约13d;大雨雨强(25mm·d-1),历时约5d;暴雨雨强(50mm·d-1),历时约2.2d;特大暴雨雨强(100mm·d-1),历时约1.1 d。
在暴雨雨强时,降雨对该类斜坡的滞后作用约为5h。
最后,建立了该类斜坡的临界降雨判据(I-D曲线)。
降雨诱发型滑坡的工程治理与灾害预测预警方法研究的开题报告
降雨诱发型滑坡的工程治理与灾害预测预警方法研究的开题报告一、选题背景与意义在自然灾害中,滑坡是一种常见且严重的灾害类型,每年都会给社会和人民带来巨大的经济和生命财产损失。
而在自然条件下,降水是引发滑坡的主要因素,因此,如何在降雨前采取有效的预防措施,提前预警并准确预测滑坡的发生时间、规模和范围,成为了当前滑坡防治工作亟待解决的重要问题。
本研究旨在通过对降雨诱发型滑坡的工程治理与灾害预测预警方法的研究,为滑坡防治工作提供参考和支撑。
二、研究内容和目标本研究的主要内容包括以下三个方面:1. 工程治理方法的研究。
通过对不同类型和形态的降雨诱发型滑坡进行实地考察和研究,了解其运动机理和特点,并结合工程实践,探讨有效的工程治理方法,包括预防性措施和强制性措施。
2. 灾害预测预警方法的研究。
通过对滑坡前兆信号的监测和数据分析,结合对不同类型和形态的降雨诱发型滑坡的研究,建立相应的滑坡预警模型和预测方法,提高滑坡预测预警的准确性和可靠性。
3. 研究成果的应用与推广。
将研究成果应用到实际工程中,为实际工程提供技术指导和支持,并通过各种途径,推广研究成果,以提高广大群众对滑坡灾害的认识和防范意识,有效降低滑坡灾害的发生率和损失。
三、研究方法和步骤本研究采用综合方法进行,首先进行现场勘察和资料搜集,了解不同类型和形态的降雨诱发型滑坡的地质情况、运动机理和发生规律等,并对其进行分类和归纳。
然后,建立相应的数学模型和计算模拟模型,以模拟滑坡诱发机理和滑坡运动特征。
同时,对滑坡前兆信号进行监测和数据分析,结合滑坡运动特征,建立相应的滑坡预测预警模型和预测方法。
最后,将研究成果应用于实际工程中,并通过各种途径,推广研究成果。
四、预期成果和意义本研究的预期成果包括以下几个方面:1. 探索出一套适用于降雨诱发型滑坡的有效的工程治理方法,提高降雨诱发型滑坡的防治水平。
2. 建立一套可靠性高、准确性高的滑坡预测预警模型和方法,提高滑坡预测预警的准确性和及时性。
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第33卷增2岩石力学与工程学报Vol.33Supp.22014年8月Chinese Journal of Rock Mechanics and EngineeringAug .,2014收稿日期:2013–07–15;修回日期:2013–08–03基金项目:国家自然科学基金资助项目(41202200,41240023);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(CUGL140409)作者简介:张明(1981–),男,2003年毕业于石家庄经济学院资源与环境工程系环境工程专业,现任副教授,从事滑坡地质灾害等方面的教学与研究工作。
E-mail :zhangming8157@ DOI :10.13722/ki.jrme.2014.s2.048川东缓倾红层中降雨诱发型滑坡机制研究张明1,胡瑞林2,殷跃平3,吴瑞安1(1.中国地质大学工程学院,湖北武汉430074;2.中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029;3.中国地质环境监测院,北京100081)摘要:四川盆地东部广泛分布着砂泥岩交替的缓倾红色地层,该类地层的倾角一般只有3°~10°,远小于层面或层间软弱面的内摩擦角。
理论上,在该类地层中发生顺层滑坡的可能性较小。
但实际上,川东红层中降雨诱发型顺层滑坡频发,给当地人民的生命财产安全造成极大的威胁。
以四川省达县青宁乡滑坡为研究对象,通过现场调查与勘查建立滑坡地质模型;定性和定量分析滑坡发生前坡体内地下水渗流场和静水压力分布特征;在此基础上计算坡体在降雨作用下的稳定性变化;并通过环剪试验研究滑带土受滑体剪切过程中孔隙水压力和剪切强度变化特征。
研究显示,川东缓倾红层滑坡是坡体内静水压力和滑带土剪切强度降低共同作用的结果。
降雨入渗引起的水平推力和浮托力启动滑坡变形和缓慢滑动;滑带土受到滑体剪切,其孔隙水压力急剧上升,剪切强度急剧下降,最终导致滑体的急剧滑动。
另外,研究认为久雨之后暴雨是滑坡发生的必要条件。
研究结论具有一定的创新性,可以对川东红层缓倾角滑坡的预测预报与防治提供理论支持。
关键词:边坡工程;缓倾红层;静水压力;环剪试验;孔隙水压力;剪切强度中图分类号:P 642文献标识码:A文章编号:1000–6915(2014)增2–3783–08STUDY OF MECHANISM OF LANDSLIDE INDUCED BY RAINFALL IN GENTLY INCLINED RED STRATUM IN EAST SICHUAN BASINZHANG Ming 1,HU Ruilin 2,YIN Yueping 3,WU Ruian 1(1.Faculty of Engineering ,China University of Geosciences ,Wuhan ,Hubei 430074,China ;2.Institute of Geology and Geophysics ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100029,China ;3.China Institute of Geo-environment Monitoring ,Beijing 100081,China )Abstract :Gently inclined red stratum widely distributes in East Sichuan Basin.Dip angle of this type of stratum is always between 3°and 10°,which is far less than the friction angle between bedding planes.In theory ,the bedding landslide is unlikely to occur in red stratum.But in