堆积层滑坡临滑预报的新判据
三峡库区四方碑滑坡预报判据研究
成都理工大学硕士学位论文三峡库区四方碑滑坡预报判据研究姓名：李旭申请学位级别：硕士专业：地质工程指导教师：许强20100501摘要三峡库区四方碑滑坡预报判据研究作者简介：李旭，男，1983年8月生，师从成都理工大学许强教授，2010年6月毕业于成都理工大学地质工程专业，获得工学硕士学位。
摘要滑坡是一种严重的斜坡变形现象，作为一种自然地质灾害，常常会给人们造成巨大的生命财产损失。
我国是滑坡灾害多发国家，事先做出预报并采取有效的防范措施是减灾的重要手段。
滑坡预报的核心是预报方法与预报判据。
预报方法确定以后，如果没有正确的预报判据就无法进行准确的预报。
由于预报判据的建立是比较困难的，国内外大量学者研究出了很多种预报判据，且对滑坡做出过成功预报。
但是各预报判据都具有一定局限性，且都是不完善很难找到一个统一的定量指标或阀值。
因此对滑坡预报判据的研究，必须建立在深入研究滑坡类型滑坡特征、变形特点和形成机制的基础上，遵循科学性、综合性、易操作性的原则，对具体的滑坡进行具体的研究，找出影响滑坡稳定性的主导因素，从而得到适用于该滑坡的实际可行的预报判据。
本文以三峡库区四方碑滑坡为例，对其失稳判据进行研究。
四方碑滑坡属松散堆积型滑坡，由于人类的工程活动复活后，随着三峡库水位的大幅抬高，滑坡体产生明显的裂缝，变形趋于明显。
通过对该滑坡的变形特征及变形破坏机理研究知：三峡水库的不断蓄水、降雨和库水骤降是造成该滑坡变形复活的主要因素。
本文主要从研究这三个因素对四方碑滑坡稳定性的影响出发，研究滑坡失稳预报判据。
本文以三峡库区四方碑滑坡为例，在对其地质环境调查研究的基础上，运用了GEO-SLOPE软件中的SEEP/W和SLOPE/W软件研究了滑体中浸润线随水库蓄水、降雨等的变化规律，并依据浸润线计算结果分不同蓄水高度、不同降雨强度等多种工况用用极限平衡法对滑坡稳定性进行分析计算与综合评价。
同时采用物理模拟试验对该滑坡进行了不同蓄水高度、不同降雨强度等条件下的变形特征进行研究，确定了滑坡处于临界失稳状态时，滑体上不同部位的变形特征，得出当滑坡从162m下降到145m和175m下降到145m外加持续暴雨（200mm/h）时，滑坡的稳定性最差，易于发生整体性滑动。
滑坡演化阶段判识与防控-精细讲解
岩土体蠕变（流变）理论：
等速变形BC段——对应滑坡体的等速滑动阶段
滑坡经过初始变形阶段之后，坡体内潜 在滑面开始形成，此时土体应力调整主 要集中在潜在滑面上。随着潜在滑面的 破裂，下滑力在缓慢增大，但土体应力 调整的结果使得抗剪强度逐渐提高，并 趋向峰值增长，因此抗滑力由初始变形 阶段小于下滑力的状态很快过度到近似 等于下滑力的状态。等速变形阶段位移时间曲线总体表现为一倾斜直线，宏观 变形速率也基本保持不变，只是变形曲 线会因为不时受到外界因素的干扰和影 响而可能会有所波动。
在斜坡的演化过程中，随着河谷下切及 风化卸荷等表生改造作用，坡度不断变 陡，坡体内应力不断调整，并逐渐进入 下滑力与抗滑力近于相等的阶段，此时， 若遇某种相对较强的外界因素(如降雨、 地震等)的突然加载，斜坡可能突然启动， 出现明显的变形迹象。随着引起滑坡体 突然启动的外界因素的减弱和消失，坡 体的变形也逐渐减弱，因此初始变形阶 段位移-时间曲线总体表现为一下凹曲线。
问题一：滑坡三阶段变形演化模式是基于滑坡变形破坏全过程位移-时间
曲线基础上的。实际常常属于某一个阶段的曲线。
凉水井滑坡
八字门滑坡
问题二：滑坡位移-时间曲线常表现出阶跃型、震荡型等
问题三：位移监测点的代表性问题 白水河滑坡
问题四：滑坡模式不容，三阶段演化曲线应不同
突发型、渐变线型、稳定型
推移式与牵引式不同
2.2 斜坡地质演化特征判别（行迹）
2.2.1 孕灾阶段变形（行迹）识别
案例分析
——滑坡孕灾模式识别：斜坡浅层倾倒+深层蠕变辨识 黄土坡滑坡
黄土坡是否整体为滑坡有过重大分歧
通过岩层产模 滑动。
后面要说明，滑坡 边界在哪里，有没 有边界？
地质灾害滑坡现象的鉴别讲解
七、高速远程滑坡的形成条件
• 何谓高速远程滑坡，目前尚无定论，这里讨论的高 速远程滑坡是指速度在10m/s以上，运距在千米以上 的滑坡。因其影响范围大，灾害严重，值得研究， 需预测其形成条件（图9）。
七、高速远程滑坡的形成条件
• 勘察研究滑坡的任务，应在查明斜坡地质环境条件、斜 坡及各种建筑物变形破坏前兆的基础上，预测斜坡的稳 定性，滑坡可能影响的范围（是否会形成高速远程滑坡， 滑坡灾害性预测）。
• 悬托型剪出口的高差较大，多为数十米至数百米，存在势 能转化成动能和高速度的良好条件（图7－①）。在其他条 件配合下，当坡体在各种外动力作用失稳滑出剪出口后， 因气垫效应和自由落体运动等获得加速度，沿剪出口下方 运动数百米至数千米。
• 可以预见，在斜坡高陡条件下，如坡高在数百米以上，坡 度30°~40°以上乃至70°~80°陡崖地形条件下，才可能 形成悬托型剪出口和规模巨大的滑坡体。
• （1）沟谷地形比平坦开阔的地形有利动体远程运动，前者有利能 量聚集。
• （2）平直沟谷比蜿蜒曲折沟谷有利动体运动，后者阻力大，耗能 大。
• （3）沟谷纵坡较陡，且存在若干陡坎瀑布，易形成气垫效应。动 体运动中各部位速度不同发生相互碰撞时，使岩石破碎呈碎屑流运 动；或后续动体碰撞前方动体，因能量传递作用使前方动体加速运 动。如是不断碰撞，使前方动体运动更远。
二、滑动面（带）位置和形态的确定
• （2）厚度较大的土质滑坡，采用作图法初步 确定圆弧形滑面的位置（图3），为勘探设计 提供初步资料。
二、滑动面（带）位置和形态的确定
• （3）岩质滑坡其他形态的滑面可运用赤平投 影法分析结构面组合的特点与斜坡产状的关 系。
• （4）其余滑动面位置和形态可用勘探法确定 （图4）。
2024年滑坡、泥石流应急避险常识(三篇)
2024年滑坡、泥石流应急避险常识村庄居民住宅区地质灾害的预防，首先应按照国土资源管理部门的要求健全群测群防体系，保持规范有效的运作，出现险情能够及时启动应急预案。
雨天要关注削坡建筑的房屋后山陡坡、填土为地基的填方高边坡，看看是否有泥土掉块、坍方、泥流，有这些现象，应冒雨观察斜坡是否变形、顶部是否开裂，发现这些滑坡前兆，要果断迁移人员，避免滑坡伤人。
要特别注意填土挤占原始河（沟）道建筑的房屋。
在暴雨发生区间，当观察发现洪水异常，如水位暴涨、浑浊、有大量漂浮物，就应果断按照应急预案安排受威胁人员暂时迁移到安全地带，以避免因泥石流漫溢而对两岸居民造成伤害。
下雨天在沟谷中耕作、放牧时，不要在沟谷底部长时间停留。
一旦听到上游传来异常轰鸣声，应迅速向沟谷的两岸山坡上逃离。
雨季穿越沟谷时，先要仔细观察，确认安全后再快速通过。
山区降雨普遍具有局地性特点，沟谷下游是晴天，沟谷的上游却在下暴雨是常有的状况。
因此，即使在雨季的晴天，同样也要提防泥石流灾害。
当地气象部门的天气预报，可以为防范泥石流灾害提供重要信息，大家应养成每天收听天气预报的习惯。
雨季驾车出行前要了解目的地和沿途天气状况，尽量避免大雨天或连续阴雨天前往那些道路等级很低的山区旅行，避免受到滑坡、泥石流危害。
如果你驾驶着汽车行走在道路中，不幸遇到了滑坡，首先要沉着冷静，不要慌乱。
然后采取必要措施迅速撤离到安全地点。
（1）迅速撤离到安全的避灾场地。
发现前方公路边坡有异动迹象，比如滚石、溜土、路面泥流漫流、树木歪斜或倾倒等，应立即减速或停车观察。
确认山体滑坡并判断可能威胁自身车辆安全时，要尽快退让。
来不及或无条件退让时应果断弃车逃避。
要朝垂直于滚石或滑坡体滑动的前进方向跑避。
切忌不要在逃离时朝着滑坡前进方向跑。
更不要不知所措，面对滑坡灾难临近而不予避让。
避灾场地应选择在斜坡缓而地面土石完整稳定，无流水冲刷的地段。
