关键词： 结构-土-结构相互作用   缓倾斜坡场地   多栋建筑   静动力耦合分析   地震响应  

摘要： 为研究缓倾斜坡场地中结构-土-结构动力相互作用特性，使用ABAQUS软件建立了一系列结构-土-结构二维有限元分析模型，在考虑土和结构非线性特性的基础上对有限元模型进行静动力耦合分析，并设置0°至15°等6种不同的坡度条件，来探讨斜坡角度和地震动频谱特性对缓倾斜坡场地中结构-土-结构动力相互作用(structure-soil-structure interaction, SSSI)效应的影响规律。结果发现斜坡在放大坡上结构地震动响应的同时却缩小了坡下结构的地震动响应，且在某些工况下放大或缩小程度与斜坡角度呈现一定的规律；地震动频谱特性对结构间SSSI效应的影响各不相同且不可忽视，当斜坡角度变化时，低频相对丰富的地震动对结构峰值加速度响应和层间位移角响应影响更大。

关键词： 实时滑坡提取   无人机影像   应急响应   边缘设备   系统集成   轻量化   ROS系统  

摘要： 面向断路、断电、断网等极端条件下重大滑坡灾情应急抢险需求,针对当前灾情解译流程时效性差、数据处理链条割裂、灾情解译周期长等问题,设计并研制了一种无人机滑坡灾情轻巧感知系统FLASH。该系统由硬件和算法2部分构成:硬件系统包括轻巧感知和实时解译模块,整个系统设计为可解耦的独立节点,并采用ROS系统消息机制和串口通信实现低时延通信,峰值功率仅25 W,质量500 g;算法部分提出了顾及空间信息约束的轻量化模型,该模型在保持推理精度不下降同时大幅减少超高分辨率影像语义分割的时延,单张7 952×5 304影像推理延迟仅为78.88 ms,并结合深度语义表征实现多影像的滑坡智能检索与方量估算,以松潘滑坡为例,滑坡方量估计可靠性达81%。该系统最终实现了从影像采集到滑坡方量估算的关键灾情信息全流程自动化提取,显著提升了滑坡灾情解译效率。

关键词： 缓倾斜坡   成灾机理   不稳定斜坡  

摘要： 缓倾滑坡在我国西南地区广泛分布,该类滑坡具有规模大、成灾机理多样的特点,其滑坡从孕育发展到最终失稳破坏是一个缓慢而渐进的过程。本文以晴隆县某大型不稳定斜坡为例,开展地面调查、高密度电法、钻探及井探等多元地质勘探,研究缓倾滑坡孕灾特征及成灾机理。该斜坡因其不利的地质结构体、地形地貌特征及大量开垦、建房的人为活动影响,坡体发生了局部变形;针对此类具有不利地质、坡体结构且变形为初期蠕变斜坡,建议采取“综合监测工程+斜坡截排水沟的综合治理措施”完善地表排水系统,同时以监测为主实现防灾减灾目的,对类似地质灾害隐患点的减灾防灾工作具有一定借鉴意义。

关键词： 山区   避灾移民   风险感知   山地自然灾害风险   搬迁安置风险  

摘要： 为了降低地质灾害风险,全国实施了大量的避灾搬迁安置项目。然而,不少地方的农户即便面临较高的山地自然灾害风险,也不愿搬离灾害危险区和隐患点。以四川省汶川县原草坡乡搬迁安置农户为研究样本,深入探索山地自然灾害风险和搬迁安置风险感知的影响因素,结果发现:影响农户山地自然灾害风险感知的主要因素是受灾经历和户主受教育程度,影响农户搬迁安置风险感知的主要因素是担心失去耕地、失去原有社区公共资源以及户主年龄、家庭有无负担人口。今后,政府在防灾减灾工作中,既要注意倾听专家意见,也要充分听取群众意见,避免因规划不当或决策失误而造成不必要的损失。