fact ,rainfall induced landslide in gently inclined red stratum occurs frequently ,which leads to a huge threat to the local people.Taking Qingning landslide in Da County ,Sichuan province as an example ,the geological model through field investigation and exploration is built ;then analyzes the seepage field and static water pressure distribution before the landslide ;a slope stability was analyzed based on the results of above seepage analysis.In order to obtain the characteristics of pore water pressure and shear resistance ,the sliding zone soil is sampled to conduct ring shear test.The results indicate that landslide is due to coupled action of water pressure and shear resistance decreasing of sliding zone soil.The horizontal pushing force and vertical uplifting force due to rainfall infiltration initiated the landslide to deform and slid slowly ,and then shear resistance decreasing of sliding zone soil led to the rapid sliding.Furthermore ,a long•3784•岩石力学与工程学报2014年rainfall and then a strong rainfall are deemed to be the necessary condition of landslide.Conclusions of this paper are the new findings in this field and can supply theoretical support for landslide forecasting and prevention in East Sichuan Basin.Key words:slope engineering;gently inclined red stratum;static water pressure;ring shear test;pore water pressure;shear strength1引言红层是一种外观以红色为主色调的陆相碎屑岩沉积地层,指侏罗系、白垩系与第三系砂岩、泥岩、页岩及砂岩、泥岩与页岩互层等软硬相间的层状岩体。
大部分为泥质胶结,少部分是石膏、钙质和硅质胶结。
红层中所含的填充物或胶结物主要为氧化铁,特别是以赤铁矿居多,所以呈现红色[1-2]。
在四川盆地东部广泛分布着砂泥岩交替的红层,它们的倾角一般只有3°~10°[3],远小于其层面或层间软弱带的摩擦角,理论上,坡体的稳定性较高,发生顺层滑坡的可能性较小。
但实际上,川东红层中降雨诱发的顺层滑坡频发,近年来发生的达县青宁乡滑坡、宣汉县天台乡滑坡等,都是属于这种类型,给当地人民的生命财产安全造成极大的威胁。
因此,对川东缓倾红层中降雨诱发型滑坡机制的研究显得十分必要和急迫。
目前对此类滑坡的机制研究,最著名的理论当属张倬元等[4]提出的“平推式滑坡”模式,该理论认为滑坡后缘水平侧向静水压力和底部浮托力的作用是滑坡发生的主要原因。
国内很多学者认同这一模式,并进一步定量研究了这一模式的启动条件[3,5-7]。
国内也有其他理论出现,例如黄润秋等[8]提出了水垫–楔裂效应,认为降雨入渗在滑体内形成顶托和楔裂作用是滑坡发生的主要原因。
乔建平等[9]对宣汉县天台乡滑坡进行研究后认为降雨入渗使坡体物质处于超饱和状态是滑坡发生的主要原因。
本文以四川省青宁乡滑坡为例,通过现场勘查和调查,分析其地层结构,建立滑坡地质模型的基础上,从地下水作用和滑带土剪切强度2个方面入手对川东缓倾红层滑坡机制进行研究。
结果显示,川东红层缓倾角滑坡是地下水静水压力和滑带土强度降低共同作用的结果。
静水压力启动滑坡变形和缓慢滑动,后滑带土受剪切致其剪切强度急剧下降,最终导致滑坡的急剧滑动。
而久雨之后暴雨被认为是滑坡发生的必要条件。
本文结论具有一定的创新性,可以为川东此类滑坡的预测预报与防治提供理论支持,具有一定的理论和实际意义。
2青宁乡滑坡概况青宁乡滑坡发生于2007年7月7日,位于四川省达州市达县青宁乡岩门寨村,距离达县城西北约30km处。
整个滑坡区平均宽1480m,纵向长2080m,滑坡面积约1.81km2,滑体平均厚度6m,总方量达1.1×107m3,滑体上的房屋、农田及公路全部毁坏,经济损失1.5亿元,因滑坡前兆特征明显,滑坡体上村民全部成功转移,无一伤亡。
滑坡区在地貌上属于低山区(见图1),滑坡区位于山间槽谷之中,南东为大寨岩,海拔930.6m,与滑坡后缘相对高差约150m,坡度55°~90°;滑坡NE,SW方向为台状低山,高程为600~850m,坡度为30°~50°。
滑坡的前缘与后缘的地面高程分别为500和788m,相对高差288m。
整个滑坡区可以分为3个亚区:滑坡1区、滑坡2区和变形区,其中滑坡2区还包括泥石流区(见图1)。
变形区内变形强烈,某些部位的变形量达到2m以上,但是没有发生整体滑动。
滑坡1区是整个青宁乡滑坡的启动区,它主要包括大寨岩前的平台及其前缘约30m高的陡坎(见图2),滑坡发生以前,陡坎上堆积20~30m厚的第四系堆积体。
平台上的堆积体首先发生滑动,然后推动陡坎上的堆积体一起滑动。
堆积体滑下陡坎以后并没有堆积在坡脚,而是继续滑动并转化成为泥石流,在泥石流区流动,一直到下游沟谷堆积;同时,由于堆积体在滑坡2区的后缘加载作用,滑坡2区也失稳。