千万不要将避灾场地选择在滑坡的上坡或下坡，以及松散土石构成的陡坡或者悬岩下。
三峡库区堆积层滑坡降雨敏感性分析
三峡库区堆积层滑坡降雨敏感性分析【摘要】堆积层滑坡是三峡库区中常见的一类滑坡，大气降雨是滑坡产生的诱发因素。
不同的滑坡体因其工程地质条件不同而表现出不同的对降雨敏感性的动态响应规律。
本文以三峡库区万州塘角2号滑坡为例，分析其岩土体介质物理力学基本特征、变形破坏机理，在此基础上，采用msaram法边坡稳定性计算程序，分析了大气降雨对滑坡稳定性的敏感性问题。
研究表明，。
在强降雨等诱发因素作用下，稳定性将明显降低，当库区正常蓄水位175m时，该滑坡的启动降雨强度为20mm/d，当库区低水位145m运行时，启动降雨强度为50mm/d。
滑坡的防治措施应注重降雨和库水位等诱发因素的影响。
【关键词】三峡库区；堆积层滑坡；降雨；敏感性分析1.引言堆积层滑坡是三峡库区一种常见滑坡，其岩土力学性质、水理性质通常具有一定的特性，如数值计算时常假定为连续介质，考虑地下水力学作用时，通常认为边坡体为透水介质等[1，2]。
三峡库区中此类滑坡和古滑坡数量较多，滑坡体的稳定性威胁着位于其上或邻域的居民和建（构）筑物，迫切需要针对此类滑坡研究其基本特征、形成机理和主要诱发因素（降雨、库水位波动），评价其稳定性，制定合理的防治措施等。
本文以万州塘角2#滑坡变形b区为例，研究其岩土体介质物理力学基本特征、变形破坏机理，在此基础上，采用msaram法边坡稳定性计算程序，分析大气降雨对滑坡稳定性的敏感性问题，为滑坡的综合防治提供依据。
2.滑坡基本特征与形成机理塘角2#滑坡位于重庆市万州区江南新区塘角村长江岸坡地带，其变形b区位于滑坡的前部斜坡，平面形态呈扇形，前缘高程156～175m，后缘高程240～248m，平均横宽530m，纵长250m，体积75×104m3，滑移方向352°，如图1所示。
该区域内的房屋及地面时有变形开裂发生，如tj1附近出现的一条圆弧状地裂缝，长约15m，缝宽10-15cm，外侧下沉10cm；在钻孔zk2-38附近的地面拉裂长约37m，宽3～15cm，外侧下沉5～20cm。
修改-滑坡的预测预报-专题九 32页PPT文档
（4）勘察期的动态监测可为治理工程施工监测 和竣工后长期的工程效果检验监测奠定基础。
3 监测内容
（1）气象因素：气温、湿度、蒸发量、降雨量等等； （2）地下水：水温、水流量、地下水位、水化学及 其酸碱性； （3）地质力学动态：位移、应变、应力、声发射、 区域地壳活动背景；
5.7 黄金分割法
张倬元教授等于1988年提出的黄金分割预报方法，又称 0.618法。他们通过对十余个有完整系统状态历时曲线的岩体 失稳实例的总结，认为系统非线性非稳定变形阶段的历时是 线性平稳变形阶段历时的0.618倍，具有相对不变性。据此， 在滑坡进入非线性累进性破坏阶段后，就可以根据前期线性 平稳变形阶段的历时，求出将要经历的非线性变形阶段的历 时，从而得出岩体失稳破坏的时间。
5.5 多参数预报法
选取多种参数，预测滑坡发生时间。美国学者B.Voight于1989年 提出多参数预报经验公式：
tf tx ( 1 x 1 f )/A ( 1 )
式中：Ω——任意参数，位移，剪应力，地面倾角等。 x ——初始值，
f ——预报值，α，Ａ——经验常数。
5.6 神经网络预报法 5.7 黄金分割法
张倬元教授等于1988年提出。系统非线性非稳定变形阶段的历时是线 性平稳变形阶段历时的0.618倍，具有相对不变性。根据前期线性平稳变形 阶段的历时，求出将要经历的非线性变形阶段的历时，从而得出岩体失稳 破坏的时间。
5.6 神经网络预报法
和神经网络用于空间预测预报中一样，时间预 报是用监测到的原始位移建立网络模型，属于一种 非参数预报方法。该预报方法无须事先假设边坡的 破坏模型，避免事先假设模型所带来的误差。
基于I-D阈值的滑坡气象预警双指标模型
地质科技通报㊀㊀2024年㊀第43卷㊀第1期©Editorial Office of Bulletin of Geological Science and T echnology.This is an open access article under the CC BY -NC -ND license.https:ʊ基于I-D 阈值的滑坡气象预警双指标模型龚泉冰1a ,殷坤龙1a∗,肖常贵2,3,陈丽霞1b ,严亮轩1a ,曾韬睿1c ,刘谢攀1a1.中国地质大学a.工程学院;b.地球物理与空间信息学院;c.地质调查研究院,武汉430074;2.浙江省地质环境监测中心,杭州310007;3.自然资源部浙江地质灾害野外科学观测研究站,杭州310007㊀第一作者,E-mail:qbgong@∗通信作者,E-mail:yinkl@2022-06-20收稿;2022-10-29修回;2022-10-31接受基金项目:国家重点研发计划课题(2023YFC3007201);衢州市自然资源和规划局柯城分局科研项目(ZZCG2021058)中图分类号:P642.22㊀㊀㊀文章编号:2096-8523(2024)01-0262-13㊀㊀㊀doi:10.19509/ki.dzkq.tb20220254摘㊀要:确定降雨阈值对于管控降雨型滑坡灾害风险具有重要意义㊂以浙江衢州市98处降雨型滑坡为例进行降雨阈值研究㊂在统计分析1970 2019年梅汛期间诱发滑坡降雨特征的基础上,首先对比分析I-D㊁E-D 和E-I 曲线建立的降雨阈值模型,然后基于I-D 阈值建立以当日降雨量R 0和5d 有效降雨量R 5为预警指标的滑坡气象预警双指标模型,最后采用历史降雨和滑坡数据检验模型的合理性和可靠性㊂结果表明:(1)I-D 模型对于降雨型滑坡的预测能力优于E-D 和E-I 模型;(2)按双指标模型反演衢州市历史50a 滑坡气象预警情况,红色㊁橙色和黄色预警的年均预警次数为1.5,3.2,9.3次,具有较高的合理性;20处验证滑坡点被双指标模型准确预警,其中15处为红色和橙色预警,此外模型成功预警了2014年全部8处降雨型滑坡;(3)用于检验模型预测能力的7处滞后性滑坡全部成功预警,其中3处橙色预警㊁3处黄色预警和1处蓝色预警㊂本研究提出的预警模型有助于衢州市滑坡气象预警发布,为政府部门开展风险评价和管理提供新思路与方法㊂关键词:降雨型滑坡;有效降雨量;降雨阈值;双指标模型;滑坡气象预警㊀㊀滑坡是我国发生频繁㊁分布广泛,常常造成人员伤亡和经济损失的自然灾害[1]㊂降雨是控制滑坡发生的主要因素之一,其通过抬升地下水位,改变滑体容重,产生水压力和弱化滑动面抗剪强度来影响滑坡稳定性㊂由降雨作用导致的滑坡称为降雨型滑坡[2],中国约有95.5%的滑坡灾害由降雨诱发[3]㊂在降雨型滑坡易发地区,建立滑坡灾害气象预警系统是管控灾害风险的有效手段,诱发滑坡的降雨阈值是建立预警系统的基础数据㊂降雨阈值表示导致滑坡发生的降雨量㊁土壤含水量或其他水文条件的临界值[4]㊂降雨阈值可以通过分析灾害发生的物理过程进行确定性定义,也可以基于历史灾害和降雨数据统计分析得出㊂通过分析滑坡的水文地质条件和稳定性系数变化过程可以确定滑坡发生的具体时间和地点,但是由于难以获取区域上详细准确的地质地理信息,基于滑坡发生物理过程的降雨阈值使用受限㊂数理统计模型通过分析历史滑坡和降雨数据来定义区域滑坡发生的降雨阈值㊂YANG 等[5]利用滑坡发生当日和前7日有效降雨量确定了达州市的降雨阈值㊂HE 等[6]根据我国771处滑坡利用分位数回归方法建立了雨季和非雨季的累计降雨量-持续时间(E-D )阈值㊂MA 等[7]确定了浙江省62个区县的降雨强度-持续时间(I-D )阈值㊂不同数理统计阈值模型从不同方面龚泉冰等:基于I-D阈值的滑坡气象预警双指标模型表征了诱发滑坡降雨事件的降雨特征,阈值研究中应用最广泛的是I-D和E-D模型,少有学者对比不同阈值模型在同一研究区的适用性㊂自然灾害预警系统是减轻灾害风险,实现可持续发展的重要工具㊂基于降雨阈值建立的滑坡气象预警系统已得到广泛运用㊂1985年美国地质调查局在旧金山湾区基于6h预报降雨量和滑坡降雨阈值开发了早期的预警系统[8]㊂日本利用60min的累计降雨量结合土-水特征指标建立了滑坡灾害预警系统[9]㊂香港土力工程处和天文台依据24h预报降雨量建立了国内最早的滑坡灾害预警系统[10]㊂现有预警系统主要选择未来一段时间的预报雨量作为预警指标,此类单一指标主要考虑短时强降雨的影响,在表征前期降雨对滑坡的作用方面有所不足㊂诱发滑坡灾害的数理统计降雨阈值研究已经取得了长足进步,但是由于区域气候特征㊁地质环境背景等条件的区别,不同地区降雨阈值差别显著[11-18],建立具有区域针对性的降雨阈值是必要的㊂进一步地建立滑坡气象预警模型要同时考虑短时强降雨和前期降雨作用,针对研究区域的降雨特征选取预警指标㊂浙江省位于中国东南沿海,雨量充沛,梅汛期间降雨量大且持续时间长,是我国降雨型滑坡最频发的地区之一[19]㊂在分析研究区降雨和滑坡发育特征的基础上,笔者拟以更符合实际降雨入渗情况的有效降雨模型计算前期有效降雨量,对比常用的I-D㊁E-D和E-I模型在研究区的适用性㊂基于研究区特有的梅汛过程确定当日降雨量R0和5d有效降雨量R5为气象预警模型的预警指标,建立滑坡气象预警R0-R5双指标模型,旨在为研究区滑坡预警提供理论指导㊂1㊀研究方法1.1㊀降雨事件定义确定诱发滑坡的降雨阈值前,首先要完成对诱发滑坡降雨事件的定义,即建立同一标准确定降雨开始和结束的时间㊂对降雨事件的准确定义是保证阈值可靠性的重要条件,但目前并没有统一的降雨事件定义标准㊂衢州市汛期降雨具有强弱降雨交替发生,持续时间长等特点㊂本研究对降雨事件划分标准为连续2d累计降雨量小于5mm,如图1所示㊂分析降雨阈值所需的降雨参数有:E,D,I㊂E 为降雨事件的有效降雨量,计算公式为式(1),降雨事件持续时间D为滑坡发生时间前推至本场降雨开始,降雨强度I采用过程平均雨强,即降雨过程中的有效降雨量除以降雨持续时间㊂图1㊀诱发滑坡的降雨事件定义Fig.1㊀Definition of the rainfall events inducing landslides1.2㊀前期降雨作用和有效降雨模型降雨型滑坡的形成过程包括降雨入渗㊁吸水饱和㊁结构劣化㊁坡体失稳等阶段[20]㊂滑坡发生时间较降雨过程可能存在滞后性㊂一般可将触发滑坡的降雨过程分为2个阶段:①前期降雨阶段,此阶段降雨持续入渗会抬升地下水位,产生水压力,增大土体容重,滑面遇水后抗剪强度弱化,为滑坡发育成熟提供条件;②触发降雨阶段,此阶段的降雨直接导致了滑坡发生㊂因此,前期降雨和当日降雨共同作用导致滑坡发生㊂前期降雨在土层缓慢饱和的过程中影响土壤含水量和地下水位等因素从而导致滑坡发生㊂因地下水位和土壤含水量取决于土壤性质(粒径㊁颗粒分布和排列㊁密度㊁孔隙度㊁渗透性等)㊁降雨和温度等因素,难以准确确定㊂ROSSI等[21]通过统计滑坡发生当日降雨和前期降雨的关系来表示前期降雨在诱发滑坡时的作用㊂在降雨诱发滑坡的过程中,由于水分蒸发和地表径流等作用,实际作用于滑坡的降雨量不是前期雨量的简单累加,要考虑雨量的衰减㊂本研究采用有效降雨模型来计算实际作用于滑坡的前期有效降雨量,有效降雨量由滑坡发生前及滑坡发生当日的降雨量分别乘以各自对应的有效降雨系数并求和所得,计算公式如下[22]:R e=R0+αR1+α2R2+ +αn R n,(1)式中:R e为有效降雨量;R0为滑坡发生当日降雨量;R n为滑坡发生前n d降雨量;α为有效降雨系数,反映了前期降雨的实际入渗情况,α=0.8是最适合研究区的有效降雨系数[23]㊂362地质科技通报㊀㊀2024年㊀第43卷㊀第1期1.3㊀降雨阈值模型滑坡发生不仅与降雨相关,同时还取决于岩土体抗剪强度㊁植被覆盖㊁地形地貌等条件㊂在以上众多条件的影响下,即使降雨量相同,诱发滑坡的情况也可能不同,此时仅用降雨并不能表征如上全部因素,也不能完全区分滑坡发生与不发生的降雨边界条件,所以在建立阈值模型时常用一定的滑坡发生概率来确定阈值㊂对于概率的划分主要有2种形式:一是以如1%,10%等滑坡发生概率制作下包络线确定降雨阈值,表示诱发滑坡所需的最小降雨量[24];二是采用贝叶斯[25]㊁分位数回归[26]等方法确定多个滑坡发生概率对应的降雨条件作为降雨阈值,常用于预测滑坡㊂GUZZETTI等[27]将数理统计阈值分为4类:降雨强度-持续时间阈值(I-D);累计降雨量阈值(E);累计降雨量-持续时间阈值(E-D);累计降雨量-降雨强度阈值(E-I)㊂按照建立分级阈值的常用方法[28],本研究先按照各降雨阈值模型的幂函数形式拟合阈值方程,确定阈值曲线的斜率,再以滑坡数量的15%,30%,60%,85%确定各曲线的截距,得到4个等级的阈值曲线㊂降雨强度I 和持续时间D是表征降雨事件的主要参数,也是影响滑坡发生的关键因素㊂I-D阈值建立了诱发滑坡的降雨强度随持续时间的变化关系㊂CAINE[29]在1980年基于全球73个滑坡和降雨数据建立了第一个I-D阈值,其形式如式(2)所示㊂I-D阈值也是目前使用最广泛的阈值模型[30-32]㊂I=αDβ,(2)式中:α和β为拟合参数,其中α为幂函数的截距,β控制了幂函数的斜率,β<0㊂E-D阈值建立了诱发滑坡降雨事件的累计降雨量和降雨持续时间之间的关系,随着降雨持续时间增加,诱发滑坡所需的累计降雨量增大,E-D模型使用也较为广泛[33-34],其形式如式(3)所示:E=αDβ,(3)式中:β>0㊂E-I阈值建立了诱发滑坡降雨事件的累计降雨量和降雨强度之间的关系,其形式如式(4)所示: E=αIβ,(4)式中:β>0㊂1.4㊀滑坡气象预警指标滑坡气象预警是利用滑坡与降雨的关系实现滑坡的预测预报,降雨是预警模型所需的重要信息,所选降雨指标必须能表征降雨与滑坡之间的关系㊂PICIULLO等[35]统计了全球24个滑坡气象预警系统的预警指标,主要采用的是未来1~96h的预报雨量,其中6,12,24h的预报雨量使用最多㊂以预报雨量作为预警指标实际上反映的是滑坡与待发生降雨的关系,没有反映滑坡与前期降雨的关系㊂在浙江,大量滑坡同时受短时强降雨和前期降雨的影响,所以在设计预警指标时既要考虑预报雨量,也应考虑已发生降雨对诱发滑坡的作用㊂对此,本研究提出滑坡气象预警双指标模型,包括预报降雨指标R0和有效降雨指标R e㊂R0为未来一段时间的预报雨量,一般为短时强降雨,可单独诱发滑坡;R e为有效降雨,反映前期降雨诱发滑坡的作用,前期降雨计算天数依据本地实际降雨特征确定㊂降雨阈值建立了降雨与滑坡之间的关系,R0和R e可通过阈值确定㊂以常见的I-D阈值为例,确定预报降雨时长和前期降雨计算时长D后,即可反算预警指标R0和R e㊂2㊀研究区概况及降雨特征2.1㊀研究区概况衢州市位于浙江省西部,金衢盆地西端,钱塘江上游,属亚热带季风气候区,降水充沛,降雨是滑坡的主要诱发因素㊂衢州市域面积8844km2,其中丘陵山地面积达7560km2,占土地总面积的85.5%㊂境内海拔以衢江为轴向南北对称展布,高度逐级提升㊂衢江两侧为河谷,外延为丘陵低山,再扩展上升为低山与中山,海拔为33~1500m㊂NE-SW向的江山-绍兴深断裂横跨衢州全境,境内地质环境复杂,构造形态多样㊂地壳经历了地槽-地台-陆缘活动三大发育阶段,形成了碎屑沉积岩㊁海底火山喷发岩为主的海相㊁滨海相碎屑岩,碳酸盐岩为主的陆相火山喷发岩和陆缘粗碎屑堆积三大沉积建造系列㊂2011年6月15日,研究区受强降雨影响发生群发性地质灾害,全区受灾15处㊂2021年汛期,研究区内遭遇强降雨,诱发多处浅层滑坡(图2)㊂2.2㊀滑坡和降雨数据衢州市历史灾害数据集共记录了369起滑坡,其中211起滑坡记录有具体发生时间和地点,时间跨度为1975-2020年,发生时间精确到天㊂356处滑坡发育规模为小型,其余13处为中型,无大型滑坡发育㊂数据集仅包含滑坡发生时间㊁地点㊁规模和承灾体的社会经济属性等基本信息,基于滑坡发育规模或坡体结构分类建立阈值时受数据制约明显㊂部分滑坡发生前一段时间内无降雨或降雨量明显不足以导致滑坡,在后续降雨阈值分析时,此类数据予462龚泉冰等:基于I-D阈值的滑坡气象预警双指标模型图2㊀衢州市地理位置及区内滑坡Fig.2㊀Location