关键词： 现场试验   降雨入渗   剪胀变形   破坏机制   破坏模式  

摘要： 赣南地区滑坡等地质灾害频发,降雨和人工切坡是该地区地质灾害的最主要诱发因素,物理模型试验尤其是现场模型试验是揭示滑坡发生机制的最有效手段。以赣南地区某风化变质岩人工切坡为研究对象,自主设计降雨模拟系统,布设有4个含水率、孔压监测孔及两处位移监测点,开展现场人工模拟降雨试验。研究边坡土体含水率、孔隙水压力以及位移与降雨过程的响应关系,探索持续强降雨作用下风化变质岩边坡的入渗规律,并揭示变质岩风化土坡的变形失稳模式。结果表明:降雨后土体含水率的变化存在滞后,雨水开始入渗后含水率持续增加,含水率增大幅度随其深度增大而减小;各测孔浅层土体孔压值降雨入渗过程响应明显,表层1 m以下土体一直处于非饱和状态;监测点位移与含水率变化速率呈明显的正相关,边坡变形主要集中于含水率变化明显的边坡一侧;边坡位移与孔压值变化响应明显,边坡内部土体发生剪胀变形现象使得孔压值降低,边坡变形速率随即减小;强降雨条件下陡峭人工切坡的变形破坏过程可归纳为3阶段:陡峭坡面分散坍滑,平台形成拉裂缝,边坡大范围垮塌。

关键词： 采空区   采动斜坡   变形特征   稳定性研究   数值模拟  

摘要： 近年来我国西部丰富的煤炭资源成为了开发的重点,西部山区缓倾斜煤层开采规模日益扩大,井工开采导致山区斜坡失稳,引起滑坡、崩塌等一系列地质灾害,对矿区人民的生命安全以及当地经济的发展产生了巨大的威胁。现场调查发现山区缓倾斜煤层开采引起的斜坡变形破坏受到煤层覆存条件,煤层开采方式,工作面与斜坡的相对位置等因素的影响控制,不同的影响因素会对采动斜坡变形以及稳定性造成不同的影响。通过对采动斜坡变形影响以及稳定性的研究,可以总结采动斜坡的变形规律,了解采动斜坡失稳破坏机理和影响稳定性的因素,为类似的矿区井工开采方式提供参考,为当地经济发展和环境保护找到一个平衡点,达到减少矿山地质灾害,保护矿区人民的生命财产安全的目的。本文对缓倾斜煤层开采条件下采动斜坡的位移、应力应变特征以及稳定性进行计算,分析研究不同影响因素对采动斜坡的变形特征以及稳定性的影响。首先对缓倾斜煤层开采条件下采动斜坡采空区覆岩及斜坡的应力分布特征、变形特征进行总结分析,在上述分析的基础上,选取矿区内白家沟旁采动斜坡作为研究对象,结合研究区地质条件与煤层开采条件使用Midas/GTS NX有限元数值模拟软件建立三维数值模型,通过数值模拟和理论分析相结合的方式进行研究。最后以白家沟区域为原型通过改变煤层覆存条件、工作面开采位置和煤层开采方式,建立多个三维模型,模拟斜坡的位移、应力应变的变化情况,计算采动斜坡的稳定性,总结不同因素对采动斜坡的变形特征以及稳定性的影响。研究结果表明:(1)除煤层赋存条件不同而其他条件相同的状态下,顺倾煤层开采不利于山区斜坡的稳定,倾角越大稳定性越差,逆倾煤层开采有利于山区斜坡的稳定,倾角越大稳定性越好,水平煤层稳定性居于两者之间。(2)工作面开采位置会影响山区采动斜坡破坏类型和稳定性。在山区,工作面布置在一侧斜坡后方时,两侧斜坡所受影响较小,斜坡稳定性较好;布置在一侧斜坡下方和沟谷中间时,采动斜坡稳定性较差,容易失稳发生滑动破坏,不同之处在于前者破坏类型为推移式滑坡,后者破坏类型为牵引式滑坡,且受降雨影响,推移式滑坡破坏程度往往比牵引式滑坡更严重。(3)重复采动和初次开采相比,斜坡地表受影响区域范围增大,地表沉降增加,坡脚处的剪切破坏加剧,采动斜坡稳定性下降,不利于采动斜坡的稳定。

