张永双
, 吴瑞安
Zhang Yongshuang, Wu Ruian
中图分类号: P642.22
文献标识码: A
文章编号: 1001-8166(2018)07-0728-13
收稿日期: 2018-01-29
修回日期: 2018-05-21
网络出版日期: 2018-07-20
版权声明: 2018 地球科学进展 编辑部
基金资助:
作者简介:
First author:Zhang Yongshuang(1968-), male,Longkou City,Shandong Province, Professor. Research areas include engineering geology and geological hazards. E-mail:zhys100@sohu.com
作者简介:张永双(1968-),男,山东龙口人,研究员,主要从事工程地质与地质灾害研究.E-mail:zhys100@sohu.com
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摘要
古滑坡是斜坡长期复杂演化过程的产物,物质组成复杂、岩土力学性质特殊,具有极强的隐蔽性和扰动敏感性。随着人类工程活动不断加剧和极端天气频繁出现,国内外发生了大量古滑坡复活导致的交通、水电工程等重要设施毁坏和人员伤亡等灾难性事件,灾害风险日益严峻。通过梳理国内外古滑坡研究现状,总结了古滑坡区域发育规律及古滑坡判识研究、古滑坡体和古滑带的物理力学性质研究、古滑坡的复活机理研究、古滑坡复活过程及其模拟分析、古滑坡复活的早期识别研究等方面的主要进展。结合当前防灾减灾需求,提出古滑坡复活问题研究的3个关键科学问题是:①古滑坡自动化判识方法和准则;②基于新强度理论的古滑坡复活起滑机理;③古滑坡复活的早期识别模型和评价方法。破解这些关键科学问题,将为重大工程规划和防灾减灾提供新的理论和技术支撑。
关键词：
Abstract
The ancient landslide has endured long-term slope evolution which results in its complicated material and special rock-soil properties. The risk of ancient landslide reactivation is substantially increasing due to the increase of intensified human engineering activities and the frequency of extreme weather events. Many ancient landslides have been reactivated all over the world and led to serious fatalities and severe damage to many important engineering facilities such as transportation and hydropower engineering projects. On the basis of the analysis of the research situation about the ancient landslides at home and abroad, the main research advances were summarized including the regional developing laws and recognizing of the ancient landslides, the mechanics properties of ancient landslide body and related sliding zone, reactivation mechanism of ancient landslides, reactivating process and modeling analysis of ancient landslides, early recognization of ancient landslide reactivation, etc. To meet the demands of disaster prevention and reduction, three key scientific issues were put forward to be solved: ①automaticaly establishing the methodology and identification criterions for recognition of ancient landslide; ②revealing the reactivation mechanism of ancient landslide based on a new strength theory; ③establishing the early rapid recognition method and predictive model for ancient landslide reactivation. Solving the above mentioned scientific theory and methodology will facilitate the planning and site selection of major projects as well as the disaster prevention and reduction in ancient landslide developing areas.