and typical landslides in Quzhou以剔除㊂本研究降雨数据来源于衢州市境内的3个国家级地面气象观测站,其中衢州站为根据全国气候分析和天气预报需要所设置的地面气象观测站,龙游和常山站为以降雨量㊁气温㊁湿度㊁风向㊁风速等基本气象要素观测为主的地面气象观测站㊂观测站记录数据时间为1970 2019年,数据类型为日降雨量㊂3个观测站的位置和年均降雨量等基本信息如表1所示㊂2.3㊀降雨特征分析(1)整体降雨研究区降水充沛㊁旱涝明显㊂据衢州市19702019年降雨资料,年平均降雨量为1700mm,各年降雨量起伏较大,丰水年和枯水年出现频繁,最大年表1㊀衢州市国家地面气象观测站基本情况Table 1㊀Basic information of national ground meteorological observation stations in Quzhou区站号站名站类观测场海拔/m经度/(ʎ)纬度/(ʎ)平均年降雨量/mm最大日降雨量/mm58633衢州国家基本气象站82.4118.890828.9942170020658547龙游国家气象观测站66.2119.194729.04031661170.958631常山国家气象观测站137118.507228.90721769204.2降雨量为2560mm,最小仅为1092mm㊂六月份是全年降雨最集中的时段,月降雨量占全年雨量的19%,降雨和滑坡发育联系紧密,降雨最频繁的月份滑坡也最发育,如图3㊂区内复杂的地形条件有助于静止锋滞留,利于降雨发生㊂台风较难深入境内,影响较小㊂(2)梅汛特征衢州市多年月平均降雨量呈单峰型,降雨过程具有典型的梅汛特征㊂3 5月为春雨期,降水日多,平均雨量小㊂6 7月为梅汛期,降水量大且持续时间长,长时间的持续降雨极易诱发滑坡㊂统计2013 2018年衢州市年度降雨过程,虽然各年度降雨总量相差较大,2015年降雨量为2560mm,2013年降雨量仅为1315mm,但是在6 7月梅汛期降雨量均较大,降雨总量在梅汛期间陡增,如图4㊂以2011年和2017年梅汛过程为例分析其降雨特征,如图5㊂梅汛过程持续时间长,2次降雨过程持续时间分别为20,35d;梅汛期间累计降雨量大,2场降雨事件累计降雨量分别为711,599mm,降雨量可达全年降雨量的1/3以上;降雨呈多峰型,日均降雨量较小,期间穿插发生多次暴雨甚至大暴雨事件,在降雨过程的中后期且日降雨量达峰时是滑坡最易发的时期㊂(3)暴雨特征暴雨诱发滑坡的作用已被广泛证实[36]㊂衢州市562地质科技通报㊀㊀2024年㊀第43卷㊀第1期图3衢州市1970 2019年各月平均降雨量和滑坡分布Fig.3㊀Average monthly rainfall and landslide distribution inQuzhou from 1970to2019图4㊀衢州市2013 2018年累计降雨量Fig.4㊀Accumulated rainfall during 2013-2018inQuzhou图5㊀衢州市2011年(a)和2017年(b)梅汛降雨过程Fig.5㊀Rainfall process of the plum rain season in 2011(a)and 2017(b)in Quzhou39%的暴雨事件发生在6月份,正值梅汛期,如图6所示㊂6月为滑坡最频发时期,数量占全年的46.3%㊂5 7月的暴雨事件占全年的67%,同时期地质灾害占全年的72%,灾害发生和暴雨事件具有良好相关性㊂衢州市50d 内暴雨次数为267,年平均暴雨次数为5.34㊂88.4%的暴雨日降雨量小于100mm,累计236次,大暴雨事件累计31次,无特大暴雨事件㊂综上所述,衢州市梅汛诱发滑坡具有两大特点:①日均雨量小,持续时间长,累计雨量大,降雨过程中微雨㊁中小雨和暴雨交替出现㊂②梅汛诱发滑坡是中小雨持续入渗叠加短时暴雨作用的结果㊂梅汛期间动辄持续2周以上的降雨入渗可深入土体内部,软化斜坡土体,减小抗剪强度,其间叠加多次暴雨作用进一步加大滑坡发生的可能性㊂图6㊀衢州市1970 2019年各月累计暴雨次数和滑坡分布图Fig.6㊀Rainstorm frequency and landslide distribution inQuzhou from 1970to 2019662龚泉冰等:基于I-D 阈值的滑坡气象预警双指标模型3㊀阈值结果和双指标预警模型3.1㊀降雨阈值结果(1)I-D 阈值剔除非降雨诱发和发生时间㊁地点模糊的灾害点,将剩余98处具有明确发生时间和地点的滑坡用于阈值分析,其中78处用于拟合I-D 阈值曲线,另20处用于验证拟合效果㊂以降雨持续时间D 为横轴,有效降雨强度I 为纵轴,统计诱发滑坡降雨事件的持续时间和有效降雨强度作双对数坐标散点图,以区域滑坡15%,30%,60%,85%的发生概率按式(2)建立I-D 阈值曲线为I 15%=25D -0.568,I 30%=40D -0.568,I 60%=62D -0.568和I 85%=90D -0.568,结果如图7㊂I-D 阈值曲线表明持续时间短的降雨事件诱发滑坡所需的降雨强度大,但是经过一段时间的降雨积累后,强度较小的降雨也能够诱发滑坡㊂这说明在前期降雨对滑坡的持续浸润下,岩土体趋于饱和,抗剪强度降低,后续诱发滑坡所需的降雨强度变小㊂图7㊀降雨诱发滑坡的I-D 阈值曲线Fig.7㊀Rainfall intensity-duration (I-D )thresholds for the in-itiation of landslides(2)E-D 阈值以降雨持续时间D 为横轴,有效降雨量E 为纵轴,统计诱发滑坡降雨事件的持续时间和有效降雨量作双对数坐标散点图,以区域滑坡15%,30%,60%,85%的发生概率按式(3)建立E-D 阈值曲线为E 15%=43D 0.151,E 30%=70D 0.151,E 60%=115D 0.151和E 85%=150D 0.151,结果如图8㊂E-D 阈值曲线整体上呈现出有效降雨量E 随持续时间D 增加而增大的趋势,但是曲线较为平缓,累计有效降雨量E变化图8㊀降雨诱发滑坡的E-D 阈值曲线Fig.8㊀Cumulated event rainfall-duration (E-D )thresholdsfor the initiation of landslides不明显,说明在不同持续时间的降雨事件中,滑坡发生对累计有效降雨量敏感度较低㊂图9㊀降雨诱发滑坡的E-I 阈值曲线Fig.9㊀Cumulated event rainfall-intensity(E-I )threshold forthe initiation of landslides(3)E-I 阈值以有效降雨强度I 为横轴,有效降雨量E 为纵轴,统计诱发滑坡降雨事件的有效降雨强度和有效降雨量作双对数坐标散点图,以区域滑坡15%,30%,60%,85%的发生比例按式(4)建立E-I 阈值曲线为E 15%=37I 0.348,E 30%=58I 0.348,E 60%=80I 0.348和E 85%=99I 0.348,结果如图9㊂E-I 阈值曲线整体上反映了有效降雨量E 