2024年, 第35卷, 第02期　
刊出日期：2024-06-25

  

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  四川高位滑坡发育特征及典型地质力学模式

  蒋涛, 崔圣华, 许向宁, 蒙明辉

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 1-11.

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  四川省地处华南板块和藏滇板块的结合区域，受地形地貌、地质构造、气候条件等因素的综合影响，该地区成为地质灾害易发区和高发区。其中高位滑坡由于剪出口位置高、临空条件良好、潜在势能巨大，这类滑坡往往会发生高速远距离运动，具有极强的冲击破坏能力，并引发滑坡-碎屑流-堰塞湖灾害链。因此，本文通过文献查阅、野外地质调查和归纳分析等方法，分析了四川高位滑坡发育分布特征及梯子槽滑坡、新磨村滑坡、照壁山滑坡的形成机理，得出了以下结论：(1)区内滑坡灾害密集分布带与龙门山断裂、鲜水河断裂和安宁河断裂所构成的“Y”字形区域应力场分界线相吻合；(2)高位滑坡的发育受到地形地貌条件的显著影响和控制，大高差的斜坡为滑坡提供了良好的临空条件和势能条件，且30°～35°坡度有利于斜坡堆积，为滑坡形成提供物质条件；(3)软硬相间岩中的软岩硬度小、力学强度相对较差、易风化，属于易滑地层，与硬岩形成差异风化，在下伏软岩软化作用下，上部更重硬岩易发生滑动形成滑坡；(4)分析了梯子槽滑坡、新磨村滑坡、照壁山滑坡高位大型滑坡成因模式：倾倒-折断型、拉裂-顺层滑移型、蠕滑-拉裂型。通过以上认识，可以对四川区域的高位滑坡风险防治提供借鉴。
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  基于模糊层次分析的彭州市牛圈沟泥石流危险度评价

  黄猛, 沈军辉, 李远征, 陈华, 李宗有, 何必

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 12-18.

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  牛圈沟是一条多期次泥石流沟，沟口堆积扇显示，该沟历史上曾发生多次大规模泥石流，汶川地震以来也多次发生小规模的泥石流，对拟建彭汶高速公路的建设带来潜在危害。本文为在现场地质调研的基础上，结合无人机影像、遥感影像确定泥石流沟的基本特征，采用模糊层次分析法构建泥石流危险度评价模型，选取地形地貌、物源、触发条件为主要因子并针对性地选出10个次要因子对泥石流进行危险度评价。结果表明，牛圈沟、小牛圈沟、回龙沟、燕子洞沟、横河沟的评价等级为高度危险，连山沟、飞水岩沟、马场沟、石梁子沟、满板沟的评价等级为轻度危险，评价结果与泥石流实际调查结果具有良好的一致性。成果可为彭州市龙门山镇牛圈沟泥石流防灾减灾工作及彭汶高速公路工程建设提供科学依据。
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  新发展理念下的云南高原泥石流防治新方法

  蒋学广

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 19-26.

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  过去十几年的泥石流防治主要是解决保护人民生命财产的问题，防治措施基本是拦挡和排导结合，而且是能排则排，忽视了资源利用和环境保护。随着新发展理念深入人心，这种单一的防治方法显然不符合新时代要求。通过总结云南地质灾害防治历程、存在不足和面临的问题，根据泥石流的形成条件和危害特征提出了新发展理念下基于资源利用与环境保护的泥石流防治对策与新方法。基本对策是实施全域灾害链的系统防治，提高防治目标，减轻水土流失，减少固体物源启动和运移，兼顾砂石资源利用和土地资源开发利用，减轻河湖淤积，避免形成新的环境问题。防治方法从4个方面入手，一是实施水土保持工程和专项实体工程减缓泥石流松散物质的积蓄速度；二是稳拦泥石流固体物质，控制大滑坡活动，变“固床、拦挡、疏排”为“稳源、拦挡、固床、护岸、拦淤、清淤、排导”;三是结合砂石料的开发利用，设置相应的工程措施；四是结合生态修复及土地开发利用，设置相应的防治工程。
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  陕南山区斜坡孕灾地质环境条件分析——以汉阴县漩涡镇为例

  周修波, 李永红, 何意平, 张辉, 孙遥, 蒙晓, 丁子昂

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 27-35.