Keywords：
受山区地形地貌影响,古(老)滑坡所形成的平缓地形往往是人类活动的重要场所。随着近年来人类工程活动不断加剧和极端天气事件频繁出现,古(老)滑坡复活灾害在国内外都呈急剧上升趋势,造成的重要基础设施毁坏、人员伤亡和经济损失日益严重[1]。然而,由于古(老)滑坡类型多样、规模巨大、孕灾背景复杂,并且很多古(老)滑坡因遭受长期改造或后期沉积物覆盖,原有的滑坡外貌特征已模糊不清,加上地形地貌复杂、地质环境恶劣等原因,绝大多数古(老)滑坡还处于未知状态,对古(老)滑坡的认知仍很初浅,常因认识不清而出现误判、漏判。
“古滑坡”或“老滑坡”这一术语,泛指形成时代久远的滑坡。前苏联学者И.В. 波波夫[2]根据形成时代将滑坡分为古滑坡和现代滑坡,定义古滑坡为在早期侵蚀基准面和浪蚀水准面上形成的滑坡,现代滑坡为在现代侵蚀基准面和浪蚀水准面上形成的滑坡;Cruden等[3]将长期不活动且最后一次活动时间不清楚的滑坡看作古滑坡;叶米里扬诺娃[4]认为,老滑坡是暂时中止、停止和已经终结的滑坡,其形态特征由于坡面侵蚀作用而消失。国内学者试图将古滑坡和老滑坡加以区分,卢螽槱[5]提出以河流侵蚀期作为滑坡时代划分依据,将发生在各级河流阶地侵蚀期和堆积早期的滑坡定义为古滑坡,将发生在河漫滩时期而目前较稳定的滑坡称为老滑坡;徐邦栋[6]、王恭先等[7]认同“古滑坡是发生在全新世以前的滑坡”这一定义,但对老滑坡发生的时间下限持有不同观点;在工程地质实践中,许多学者更多关注滑坡现今的稳定性状态。例如,戚筱俊[8]认为古滑坡是第四纪以来滑动过的滑坡,现今已处于稳定状态,但有可能复活或再次滑移;李勇飞等[9]把发生在现阶段以前、目前基本稳定的滑坡体均称为古滑坡。最新颁发的国家标准《滑坡防治工程勘查规范》(GB/T 32864-2016)中将全新世以前发生滑动、现今整体稳定的滑坡定义为古滑坡,而把全新世以来发生滑动、现今整体稳定的滑坡称为老滑坡。上述表明,无论是古滑坡还是老滑坡,只意味着它们相对暂时稳定,在一定自然因素或人为因素作用下,均可能复活。为了聚焦关键科学问题和阐述方便,本文所指的古滑坡包括上述“古滑坡”和“老滑坡”。
古滑坡复活一直是困扰我国重大工程规划建设和城镇安全的突出问题。早在20世纪50年代,陇海铁路西安—宝鸡段卧龙寺老滑坡复活,滑动面积约33×104 m2,体积约2.0×107 m3,将陇海铁路向南推移超过100 m,中断铁路数日;50年代末至70年代,宝鸡峡引渭工程宝鸡峡至常兴的98 km塬边渠道沿线发生了170多处大中型滑坡[10],其中近一半为古滑坡复活;80~90年代以来,三峡库区移民迁建和水库蓄水后,出现若干老滑坡的复活事件,如2003年7月13日凌晨发生的秭归千将坪滑坡,复活的滑坡体积近2.0×107 m3 ,造成14人死亡、10人失踪及巨大经济损失[11];在90年代中期,南昆铁路八渡车站在接轨前夕发生古滑坡复活,该滑坡以规模巨大、滑体深厚、富水及整治工程浩大而闻名,治理费用达9 000余万元[7]。近期较典型的案例是兰新铁路青海乐都高家湾古滑坡,该滑坡长1 830 m、宽1 300 m,体积约2.62×108 m3,铁路隧道从滑坡体下方通过。2010年铁路开始施工,2011—2012年滑坡后缘出现500 m长的拉裂缝,2016年1月裂缝长度增至950 m,隧道衬砌明显破坏,致使铁路一度中断,滑体前缘房屋变形严重,潜在经济损失约22.5亿元①(① 青海环境地质勘查局. 海东市乐都区高家湾南侧滑坡灾害应急勘查及监测设计书[R]. 2016.)。该古滑坡复活以来,虽有大量调查和勘查工作,但复活机理一直存在争议。在西南山区,铁路工程选址阶段认为很稳定的坡体或平台,有些在工程施工或运营初期即发生滑坡(实际上是古滑坡复活),成为工程规划和建设中防不胜防的问题。