随有效降雨强度I 的变化趋势:E 随I 增大而增大,降雨强度较小时,有效降雨量也较小,降雨强度增大,有效降雨量也随之增大㊂在较小和较大的降雨强度下,诱发的滑坡数量较少,这是因为E 和I 较小时不易诱发滑坡,E 和I 较大的极端降雨出现次数较少㊂诱发滑坡的降雨强度主要集中在8~50mm /d 内,累计有效降雨量主要集中于762地质科技通报㊀㊀2024年㊀第43卷㊀第1期80~250mm㊂3.2㊀阈值模型预测能力评价3类模型以有效降雨强度㊁降雨持续时间和有效降雨量为基础数据,从不同方面表示了诱发滑坡降雨事件的降雨特征㊂使用独立于阈值建立的滑坡数据集检验各模型对滑坡灾害的预测能力,验证滑坡所处区间概率越大,说明模型预测能力更好[37]㊂20处滑坡对应的降雨事件分布如图10所示,分布区间如表2所示㊂I-D 模型的验证滑坡全部位于15%的阈值线以上,E-D 模型和E-I 模型各有2处和7处滑坡位于15%阈值线以下㊂I-D 模型有13处滑坡位于60%线以上,E-D 模型和E-I 模型各有11和7处滑坡位于60%线以上㊂由验证滑坡的分布可以看出,I-D 阈值模型对滑坡的预测能力优于E-D 模型和E-I 模型,更能反映研究区诱发滑坡降雨的实际特征,后续将在I-D阈值模型基础上设计图10㊀阈值模型预测能力检验Fig.10㊀Prediction ability test of the threshold model表2㊀验证滑坡数据集分布情况Table 2㊀Distribution of threshold model prediction ability testlandslides滑坡概率<15%[15%,30%)[30%,60%)[60%,85%]>85%I-D 模型04349E-D 模型24329E-I 模型74234滑坡气象预警指标㊂3.3㊀滑坡与前期降雨作用前期降雨和持续时间是影响滑坡发生的重要因素,在分析降雨型滑坡时,既要考虑滑坡发生时降雨事件的影响,也要考虑前期降雨诱发滑坡的作用[38]㊂为研究滑坡发生与前期降雨的关系,本研究统计了滑坡当天降雨量和前期有效降雨量的分布,如图11所示㊂31%的滑坡发生当天降雨量小于25mm,甚至无降雨,而前期有效降雨量分布于30~217mm 之间㊂当日降雨量很小也有可能发生滑坡,说明前期降雨是诱发滑坡的重要因素㊂统计滑坡发生当天的降雨量与滑坡发生前3,5,7,10,15,20d 的累积降雨量,绘制两者关系如图12,对比滑坡发生当天降雨量和前期降雨量的大小㊂对角线上的点表示当日降雨量和前期累计降雨量相等㊂对角线偏左的点表示当日降雨量大于前期累计降雨量,说明滑坡发生更多受当日降雨控制㊂对角图11㊀滑坡发生当日降雨量与前期有效降雨量分布图Fig.11㊀Distribution of rainfall on the day of landslide occur-rence and effective rainfall in the earlier period线偏右的点表示当日降雨量小于前期累计降雨量,说明滑坡发生更多受前期降雨控制[34]㊂如图12所示,在前期不同持续时间的降雨下,大量滑坡事件点偏向对角线右侧,说明衢州市前期降雨在诱发滑坡的过程中扮演了重要角色,在设计滑坡气象预警指标时要充分考虑前期降雨的作用㊂3.4㊀滑坡气象预警双指标模型I-D 阈值曲线反映了诱发滑坡的降雨强度随降雨持续时间变化的关系,由I-D 曲线可反演获得不同持续时间的降雨诱发滑坡所需的平均降雨强度,862龚泉冰等:基于I-D阈值的滑坡气象预警双指标模型图12㊀滑坡发生当日降雨量与前期降雨量Fig.12㊀Rainfall on the day of the landslide occurrence and in the earlier period并在此基础上设计适用于研究区的滑坡气象预警指标㊂梅汛期是研究区滑坡最频发的时期,本研究针对梅汛期持续时间长,中小雨和暴雨交替出现的特点设计预警指标,同时考虑受前期降雨和短时强降雨作用的情况㊂研究区内数量众多的滑坡发生前已有较长持续时间的降雨发生,其中降雨持续时间达到5d及以上的滑坡数量占比为69.2%,说明5d 及以上的持续降雨对于滑坡的诱发作用明显㊂据谢剑明等[23]对研究区内滑坡与降雨相关性研究表明,滑坡发生与前期5d降雨最相关,故选择前期5d有效降雨量R5作为预警指标以表征前期降雨的影响㊂对梅汛期间交替出现的多次短时暴雨诱发滑坡的特点以当日降雨量R0进行预警㊂综合对比R5和R02类指标预警情况,选取较高等级预警发布,实现针对研究区降雨特征的双指标综合预警㊂将本研究设计的4个等级阈值与浙江省地质灾害气象预警等级结合:I15%阈值对应Ⅰ级低风险蓝色预警;I30%对应Ⅱ级中风险黄色预警,提醒预报区内人员开展巡查监测,关注降雨和实时预警信息;I60%对应Ⅲ级高风险橙色预警,停止预报区内户外作业,密切关注降雨和实时预警信息,做好受地灾威胁居民转移准备,落实应急措施;I85%对应Ⅳ级极高风险红色预警,加强预报区内风险管控,密切关注降雨和实时预警信息,可根据实际情况提前疏散受地灾威胁的人员,做好应急准备㊂按照浙江省地质灾害气象预警各等级的相应措施,可分为警告级和行动级预警㊂其中Ⅰ㊁Ⅱ级为警告级,主要目的是提高地质灾害防范意识㊂Ⅲ㊁Ⅳ级为行动级,要采取诸如停止作业㊁转移安置等避险行动㊂基于I-D阈值计算得出滑坡气象预警双指标判据如表3所示㊂表3㊀基于I-D阈值的滑坡气象预警双指标模型Table3㊀Landslide meteorological warning double-index model based on the I-D threshold预警等级ⅠⅡⅢⅣ日降雨量R0/mm[25,40)[40,60)[60,90)ȡ90 5d有效降雨量R5/mm[50,80)[80,125)[125,180)ȡ1804㊀气象预警双指标模型验证4.1㊀基于历史降雨的预警情况反演衢州市1970 2019年共18262个自然日,获取所有自然日当日降雨量R0并计算5d有效降雨量R5,按双指标模型对比日降雨量和5d有效降雨量进行预警分析㊂50a综合预警总计1728次,其中红色预警76次,橙色预警162次,黄色预警463次,如表4所示㊂双指标模型触发的各等级年均预警次数合理,便于政府管理部门进行预警发布,可避免因频繁的预警发布造成预警信号可信度下降㊂图13为衢州市50a按双指标模型统计的预警分布情况㊂红色㊁橙色等行动级预警点广泛散布在高日降雨量和高有效降雨量的扇形外围区域,呈现量少分散的特点,小部分降雨事件点紧靠扇形边缘,具有超大的前期降雨量或日降雨量,是衢州市极端降雨天气诱发滑坡的代表㊂数量众多的非预警点和警告级预警点集中分布在扇形中心区域㊂表4㊀衢州市按双指标模型50a预警反演情况Table4㊀Release of early warning in Quzhou over the past50 years预警等级蓝色预警黄色预警橙色预警红色预警按R0预警/次55026711553按R5预警/次8783559535综合预警/次102746316276年均次数20.59.3 3.2 1.5 4.2㊀基于历史灾害的模型可靠性分析检验预警模型可靠性最直接㊁可靠的方式即对比历史灾害发生情况和预警等级的一致性㊂通过衢州市多年梅汛期间诱发滑坡的20场降雨事件检验双指标模型的可靠性㊂统计滑坡发生当日降雨量和5d有效降雨量,判断其触发的预警等级,如图14㊂单一日降雨量指标R0成功预警了全部20处滑坡,其中橙色和红色预警11处㊂单一5d有效降雨量962。
岩土专业知识（二）辅导：滑坡分类及评估方法（三）
【例题20】按照滑坡灾害危害强度分区表，依其相对位置⽽⾔，属于强烈危害区的是( )。