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  为了支撑城镇国土空间规划，避免将地质灾害高易发区作为城镇发展方向，选取地质灾害高发频发的汉阴县漩涡镇为研究范例，开展大比例尺、精细化斜坡孕灾地质环境条件调查。选取斜坡的地形地貌(地貌、坡面形态、剖面形态、坡高、坡度、坡向)、地质构造、工程地质岩组(岩体坚硬程度、岩体完整程度、覆盖层类型、覆盖层厚度)、斜坡结构、地表水、地下水、人类工程活动(切坡建房、切坡修路、斜坡开垦)等7大类17项孕灾因子，采用多元逻辑回归分析与地质灾害发育的关系。结果表明，斜坡坡面形态、剖面形态、坡度、岩体坚硬程度、岩体完整程度、覆盖层厚度、地表水、切坡建房与切坡修路、斜坡开垦等9项因子对山区斜坡地质灾害发育有明显的控制作用，以9项关键因子建立地质灾害易发性评价模型可提高易发性区划的准确度。
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  某高速公路边坡监测及稳定性模拟分析

  郑家毓, 李帆, 何耀夫

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 36-41.

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  以某高速公路K 303+460～K 303+590段滑坡病害为对象，结合现场调查及深层水平位移监测分析其产生的主要因素，采用Midas GTS NX有限元软件数值模拟降雨入渗作用下该边坡的稳定性。结果表明：该路段山体滑坡是地层岩性、地质构造、超强降水以及修建高速时路堑开挖综合作用的结果；模拟显示，连续3 d强降雨作用下，边坡的安全系数逐渐减小，从自然状态下的1.289降至1.159,连续降雨3 d后安全系数下降10.1%,且滑裂带逐渐向坡底扩展。
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  基于RockFall与RA的危岩体二维和三维运动特征对比研究

  张利民, 宗朝正, 刘新文, 武军, 吉锋

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 42-48.

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  崩塌是常见的一类地质灾害，其运动轨迹和危险性量化评价是目前研究热点之一。研究以某山区高边坡为对象，分别采用RockFall二维落石轨迹仿真和RockFall Analyst三维落石仿真，对危岩失稳后崩塌落石运动特征进行模拟，并进行对比分析。结果表明：坡段上部属于落石高危险区，坡段下部属于低危险区，三维软件落石模拟结果比二维更加准确，对预测危岩落石轨迹和危岩防治工程具有重大意义。
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  北京东部山区地质灾害危险性评价

  蔡佳明

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 49-55.

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  地质灾害危险性评价是地质灾害风险管理重要一环。以北京东部山区斜坡地质灾害为例，选取归一化植被指数(NDVI)、起伏度、坡度、降雨、坡向、距道路距离、距断层距离、工程地质岩组8个因子，基于信息量法和主成分分析(PCA)加权信息量法对斜坡类地质灾害危险性进行预测，运用地理探测器评价各因子对地质灾害危险性的解释力。结果表明：地质灾害高危险区主要分布在东北部，低危险区分布在西部河谷及西南部平原区。两种评价方法都能很好预测研究区危险性，普通信息量法精度更高，但空间上在平原区PCA加权信息量法预测更合理。地理探测器结果表明距道路距离对普通信息量模型评价结果解释力达54.8%;地形起伏度、降雨、工程地质岩组对PCA加权评价结果解释力分别为55.8%、32.6%、28%,其他因子解释力较小。评价结果可为研究区应急管理及防灾减灾工作提供参考。
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  世界遗产元阳梯田加固田埂降雨侵蚀机理研究

  黄博, 陈安

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 56-63.

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  世界遗产元阳梯田老虎嘴观景台下方发生滑坡-泥石流地质灾害并冲毁梯田约9.79 hm~2。为了加固田埂、修复梯田，通过室内模型试验，分析模拟降雨条件下不同田埂注浆加固工况的梯田模型侵蚀发育情况和模型内部体积含水率、孔隙水压力、基质吸力、土压力变化规律及其坡面流速、产流产沙特征，以研究降雨条件下注浆固梗侵蚀机理。结果表明：注浆固梗增强了田埂截流作用，其具有减水减沙效益，并且对于细沟发育有调控作用。注浆固梗减缓梯田侵蚀发展速度，不改变其侵蚀发展模式。注浆固梗的减水减沙效益随雨强增大而减小。
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  成都市含石膏、钙芒硝盐红层的特性及工程勘察问题探讨

  张小林, 余行健, 江云, 柴春阳

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 64-70.