国外比较有代表性的是加拿大国家级铁路(CN和CP)沿线古滑坡群、美国华盛顿的Sanford牧场古滑坡和Oso古滑坡的复活问题。作为加拿大经济命脉的国家级铁路(CN和CP),在Thompson河谷沿第四纪冰川堆积物斜坡下方通过[12],在坡脚开挖、河流侵蚀和强降雨作用下,发育于斜坡前缘的一系列古滑坡发生复活,严重影响2条铁路的运营安全。在美国,古滑坡复活问题也颇受关注。例如,美国华盛顿Sanford牧场古滑坡是2 Ma以前由于构造活动和河流强烈下切形成的,随后经历了多期滑动,2009年11月10日再次复活,造成堵江、损毁公路770 m和大量居民建筑,损失惨重[13]。再如,2014年3月22日华盛顿Oso社区发生古滑坡复活,体积达760×104 m3,将Oso社区掩埋掉1/5,造成43人死亡,成为美国历史上因滑坡造成损失最惨重的案例②(② Keaton J R, Wartman J, Anderson S, et al. The 22 March 2014 Oso Landslide, Snohomish County, Washington[R]. Geotechnical Extreme Events Reconnaissance. July 22, 2014.)。Oso古滑坡虽经数十年研究,仍然没能避免灾难的发生,足以说明古滑坡的复活问题是当前国际前沿性科学难题。
如何实现古滑坡的有效判识、揭示古滑坡复活机理、破解古滑坡复活的早期识别和风险防范难题成为当前迫切需要解决的问题。本文在总结国内外古滑坡复活问题研究进展的基础上,提出了制约古滑坡复活问题研究的关键科学问题和解决途径,供国内外同行参考。
对古滑坡及其复活问题的研究大致分为3个方向,一是关注古滑坡的形成及其与地质演化和气候事件的联系,以第四纪地质学者为主;二是聚焦古滑坡的现今活动性及其工程治理,以工程地质和岩土工程领域的学者为主;三是从滑坡演化历史着眼,关注古滑坡形成、复活及其周期性变化的长时间序列演化过程,并将相关认识应用于指导工程实践。
(1) 关于古滑坡的区域发育规律
Cruden等[3]通过对加拿大西部古滑坡研究,提出古滑坡具有复杂的演化过程和长时间序列演化特征,并建立了不同形式的地质作用和人类活动对古滑坡演化及其不同阶段稳定性的影响(图1)。这一观点代表了目前对于古滑坡区域演化的基本认识。
图1 滑坡稳定性系数随时间的变化曲线(据参考文献[
Fig.1 Curve shows the variation of slope stability factor with time (modified after reference[3])
我国的古滑坡研究主要围绕大江大河的河谷发育史和重大工程(水电、交通)规划建设遇到的问题开展。不少学者从第四纪地质角度出发,重点对长江三峡段、西南山区金沙江和大渡河、黄河中上游等流域古滑坡的发育特征与大江大河演化史、古气候环境之间的关系进行了研究[14,15,16,17,18,19,20]。