关键词： 灾害风险   灾害链   RF-SSIS模型   Flow3D模型   泥石流灾害  

摘要： 长白山作为吉林省内集各种资源(包括:旅游、生态环境和矿产等一系列资源)为一体的旅游开发区,其价值不可估量。同时,随着我国经济的急速发展,使得吉林省的区域经济总量疾速攀升,社会财富也得到了大幅度的增长,介于此原因使得长白山旅游开发区内的各种资源的价值不断地升高。且由于国民经济水平的提升,致使旅游开发区内的人口密度持续增高,因此当发生泥石流灾害时,其可能造成的风险程度和危害数量也将显著增加。截至2018年为止,长白山保护区内的10条泥石流沟共计发生25次泥石流灾害,造成2635万元的经济损失。其中,2009年六月发生于长白山北坡瀑布景区南侧48m处的泥石流破坏了景区旅游与生态环境等资源,造成了约700万元的经济损失。且在气候变化的大背景下,极端气候事件(如:极端降水与降雪等事件)趋多趋强,结合全国经济迅速发展的实情,使得由极端降雨事件所诱发的泥石流灾害所造成的损失再不断地增加。不仅如此,长白山火山正处于千年、百年复活期的节点上。火山的活动势必迫使天湖水位的抬升,湖水顺北坡溃坝或漫坝而下会导致极为严重的泥石流灾害。此外,区域尺度上进行泥石流灾害链风险评价时,由于对风险中各个因素之间联系的考虑不足,致使无法得到定量化的风险评价结果,因而导致最终的风险评价结果存在很大争议。因此,研究长白山旅游开发区内由多致灾因子诱发的泥石流灾害链风险并进行定量化的评价是十分迫切的课题。本研究以长白山北坡为研究区,从泥石流灾害及灾害链形成机理出发,对区域内由不同致灾因子诱发的泥石流灾害链进行分析,随后确定以极端降雨与天池溃决诱发的泥石流灾害链作为切入点,结合基于灾害事件关系的灾害链模型建立评价模型。随后,基于随机森林模型优化稳态无限斜坡稳定性模型使其能够运用在区域尺度泥石流灾害评价研究中,同时以该模型关联灾害链系统内各个灾害事件,并对长白山北坡区域内不同致灾因子在不同强度或频率下所引发的泥石流灾害链进行定量化评价。此外,本研究在总结前人的研究基础上通过耦合多模型,利用各个模型的优点相互弥补不足之处,并以模型的耦合来建立风险评价中各个要素相互之间的关联。最终进行区域尺度定量化的风险评价研究。论文主要内容有以下几个方面:(1)首先通过分析各类地质环境因子与研究区内泥石流之间的关系,发现坡度、曲率、物源厚度、地形湿度指数与植被覆盖等9个地质环境因子与泥石流灾害的发生有明显的线性或非线性关系,并选取这9个指标作为易发性评价指标体系。随后基于随机森林模型对长白山北坡进行了泥石流灾害易发性评价,结果显示不易发区面积占全研究区面积的51.22%,低易发区占总面积的22.05%。中易发区占总面积的11.94%。而高与极高易发区分别占总面积的6.82%与7.97%。易发性评价结果中的中、高与极高易发区普遍分布于研究区内的凹形斜坡。同时评价结果AUC值更是达到了0.9048,说明基于随机森林的易发性评价结果极为可信。(2)结合研究区自然环境特征与灾害链形成机理对两种灾害链的形成进行分析。并基于灾害事件之间关系的灾害链模型为框架,分别建立了极端降雨诱发与天池溃决诱发泥石流灾害链危险性评价模型。并选取稳态无限斜坡稳定性模型作为反映灾害链内各个灾害要素之间关系的模型,随后基于随机森林模型对该模型进行了优化,提出了基于随机森林模型的稳态无限斜坡稳定性模型。其后,通过耿贝尔分布模型计算了极值降雨量并选定以10年、30年和50年一遇的极端降雨(分别为85.9415mm、132.5655mm与153.8496mm)为例结合基于随机森林模型的稳态无限斜坡稳定性模型进行极端降雨诱发泥石流灾害链危险性评价。结果显示,基于随机森林的稳态无限斜坡稳定性模型得到的三个重现期泥石流危险性评价结果中,危险性值超过0.5的区域均只占33%左右。这是由于该模型通过随机森林的结果进行了筛选。同时,基于随机森林的稳态无限斜坡稳定性模型危险性评价结果中危险性大于0.5的值域内变化情况则与基于稳态无限斜坡稳定性模型得到的危险性评价结果不同。研究区内危险性大于0.5的区域随着降雨量的增加而产生了变化,说明研究区随着重现期变久,泥石流的发生将更加频繁且泥石流的强度也将持续增强。同时,基于随机森林的稳态无限斜坡稳定性模型每个重现期的危险性评价结果精度明显高于稳态无限斜坡稳定性模型的结果。证明该模型在预测精度上拥有良好且稳定的表现。(3)针对天池溃决诱发泥石流灾害链的危险性评价,通过Flow3D模型对三种假设情况下发生的天池溃决进行了三维模拟研究。结果显示,研究区内三个模拟情景下发生的天池溃决淹没区分别占整个研究区域的55.17%、69.97%和86.32%。淹没深度在0至2m之间的区域占全研究区面积的11.84%、9.83%和12.66%。淹没深度在2-5m之间的区域占全研究区面积的8.07%、8.9%和8.51%。其余