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  成都市含石膏、钙芒硝盐红层在环境水作用下产生不同程度的溶蚀作用，这种溶蚀作用下产生的环境水对地下构筑物产生硫酸盐腐蚀作用，从而引发工程问题。本文通过对成都市含石膏和钙芒硝盐红层的分布特征、物质成分、岩体结构构造和物理力学特性进行了研究和总结。研究发现，成都市的红层分布范围广，物质成分和岩体结构构造复杂。红层中包含有石膏与钙芒硝泥(或砂岩)、石膏与钙芒硝岩以及泥(或砂)质石膏与钙芒硝岩等不同类型的软岩，这些岩石的物理力学性质指标存在较大的离散性。红层泥岩、砂岩、石膏与钙芒硝岩均属软岩；石膏、钙芒硝岩的力学性质均在较大程度上优于泥岩。白云岩的力学性质均在较大程度上优于石膏、钙芒硝岩。此外，含石膏和钙芒硝盐的红层容易受溶蚀作用，产生溶洞或溶蚀孔。基于上述特点，本文探讨了成都市含石膏和钙芒硝盐红层相关的工程勘察问题。
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  大型振动台试验饱水白云岩相似材料配比研究

  高会会, 裴向军, 崔圣华, 朱凌, 梁玉飞

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 71-76.

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  为开展安县大光包滑坡水激发效应及启动机理进行研究，研制适用于振动台试验的饱水白云岩相似材料是该项工作重要基础，其试验结果的有效性很大程度上由相似材料原材料及配比决定。以正交试验作为研究方法，选取水为掺和剂，9 000型超细水泥为黏结剂，40目石英砂、铁粉、重晶石粉为骨料，选择40目石英砂/固体材料(A)、铁粉/(铁粉+重晶石粉)(B)、9 000型超细水泥/固体材料(C)作为正交设计的3个因素，每个因素选取4个水平，共设计16组方案配比。对配比不相同的相似材料水稳性指标、密度、抗压强度、渗透系数、弹性模量、水稳性指标等性质指标进行测试，并对试验结果进行敏感性分析，最终确定相似材料配比。敏感性分析结果表明：B因素对于密度控制起主要作用；C因素对于抗压强度、弹性模量的控制起主要作用；A因素对于渗透系数的控制起主要作用。研制的饱水白云岩相似材料可为后续斜坡模型试验提供重要参考和依据，也可广泛应用于采矿、水利、地质及岩土等工程领域模型试验。
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  裂隙对含孔洞岩体力学特性的影响的试验和数值模拟研究

  丁尧, 林国进, 张程

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 77-84.

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  为研究单轴压缩状态下裂隙对含孔洞岩体的力学特性的影响，对含孔洞及预制单一裂隙的水泥砂浆试件进行单轴压缩试验及数值模拟，研究预制裂隙倾角i、预制裂隙与孔洞距离m、预制裂隙长度l对试件的力学特性的影响。研究结果表明：(1)当固定其它参数不变时，抗压强度的试验值和数值模拟值随l的增加基本呈逐渐减小的趋势；当固定其它参数不变时，抗压强度的试验值和数值模拟值随裂隙倾角i的变化规律并不固定；固定其它参数不变时，抗压强度的试验值和数值模拟值随距离m的变化规律并不固定。(2)预制裂隙倾角的大小、预制裂隙至圆孔的距离m、预制裂隙长度l的大小对试件的主裂隙发展方向、破坏模式有影响。
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  基于GA-SVM的边坡稳定性预测模型研究

  贾荣谷, 王学祥, 李育红, 高连通, 殷诗茜

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 85-90.

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  边坡失稳每年在全球造成重大的经济损失，为了更快速精确地判断边坡的稳定状态，保障边坡工程的安全。针对此问题，本文提出采用GA-SVM算法构建边坡稳定性预测模型。选取6个典型边坡参数：容重、黏聚力、内摩擦角、坡角、坡高、孔隙水压力比作为输入端要素，边坡状态作为输出端要素，结合收集到740个工程实际案例数据构建完成模型训练样本集。结果表明：GA-SVM模型受试者工作特征曲线下面积(AUC)值为0.942,准确率为0.976,召回率为0.976,精确率0.979,F1 score为0.976,反映出该模型在识别边坡失稳状态时的预测精度高、泛化能力强、预测结果可靠。再结合工程实例验证反映出边坡状态的评估结果与实际情况一致。说明可将GA-SVM模型应用于实际的边坡稳定性预测，可为边坡的设计施工提供依据，在实际的工程应用中具有良好的应用前景。
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  层状岩体的真三轴加卸载力学特性的PFC数值模拟

  何正勇, 熊良宵

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 91-101.