张年学[15]通过对三峡库区的滑坡年龄与古气候关系研究后发现,古滑坡发育与古气候暖湿期具有较强的一致性, 并认为这种一致性与新构造抬升的阶段性密切相关;谢守益等[16]通过黄腊石滑坡群与古气候关系研究指出,长江沿岸古滑坡的形成发育受控于长江河谷的演化,且与古气候环境的变化一致;许强等[17]分析了西南地区大渡河深厚覆盖层的成因,并提出沿河大型古滑坡是在河谷深切期因前缘临空条件较好而形成;赵希涛等[18]和张永双等[19]分析了滇西北金沙江河谷演化历史,并通过古滑坡堰塞湖和堰塞坝的特征,反演了古滑坡的形成时代和过程;殷志强等[20]对黄河上游巨型滑坡特征及形成机理进行了初步研究,认为古滑坡的形成受河流演化和古气候条件控制。
在大型古滑坡区域发育规律方面,已有研究结果表明,中国大型古滑坡多数分布在青藏高原周缘,这是中国内动力地质作用(新构造活动、地震等)和外动力地质作用(侵蚀、剥蚀、堆积作用)最强烈的地带,内外动力作用强烈交织与转化,塑造了特殊复杂的地质环境条件及强烈的河谷动力学过程,导致区内大型滑坡特别发育。前人研究表明,青藏高原的隆升始于上新世末(但高度不足1 000 m),强烈大幅度抬升是第四纪强烈隆升的产物,且后期具有加速上升的趋势,累积上升达3 500~4 000 m[18]。中更新世过后,青藏高原边缘形成高山深谷[21];晚更新世高原进一步强烈隆升(约1 000 m),全新世以来上升了300~700 m。不少工程地质和第四纪地质学者认为该地域的大型古滑坡与中更新世末、晚更新世—全新世期间的地貌形成演化和气候变化密切相关[18,22~25],这也与全球古环境变化的暖湿间冰期呈现良好的一致性。另一方面,大型古滑坡往往是斜坡带新近纪巨厚硬土/软岩易滑地层、冰碛(冰水)堆积体、区域性断裂带松软破碎岩土体等由强震作用、强降雨、河流侵蚀作用引发的,是区域岩土体性质控制的坡体动力破坏作用的结果,并非随机发生的。
(2)关于古滑坡的判识
古滑坡的判识是开展古滑坡复活研究和风险防范的前提,大型古滑坡的早发现可以有效降低灾害风险,节约防治费用,在整个滑坡灾害防治体系中具有重要的地位。
传统的滑坡地面调查方法主要是通过对地表形态、岩土体成分结构、宏观变形破坏特征等进行判别,例如,拉裂缝、错坎、拉陷槽、局部滑动、坡体鼓胀、构(建)筑物损毁等,这对于现代中小型滑坡判别是有效的。但是,对于隐蔽性极强的大型古滑坡,往往难以辨别确认,单一的地面调查常会出现疏漏或误判。人们通过多年的实践和探索,逐渐形成了地质分析法、遥感解译法、地质勘探法(包括钻探和物探)等判识古滑坡的方法[9]。李晓等[26]探讨并修正了三峡库区云阳宝塔滑坡西边界问题,指出在未发现滑面或滑带之前,必须要多证据共存才能初步判别古滑坡及其边界,不能从地形地貌或滑坡形态等单一方面进行判定。近些年来,全国各地相关勘查设计单位也开展了诸多有益的探索,在古滑坡的勘查及防治等方面积累了不少经验[27,28]。
近年来,利用遥感技术进行古滑坡识别研究得到了快速发展。例如,郭兆成等[29]把遥感影像上的特殊纹理、色调及相关的地形地貌、水系特征作为古滑坡判识的依据,解译出了鹤庆盆地东缘2处巨型古滑坡;张雅莉等[30]利用高分辨率Quickbird影像,选取滑坡体、滑坡后壁、后缘、裂缝、冲沟、滑坡台阶、鼓丘等作为古滑坡识别标志,解译了甘肃舟曲县泄流坡滑坡、锁儿头滑坡和龙江新村古滑坡的位置、边界及规模等特征信息,张路路等[31]提出了一种新的基于数字高程模型的滑坡范围提取方法,并在四川理县的3个古滑坡验证了该方法的有效性。
上述分析表明,面对古滑坡的隐蔽性,传统的滑坡调查方法具有局限性。当前利用遥感技术进行古滑坡判识越来越受到重视,但是联合应用地质分析与综合技术方法的定量研究成果仍很少,支撑古滑坡有效判识的综合技术体系尚未形成。