A、滑坡体及中⼼的后沿地带；B、滑坡体及中⼼的前沿地带；C、滑坡运动的主影响地带；D、滑坡运动的边缘影响地带；答案：B(三)按照稳定程度进⾏滑坡分类(1)⽼滑坡1)斜坡⾯不顺直，呈⽆规律的台阶状，呈现弧圈状或簸箕状低洼微地貌。
坡⾯⼀般长有植物，较⼤的树⽊呈现“马⼑树”、“醉汉林”。
2)滑坡岸坡常凸岸，将河流向对岸挤压，有时因滑体被冲⾛⽽成凹岸，但多残留有巨漂孤⽯，岸坡并有坍塌迹象。
3)河流阶地被超覆或剪断，阶地⾯不连续，堆积物层次不连续或上下倒置，产状紊乱。
斜坡前缘有泉⽔或湿地分布，喜⽔植物茂盛。
4)滑坡后缘地带出现双沟同源或洼地，沟壁已较稳定，草⽊丛⽣。
5)滑坡体斜坡常呈上凹下凸起伏，前缘(⼟体)被挤出呈⾆状凸起，地层不连续，产状不⼀致；两侧地层多有扰动和松动现象，有裂缝和拖曳褶曲；后缘壁较陡且有坍塌遗迹。
6)冲沟沟壁或⼈⼯边坡，有时可见滑坡滑动⾯痕迹。
(2)稳定滑坡1)主滑体⼰堆积于前缘地段，堆积坡⾯已较平缓密实，建筑物⽆变形迹象。
2)滑坡壁多被剥蚀夷缓，壁⾯稳定，多长满草⽊。
3)河流已远离滑坡⾆，不再受洪⽔淘刷，植被完好，⽆坍塌现象。
4)滑坡两侧⾃然沟⾕稳定。
5)地下⽔出露位置固定，流量、⽔质变化规律正常。
(3)具有发⽣滑坡条件的斜坡1)堆积⼟组成的上陡下缓的斜坡，岩(⼟)体中含有软弱夹层或不利于斜坡稳定的结构⾯。
2)破碎岩⽯组成的陡峻⼭坡。
3)岩浆岩、变质岩风化带组成的斜坡。
4)断层破碎带中的⾕坡。
5)堆、坡积层下伏不透⽔层，并具临空⾯的斜坡。
6)由软岩组成和间夹软弱层的顺层地区，特别是倾⾓在10°～30°的斜坡。
7)膨胀岩(⼟)地区边坡。
8)填筑⼟基底松软、地下⽔发育或积⽔，填筑前基底处理不当的斜坡。
9)不适当的⼯程施⼯，导致斜坡稳定条件发⽣恶化。
【例题21】某坡⾯长有植物，较⼤的树⽊呈现“马⼑树”、“醉汉林”，下列判断正确的是( )。
环境地质学 第四讲 滑坡
T2b2粉砂质泥岩
T2b2泥质粉砂岩 T2b3泥灰岩泥岩
T2b2粉砂岩
T2b3泥灰岩
T2b3泥灰岩 T2b4泥质粉砂岩
T2b3泥灰岩 T2b3泥灰岩
T2b4粉砂质泥岩 T2b3泥灰岩
T2b3泥灰岩 T2b2、T2b3
黄土坡滑坡全貌
赵树岭滑坡全貌
四、滑坡的成因机理
内部结构要素：坡形地貌条件
四、滑坡的成因机理
外部环境变化：切坡
切坡的因素很多，切坡直接改变斜坡体结构，引起 应力重分布，并破坏斜坡前缘支撑体，加速斜坡变 形： 河流下切 人工切坡 ……
巴东城区白岩沟桥西滑坡
修建白岩沟桥人工切坡脚和爆破引发顺层滑坡
老滑坡前部挖方导致滑坡复活（云南元磨高速公路）
四、滑坡的成因机理
外因：坡体加载
(3)切层滑坡：多发生在岩层近 于水平的平迭坡，构造面控制。
一、滑坡概述
滑坡的分类
3、按岩土体 类型分类
土体滑坡 岩石滑坡
4、按滑动面深度分类
(1) 浅层滑坡(<6m) (2) 中层滑坡(6~20m) (3) 厚层滑坡(20~50m) (4) 巨厚层滑坡(>50m)
(1)粘性土滑坡 (2)黄土滑坡 (3)堆积层滑坡
具有一定坡度
已发生滑坡面积(102m2)
12000 10000
8000 6000 4000 2000
0
12 34 56 78 坡度等级
巴东县城区滑坡面积 与坡度关系
(图中 1: F1≤10º; 2: 10º<F1≤15º; 3: 15º<F1≤20º; 4: 20º<F1≤25º; 5: 25º<F1≤30º; 6: 30º<F1≤40º; 7: 40º<F1≤50º;
降雨条件下堆积层滑坡体滑动机制分析
万方数据万方数据万方数据增刊ｌ吴火珍等：降雨条件下堆积层滑坡体滑动机制分析３２７善一赢＿｜皤ｓ蛔燎爨蒋繁加繇蕊１０１００吸力，ｋＰａ图４土．水特征曲线Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｓｏｉｌ－ｗａｔｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｓ吸力，ｋＰａ圈５渗透性函数Ｆｉｇ．￥Ｔｈｅｈｙｄｒａｕｆｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎｓ圈６有限元计算模型Ｆｉｇ．６Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ４．５计算结果分析采用ＳＥＥＰ／Ｗ有限元程序进行非稳态非饱和渗流分析。
按照给定的边界条件，分８个时间步长对降雨条件下边坡的瞬态渗流场进行模拟，降雨时长分别为ｌ、３、６、９、１２、２４、３６、４８ｈ。
计算的初始状态对应初始地下水位情形。
限于篇幅限制，只列出降雨９ｈ时坡体内的孔隙水压力分布图，如图７所示。
孔隙水压力等于０的等值线表示暂态的滞水面，即通常所说的浸润线，负孔隙水压力为吸力。
表１土层物理力学性质Ｔａｂｌｅ１ＴｈｅｐｈｙｓｉｃａＩａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｏｉｌｓｔｒａｔａ４．皂虚磕干重度湿重度有效黏聚力有效内摩擦吸力内摩擦二【后自仲／渊，ｍ３）／渊，ｍ３）ｃ，／ｌｃＰａ角∥／（。
）角矿／（ａ）坡面残积土１７．６１８．５１ｌ１８９鬈糌愧。
魄，。
，：，。
№７ｎｅｐ翟思嚣篙篡盟岫吣ｎ中风化泥岩２４．３２４．７ｌ０３２３０４．４计算削面、边界条件及初始条件本文的计算剖面为滑坡体的主滑剖面，在滑坡体上的位置如图ｌ所示，剖面几何形状及地质构成如图２所示。
根据勘察时测得的４个钻孔地下水位可知，此滑坡体地下水位均在中风化岩面以下，对坡面堆积层影响不大，因此，计算时没有考虑初始地下水位的影响。
坡体左右两边和底边为不透水边界，坡面为流量边界，流量大小为降雨强度，根据当地此时气象资料，取５０ｍｍ／ｄ。
假设坡面孔隙气压力为大气压，这样基质吸力在数值上等于孔隙水压力，可以用孔隙水压力头表示。
有限元计算模型如图６所示。
浅谈滑坡预报方法
２ 非确定 性预报模 型。 ） 该模型与确定性预报模型相反 ， 不能用 明确 的函数来 表达其
数 学 关 系 。此 类 模 型 多 适 用 于 区 域 的 土地 利 用 和 国 土 开 发 规 划 ，
具有宏观决策 的意 义 。这类 模型一 般是 利用 已取得 的位移监 测
关键词 ： 滑坡 ， 测 ， 报 方 法 ， 预 预 发展 趋 势
中 图 分 类 号 ：Ｕ ５ ． Ｔ ７３８
文献标识码 ： Ａ
Ｏ 引言
滑坡是指边坡上 的岩土体 在 自然 或人 为 的因素影 响下 失去
边界元 、 离散元及其 耦合 方法 等都属 于确定 性 方法。其 中 ， 以斋 腾法 以及 以其 为基 础发 展 起来 的一 些 方法 ， 加速 蠕变 经验 方 属
浅 谈 滑 坡 预 报 方 法
叶
摘
枫
要： 结合 国 内外 工 程 实践 ， 重 论 述 了滑 坡 预 报 方 法 及 其 适 用 性 ， 着 并对 目前 滑 坡 预 报 研 究 中存 在 的 问 题 以及 发 展 趋
势 作 了 简要 的 评 述 ， 提 高滑 坡 预 报 精 度 及 成 功 率具 有 重要 意 义 。 对
一
，
地震和火 山。
尤其是公路穿越高 山深谷时 ， 地形 险 峻 ， 地对 山体 的破 坏 ， 若再 遭受特 大暴 雨等 灾害天 气 ， 如 山体滑
坡更是时有发生 ， 引发相 当严 重 的地 质灾 害 ， 给人 民群众 的生命 财产安全造成 了极 大威胁 ， 给 国家带来 巨大 损失 。因此 ， 也 对滑