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  以层状岩体为研究对象，采用PFC~(3D)对层状岩体在真三轴加卸载条件下的力学特性进行数值试验研究，分析主应力方向与层理之间的几何关系、应力水平对真三轴加卸载条件下层状岩体的强度和变形特征的影响。研究结果表明：(1)真三轴加载条件下，保持中间主应力和最小主应力不变时，节理面倾角β由0°增加至90°时，试样的抗压强度、弹性模量、峰值应变呈先减小后增加的规律，试样的泊松比呈先增加后减小的规律；当保持中间主应力不变时，试样的抗压强度、弹性模量、峰值应变随着最小主应力的增加而增加，试样的泊松比随着最小主应力的增加而减小。(2)当中间主应力相同、破坏时最小主应力相同时，当节理面倾角β为0°、15°、30°、45°和90°时，真三轴加载的抗压强度和真三轴卸载的抗压强度基本相同，但真三轴加、卸载对试样的峰值应变的影响比较明显。
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  高低温循环作用后水泥砂浆试件的单轴压缩性能的试验研究

  许满吉, 莫振泽, 李鹏, 刘述森, 刘文军, 熊良宵

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 102-105.

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  为了研究高低温循环作用后水泥砂浆的力学特性，对水泥砂浆试件先进行不同温度的高温循环作用，然后再对试件进行单轴压缩试验，研究高温循环次数、高温循环的温度对高温后试件的单轴抗压力学特性的影响。研究结果表明：(1)当经过相同温度的高温作用后，随着循环次数的增加，试件的单轴抗压强度呈逐渐减小的趋势，试件的峰值应变的变化规律则不固定。当经历高温循环的次数相同时，随着高温温度的增加，试件的抗压强度逐渐减小。(2)当试件的水灰比相同，试件经历3次不同温度的高温循环作用时，当第一次高温作用的温度相同时，随着第二次高温温度的增加，试件的单轴抗压强度呈逐渐减小的趋势，试件的峰值应变呈逐渐增加的趋势。
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  基于SBAS-InSAR技术的高原地区冰湖堆积体稳定性分析

  魏松, 韦志远, 路涵裕

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 106-111.

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  冰湖作为陆地水体的重要组成部分，能对气候变化做出较敏感的反应，溃决后将对生态和人们财产安全造成严重威胁。获取覆盖监测区近3 a来的73景Sentinel-1升轨数据，采用SBAS-InSAR(短基线干涉测量技术)对监测区13个较大的冰湖堆积体进行形变监测。结果表明：监测区绝大部分地方形变速率为-10～20 mm/a,极少部分地方形变速率较大，监测区整体处于稳定状态；冰湖L9和L10周围有少量大于30 mm/a的形变点，结合典型形变点时序分析结果，堆积体近1 a多来累积形变量发生了收敛，最终累积形变量较小，稳定性较好，其余冰湖堆积体形变较小，稳定性较好。研究成果可对该区域生态环境保护及防灾减灾方面提供一定的参考。
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  MATLAB在CSAMT数据全区视电阻率求取中的应用

  李能勇, 刘春超

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 112-117.

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  CSAMT在其标量测量模式下，野外采集数据存在“近场效应”,数据产生畸变。为了快速、有效地对“过渡区”和“近区”数据进行校正，达到消除“近场效应”,增加勘探深度的目的，利用MATLAB作为编程计算工具，直接利用实测的卡尼亚视电阻率和对应的少量测量参数，从卡尼亚视电阻率公式出发，采取正演迭代方法求取全区视电阻率，并给出了计算程序代码。验算结果表明，该正演迭代计算方法求取全区视电阻率，实现“近场效应”校正效果显著，并且具有较高运算精度和速度，程序代码可直接作为处理CSAMT实测数据的工具。
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  一种岩石强度参数预测模型

  胡海军

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 118-122.

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  岩石抗剪强度主要指岩石抵抗剪切滑动的能力，是岩石力学与工程中非常重要的指标之一。基于基因表达式编程方法，建立了一个全新的用于石灰岩抗剪强度参数预测模型。利用收集到的221组石灰岩数据，选择单轴抗拉强度、单轴抗压强度和围压作为其输入参数。通过与其他模型的对比表明，本文建立的岩石强度GEP模型的预测结果较好，其决定性系数为0.994,可以为岩石抗剪强度参数的预测提供一定的参考和借鉴。
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  基于BIM和GIS的超前地质预报可视化方法

  杨党锋, 王宇昀, 庞琦, 许墨陶

  地质灾害与环境保护. 2024, 35(02): 123-128.

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  当前超前地质预报通常采用书面报告的形式呈现，直观性差，信息获取效率低。为了解决这一问题，提出了一种基于BIM和GIS的超前地质预报可视化方法。该方法以GIS和BIM模型为载体，结合现场施工进度数据，将超前地质预报数据在二维和三维视图中进行动态表达，提高了获取超前地质预报信息的效率。根据该方法基于微服务的基本框架，开发了超前地质预报可视化系统，该系统多角度、全方位地展示超前地质预报信息，可有效地辅助现场施工，保障施工安全。