古滑坡复活通常是一个涉及地貌、气候变化和人类活动等因素的复杂过程[3]。大型古滑坡一般分布在构造活跃区,不良的地质构造条件和破碎的岩体结构是古滑坡发生的主要内因[32],后续的内外动力地质作用会促进滑坡体继续下滑。近10余年来,古滑坡复活的成因机理研究越来越引起国内外学者的重视,主要从以下几个方面进行:
(1)关于古滑坡体和古滑带的物理力学性质研究
古滑坡的复活机理研究离不开古滑坡体和古滑带的物理力学性质,特别是古滑带的强度特性及其在不同条件下的演变规律研究。
在古滑坡体方面,据不完全统计,最多见的是由大型崩坡积、冰碛和冰水堆积、古地震堆积物所形成的粗细混杂的滑坡堆积体(混杂堆积体)。这类混杂堆积体的工程力学行为极为特殊、复杂,是工程地质和岩土力学研究的薄弱环节之一[33,34,35,36]。一方面,古滑坡体经过数百乃至数万年的堆积和重新固结作用,其性质比一般的“土石混合体”更复杂。另一方面,经过滑动的混杂堆积体不仅结构发生破坏,而且形成了大型滑带(不连续面),对这种由滑带控制的混杂堆积体滑坡稳定性研究,不能照搬已有“土石混合体”的理论和方法,因此大型原位试验显得更为重要。
在古滑带的强度特性及其在不同条件下的演变方面,前人研究表明,古滑坡的复活一般是沿着强度参数接近残余强度的剪切带滑动[37]。一些古滑坡甚至发生在全新世以前,破裂面的性质从那时起开始发生缓慢变化,这些变化可以反映长期的环境条件对滑坡稳定性的影响[38]。一般认为,现代滑坡的滑带通常具有非常低的抗剪强度(残余强度),特别是滑带土的黏聚力甚至接近0。滑带土的残余抗剪强度与黏土矿物的类型、黏粒含量、液限、颗粒级配有很好的相关性[39,40]。然而,古滑坡的滑带具有“反常的”高剪切强度,Holtz 等[41]认为低塑性的黏土矿物增加了有效内摩擦角,破裂面的愈合机制可能解释其高抗剪强度。Stark等[42]对2个土壤样品进行了为期230天的环剪试验,结果表明排水条件下残余强度经历了“愈合”,并表现出强度高于之前的残余强度。Carrubba等[43]也认为当滑体停止滑动并保持稳定状态下,滑面的强度随时间增加而增大,反算的剪切强度比实验室测定的残余强度要大。Zhang等[44]在研究滇西北冲江河古滑坡复活机理过程中,分析了低塑性的绿泥石和伊利石对滑带土强度及其变化的影响,提出自愈合机制可以解释古滑带的高剪切强度,从而解释了为什么很多古滑坡处于休眠状态。
可见,由于古滑坡体物质结构的特殊性和演化过程的复杂性,古滑带强度的演变过程难以用传统的残余强度理论进行描述。不同级次滑带土强度特征的差异、多级滑面联合控制滑坡复活的协调响应方式以及滑带土在不同条件下的演变机制,仍是古滑坡复活研究中需要高度关注的问题。
(2)关于古滑坡的复活机理研究
在国外,古滑坡复活机理研究主要侧重于3个方面:①复活特征研究。Burda等[45]研究了波希米亚北部Eisenberg滑坡的复活过程,该滑坡是1952年由采矿活动诱发的,之后由于采矿和降雨的累积作用,滑坡持续发生局部变形,在2011年1月再次剧烈滑动,造成损失约60万欧元;Negi等[46]研究了加瓦尔58号国道Kaliasaur滑坡的复活特征,该滑坡最初形成于1920年,在之后的90多年里多次复活,严重威胁公路的安全运营;Saez等[47]研究了阿尔卑斯山脉Pra Bellon滑坡的复活特征,该滑坡在1910—2011年发生了22次明显活动,滑坡中部的活动性大于边缘地带;Ronchetti等[48]分析了意大利中部亚平宁山脉Valoria滑坡的复活特征,该滑坡在过去的60年复活7次,在2005—2016年的复活造成2条公路被破坏,中断交通3个月。