ｌｚ ｔ ｅ ｒ ｇｃ ａａ ｔ ｓ ｃ ｏ ｔｅ ｉ ． ｏ ｃ ｄ ｓ ｉ ｐ ｒ ｉ ａ ｃ ｉ ｌ ｅ ｎ ｌ ｉｎｈｐａ ｄ ｄ ｔｂ ｔ ｎｌ ｒ ｉｅ ｒ ｔ ｎ Ｉ ｐｏ ｉｅ ｙ ｅ ｈ ｂ ａｉ ｈ ｒｃ ｒ ｔ ｓ ｆｈ ｌ Ｃ ｎ ｌ ｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ｎ ｅｄｓ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｔ ｓ ｉ ｎ ｉ ｒ ｕ ｏ ｗ ｆ ｄ ｃｉ ． ｔ ｒ ｄ ｅ ｎ ｅ ｉ ｐｅ ｉ ｕ ｐｅ ｉ ｓｔ ｐｃ ｒａｏ ｓｉ ｉ ａ ｏ ｓ ｆ ｏ ｉ ｖ
RS分析法在堆积层滑坡预测预报的应用
R/S分析法在堆积层滑坡预测预报的应用作者：王彬贺可强罗会来郭栋王海波来源：《卷宗》2012年第10期摘要：堆积层滑坡是指发生在第四系及近代松散堆积层的一类滑坡，具有分布广、规模大、突发性强、且危害性严重的特点，堆积层滑坡的监测是地质灾害预测预报的核心内容。
对监测数据的非线性分形分析评价及对边坡稳定性的预测具有重要的社会和经济意义。
本论文以新滩滑坡的监测位移数据为例，运用R／S分析法对堆积层边坡监测位移时间序列进行分析，得出了Hurst指数随边坡稳定性发展的变化规律，并利用此规律对八字门滑坡进行预测。
关键词：堆积层滑坡；位移分形；R/S分析法；预测预报1 前言滑坡预报的核心是预报方法与失稳判据[1]，国内外在滑坡灾害预测及边坡稳定性分析方面已取得显著的进展。
这些研究成果一般采用传统的力学、统计学方法，但是滑坡的孕育发展是一个复杂的过程，其中，堆积层滑坡是指发生在第四系及近代松散堆积层的一类滑坡，该类边坡是一个具有众多因素、结构复杂、功能综合的巨大系统组成的[2]。
非线性科学如突变理论、混沌理论和分形理论等正是以处理复杂系统见长，于是人们将处理复杂系统的非线性科学引入滑坡灾害地质过程的演化系统，相继建立了一些描述斜坡演化的非线性动力学方程。
2 分形参数Hurst指数及其在堆积层滑坡预测预报中的作用与意义(2)如果0.5(3)如果02.3分形参数Hurst指数在堆积层滑坡预测预报中的意义作为滑坡体变形演化过程的历史记录，滑坡体的实测位移值存在统计上的自相似性[9]，具有分形结构特征，且随着变形的发展，分形特性越来越明显。
根据R/S分析理论，通过计算，当H>0.5 时，代表事物发展过程具有持久性，事物所处状态将不发生变化且具有相对稳定性，表明边坡稳定性和位移值具有持久增大的趋势，其稳定状态将不发生变化，H指数相对值越大，边坡稳定性越具有持久性，其稳定性相对也就越高。
当03 R/S分析法在堆积层滑坡中的预测预报作用3.1 新滩滑坡位移监测3.2 滑坡时间—位移数据处理与分析将时间序列划分为若干区间，每个区间都是独立的。
地质模型与物理模拟在建立滑坡预报模型和预报判据中的综合应用
间变幅 由于前缘坡体浸润在蓄水 中． 很多以前稳定的斜坡和古滑坡 都发现 了滑动的迹 象。有些甚至 已经破坏 ， 对当地居 民造成 了一定 的 财产损失 。 滑坡的影响因素有很 多种 ． 库水位的升降 、 强降暴雨 、 人工 的切坡 等都 能造成 滑坡破坏 ， 以通过建立 相应的地质模 型、 所 开展 物理模拟
如 “ ” 。５２ 靼 ５ ¨ ＂ 口 ７ ４
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滑坡滑床 为上侏罗 统蓬莱镇组 （ ） Ｊ 紫红 色泥岩 、 岩互层 ， 砂 产状 图 ２剖 面 ｌ 暴 雨 库 水 位 升 降 在 （５ — ７ １ ５ １ ５暴雨一 ４ １ ５暴雨一 ７ ） １ ５ 时稳定性 为 ３ ０ ４ ｏ ２～ ０ ． 岩呈中厚到厚层状 夹薄层泥 岩 ． ３ ￣ ３０ ｏ １ｏ砂 中等 风化 ． 根据上述两图的对 比可 以得 出： 砖红色 ， 岩芯呈长柱状 ， 偶夹薄层泥岩 ， 岩层产状为 ３５／４； ３￣ 。泥岩呈 ＿ 薄到 中厚层状强风化到 中风化 。紫红色 ，岩芯破碎 ．碎块直径为 ２ — （） １ 总体趋势 上看 ： 库水位上升 ， 滑坡 的稳定性逐渐增 大 ； 库水位 ９ｎ 裂隙发育 ， ｃｌ 岩层产状为 ３ ５ ３ 。在滑 坡体 后缘基岩 出露 ， 岩 下降滑坡的稳定性逐渐减小 ３。 ｏ 砂 微风化 ． 泥岩为强 风化 ． 并且形成凹岩腔 （） ２ 滑坡在暴 雨的工况下 ． 稳定性 下降的速率要 比在天然工况下 要快 ． 而且暴雨工况下 ． 滑坡 的稳定性的最小值要 比天然工况下要小。 ３地 质 模 型 ．
滑坡灾害预测预报分类
第14卷 第4期2003年12月中国地质灾害与防治学报The Chinese Journal of G eological Hazard and C ontrol V ol.14 N o.4Dec.2003滑坡灾害预测预报分类殷坤龙(中国地质大学〈武汉〉工程学院,湖北武汉 430074)摘要:有人主张滑坡灾害的空间和时间预测预报应是并存的,即脱离时间预测预报的空间预测是不可取的。
但也有人认为两者可以相互独立而又互为补充。
事实上,空间预测是时间预测预报的先决条件,只有在明确了预测的对象之后,方可有目的地开展滑坡灾害的时间预测预报。
因而,一般地讲,滑坡灾害空间和时间预测具有先后序次关系。
但从减灾的角度考虑,二者又具有相对的独立性。
即可以在时间预测之外进行空间预测。
目前对滑坡灾害预测预报分类的系统研究不多,所开展的预测预报事例报导基本上属于个例研究。
论文将滑坡灾害预测预报分为空间和时间2大类,并进一步将空间预测划分成区域空间预测、地段空间预测和场地空间预测;将时间预测预报划分成长期时间预测、短期时间预测和临滑时间预测预报。
文章针对滑坡灾害时间预测预报的特点,对预测预报的信息源进行了分析和分类。
并对不同的工程阶段所要预测的滑坡灾害问题进行了分类归纳。
关键词:滑坡灾害;预测预报;分类文章编号:100328035(2003)0420012207中图分类号:P64212文献标识码:A收稿日期:2003204222;修回日期:2003205217基金项目:教育部科学技术研究重点资助项目(03034);浙江省重大科技招标项目“浙江省突发性地质灾害预警预报系统研究与应用示范”作者简介:殷坤龙(1963—),男,教授,博士生导师,主要研究方向是滑坡及其它地质灾害预测预报与防治.1 基本论点目前对滑坡灾害预测预报的理解还存在着不同的意见或分歧。
有人认为滑坡灾害空间预测相对容易,而时间预测预报则十分困难。
因而致力于发展滑坡灾害的时间预测预报研究,而忽略空间预测;也有认为滑坡灾害的空间预测可以独立于时间预测预报进行,即不包括时间预测预报内容的滑坡灾害空间预测可以表达不同自然地质条件下的滑坡空间危险性程度:也有认为滑坡灾害预测必须既是空间的又是时间的。
地质滑坡成因、监测、预报的新途径—MDCB法-多媒体
型大区域应力场监测仪、再配备40台 型大区域应力场监测仪、再配备40台 MDCB— MDCB—6—1型临震信息监测仪 • 根据多年预报地震的经验，在全国布 置60台MDCB—5型大区域应力场监测 60台MDCB— 仪，结合每周三震云图的研究成果， 足以控制住国内4 足以控制住国内4级以上地震的发震时 间、地面位置和震级大小；有了40台 间、地面位置和震级大小；有了40台 MDCB— MDCB—6型仪器就可以解决对人口密 集地区——重点监测区地震误报问题。 集地区——重点监测区地震误报问题。
4. 充分利用国内资源，综合监测、 充分利用国内资源，综合监测、 预警、 预警、预报
• 预报地质灾害，不能采取头疼医头、脚疼医脚各
自为政的研究方法。因为地下地应力的活动，地 球是作为一个整体出现的。每天地球在自转过程 中，都在随时调整地壳表面的应力场。因此全球 应力场的变化势必会影响大区域应力场、区域应 力场和局部应力场的变化。研究地质滑坡是这样， 研究矿难、地震也是这样。这就是MDCB法与目前 研究矿难、地震也是这样。这就是MDCB法与目前 国内外地质灾害专家的研究思路不同之处。MDCB 国内外地质灾害专家的研究思路不同之处。MDCB 法采取的是高屋建瓴、统筹兼顾、充分利用国内 人力、物力资源的研究方法。