关键词： 缓倾斜土质滑坡   接触面   FLAC3D数值模拟   孔隙水压力   破坏模式   治理措施  

摘要： 近40年来,西南片区强降雨极端天气日益突出,由此引发的滑坡灾害事故略有上升趋势,并出现了一种由强降雨诱发的新型滑坡-缓倾斜土质滑坡,传统认知中这类斜坡并不容易出现滑坡失稳;笔者通过大量工程实例分析,总结出这类缓倾斜土质滑坡的相似之处,并从中找到其失稳机理。本文通过室内试验、数值模拟、理论分析相结合的方法,分析了此类缓倾斜土质斜坡失稳机理及破坏模式,并通过数值模拟结果及现场滑坡现象提供了挡土墙+碎石盲沟的治理方式,并通过数值模拟证明这种治理方式的可行性,通过三种治理方案的对比分析,证明了这种治理方式的安全经济性。通过大量资料统计,这类特殊结构的缓倾斜土质滑坡在西南片区分部广泛,因此研究具有实际工程意义。本文选取绵阳江油市某中型缓倾斜土质滑坡为研究对象,并主要取得以下研究成果:(1)通过室内直剪试验测得,经两天浸泡后的滑带土-强风化泥岩接触面的抗剪强度远远小于饱和粉质粘土的抗剪强度,为数值模拟中处于地下水的滑带土-强风化泥岩接触面的抗剪强度提供了参数依据。(2)根据缓倾斜土质斜坡的地层结构建立了简化渗透模型,通过FLAC3D数值模拟,分析了坡体内孔隙水压力随降雨强度及降雨时长的变化规律、坡体前后缘Z轴方向位移及坡体后缘总位移随降雨强度及降雨时长的变化规律、挡土墙后水平作用力及其作用点随降雨强度及降雨时长的变化规律,通过对数值模拟结果的分析,解释了此类缓倾斜土质斜坡的破坏机理;通过结合数值模拟结果及破坏现像,提出了此类缓倾斜土质滑坡两种破坏模式,即坡体顶裂破坏和坡体浮托滑移破坏,并通过力学理论知识,推导出了出现这两类破坏的临界条件,为分析此类缓倾斜土质滑坡提供了一定的理论参考意义。(3)分析了此类缓倾斜土质滑坡的治理难点,并提出了碎石盲沟+挡土墙的治理方式,通过数值模拟证明了此治理方法的可行性,并通过对比碎石盲沟+挡土墙、重力式抗滑挡土墙、桩板式抗滑挡土墙三种治理方案的经济实用性,最后确定碎石盲沟+挡土墙的治理方案对于此类缓倾斜土质滑坡是一种安全可靠且经济的治理方式,为此类滑坡提供了一定参考意义的治理方法。

关键词： 避灾搬迁   搬迁意愿   搬迁行为   双重风险感知  

摘要： 以受汶川"5.12"地震和"7.10"特大山洪泥石流灾害严重影响的汶川县原草坡乡为例,从农户风险感知现状出发,考察风险感知对搬迁意愿和搬迁行为的不同影响。研究结果表明:农户对自然灾害风险感知越强、对搬迁安置风险感知越弱,其搬迁意愿越强;较高的自然灾害风险感知会提高农户搬离灾害隐患点或风险区的概率,较强的搬迁安置风险感知会降低农户全家搬迁的可能性;搬迁安置风险感知对未搬迁和部分搬迁农户的影响程度超过自然灾害风险感知的影响。基于汶川县原草坡乡的实证研究,提出避灾搬迁安置决策中的"双重风险感知"假说。