地质滑坡的成因、监测、 地质滑坡的成因、监测、预报 新途径——MDCB法 新途径——MDCB法王文祥ຫໍສະໝຸດ 研究员 煤炭科学研究总院西安研究院
什么是MDCB 什么是MDCB 法？ MDCB法就是煤（M MDCB法就是煤（M）炭 系统 (电)磁(C)波(B）监 测、预报地质灾害的的思 路、设备、技术手段的研 究方法。
•下面的网络图是国家、地
方、潜在地质灾害危险区 工作关系、职责简图。
滑坡灾害超前预判技术研究_邵铁全
J o u r n a l o f E n g i n e e r i n g G e o l o g y 工程地质学报 1004-9665/2007/15(04)-0564-05 滑坡灾害超前预判技术研究＊邵铁全①②彭建兵①③刘云焕② 李喜安①②③(①长安大学地质工程与测绘学院 西安 710054)(②长安大学资源学院 西安 710054)(③西部地质资源与地质工程教育部重点实验室 西安 710054)摘要以地质构造控制论为理论核心,以地层、构造、地形等要素的系统分析为指导,以滑坡的形成、演化及特征为对象,首次提出了滑坡地质灾害超前地质预判的概念:滑坡灾害超前地质预判主要是指在各级勘察工作前期,不借助任何勘探手段,运用各种超前地质预判的方法,根据滑坡的地质地貌特征确定滑坡的空间位置及滑坡类型,预测其未来发展状况的一种技术方法。
以此建立了该技术的基本体系、判别方法及工作程序,并在陕南公路沿线地质灾害调查过程中进行了初步应用。
关键词 滑坡 超前地质预判 易滑序列 判别标志中图分类号:P642文献标识码:AT E C H N I Q U E F O R P R E-E S T I MA T I O N G E O L O G I C A L H A Z A R D O F L A N D S L I D ES H A OT i e q u a n①②③P E N GJ i a n b i n g①③ L I UY u n h u a n② L I X i′a n①②③(①C o l l e g e o f G e o l o g y E n g i n e e r i n ga n d G e o m a t i c s,C h a n g′a n U n i v e r s i t y,X i′a n 710054)(②C o l l e g e o f E a r t h S c i e n c e a n d R e s o u r c e M a n a g e m e n t,C h a n g'a n U n i v e r s i t y,X i′a n 710054)(③K e y L a b o r a t o r yo f W e s t e r nC h i n a′s M i n e r a l R e s o u r c e s a n dG e o l o g i c a l E n g i n e e r i n g,M i n i s t r y o f E d u c a t i o n,X i′a n 710054)A b s t r a c t T h e a u t h o r s i nt h i s p a p e r,a c c o r d i n g t ot h es y s t e m a n a l y s i s o f s t r a t u m,c o n s t i t u t i o na n dl a n d f o r m, t h r o u g h s t u d y i n g t h e f o r m a t i o n,t h e d e v e l o p m e n t a n d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f l a n d s l i d e,p u t f o r w a r d t h e c o n c e p t i o n o f p r e-e s t i m a t i n g l a n d s l i d e f i r s t l y b a s e d o n t h e g e o l o g i c s t r u c t u r e c y b e r n e t i c s.T h e p r e-e s t i m a t i n g s y s t e m f o r l a n d-s l i d e i s a t e c h n i c a l m e t h o d,w h i c h c a n d e t e r m i n e t h e s p a c e p o s i t i o n a n d t h e t y p e o f l a n d s l i d e,a n d c a n p r e-e s t i-m a t i n g i t s d e v e l o p m e n t a l c o n d i t i o n i n t h e f u t u r e w i t h o u t a n y e x p l o r a t i o n m e a n s,b u t a c c o r d i n g t o a l l k i n d s o f g e o l o g-i c a l p r e-e s t i m a t i n g m e t h o d s a n d t o p o g r a p h i c a l f e a t u r e s o f l a n d s l i d e.T h e a u t h o r s b u i l d t h e b a s i c s y s t e m,t h e d i s-c r i m i n a t i n g m e t h o d a n d t h e w o r k i n g p r o c e d u r e o f t h i s t e c h n i c a l m e t h o d.T h e y h a v e a p p l i e d t h i s m e t h o d t o i n v e s t i g a-t i n g t h e g e o l o g i c a l d i s a s t e r s a l o n g h i g h w a y s i n S o u t h e r n S h a a n x i.T h i s m e t h o d h a s n o b o t h t h e o r e t i c a l a n d p r a c t i c a l m e a n i n g.K e y w o r d s L a n d s l i d e,A d v a n c e g e o l o g i c a l p r e-e s t i m a t i n g,E e l y s e q u e n c e,D i s c r i m i n a t i o n m a r k i n g＊收稿日期:2007-01-05;收到修改稿日期:2007-03-15.第一作者简介:邵铁全,主要从事工程地质与地质灾害,区域地质构造与成矿等领域的教学与科研工作.E m a i l:s t o t t o@163.c o m1 引 言工程地质学经过几十年的发展,取得了丰硕的成果,孙广忠提出的“地质构造控制论”为滑坡等地质灾害的超前地质预判技术提供了可靠的理论基础,大批勘察与研究成果为滑坡的超前地质预判提供了实际依据。