②复活的诱发因素研究。Notti等[49]采用PS-InSAR技术研究了西班牙南地中海海岸的Marina del Este滑坡,发现滑坡在2003—2009年的滑动速率为5~15 mm/a,在2009—2010年雨季的滑动速率增加了约10倍,说明降雨对该滑坡复活具有重要作用;Ronchetti等[50]研究了意大利中部亚平宁山脉4个大型软弱岩土体滑坡复活前后的流体力学条件,结果显示地下水位和滑坡位移速率之间有很好的对应关系,说明地下水位和孔隙水压力是滑坡复活的激发因素。Vaǐilová等[51]研究了埃塞俄比亚高地4个典型滑坡的复活特征,认为降雨、人类工程活动是滑坡复活的主要因素。③复活的空间预报。Generali等[52]研发了一个地貌学模型来估计休眠滑坡复活的可能性,该模型仅关注了空间预报。
在国内,随着山区交通工程的迅速发展,铁路、公路等工程建设过程中遇到的古滑坡越来越多,中国铁道科学研究院西北研究所早在宝成线、宝天线、鹰厦线等铁路施工过程中就关注了古滑坡复活问题[6,7]。在三峡库区特别是蓄水以后,大量古滑坡发生了复活变形,一时成为工程地质界关注的焦点。研究集中在以下几个方面:①总结了库区移民迁建区滑坡结构和变形失稳特征,对库区分布广,危害大的古堆积层滑坡体的工程地质力学性质进行了研究,提出了滑坡堆积体可作为“土石混合体”的概念与力学取值分析方法;还开展了渗透压力对堆积层滑坡稳定性变化的影响,以及砼格构防治工程设计理论与方法等关键问题研究[53,54,55,56]。②开展了“坠覆体”成因和演化研究,认为它是一种多成因、多期次的松散堆积体,可称之为“大型崩滑堆积体”,现场试验表明,原来强度较差的松散碎裂岩体力学强度明显提高[57]。③研究了库水位波动下古滑坡岸坡稳定性影响,研发了系列监测预警技术,提出了相关防治措施[58]。在黄河中上游地区,不少学者在古滑坡发育特征和稳定性等方面开展了研究工作,重点关注了灌溉、降雨、水库蓄水、人工开挖、堆载、施工强夯、高频振动等对黄土滑坡形成与复活的影响[7,8,59,60]。
在青藏高原东缘为主体的西南山区,国内学者主要结合水电工程开发和新城镇建设中遇到的地质环境问题,开展了古滑坡形成、复活机制及稳定性方面的研究[32,61];从地质测年、遥感地理信息、岩土力学试验、物理模型试验、数值模拟试验等方面对西南地区古滑坡的发生时代、形成原因、复活可能性和危害等进行了颇具意义的研究[62,63,64]。作者通过大量案例分析表明,青藏高原东缘古滑坡复活的特征主要表现在:①古滑坡的复活呈现多期次、多分区、多级滑带的变形特点,级序越低、稳定性越差;②古滑坡有的沿着老滑面(滑带)重新滑动,有的孕育新的次级滑面,但新滑面最终也多迁就老滑面发育;③滑坡复活变形速率与外界影响因素密切相关,坡脚开挖容易造成古滑坡的局部迅速解体破坏,而水的入渗、河流侵蚀等则导致滑坡发生缓慢蠕滑复活,目前发现的古滑坡复活以蠕滑型为主;④由水的入渗(降水、融雪或地表排水)引起的古滑坡复活,一般都经历较长时间的演化阶段,常在地表相应地出现裂缝、拉裂槽和陡坎等变形迹象;⑤古滑坡出现复活迹象后,若得不到及时有效的抑制,容易出现后退式逐级破坏现象。
应当看到,古滑坡复活的成因机理研究越来越引起国内外学者的重视,但是相关研究多是针对古滑坡复活的个案,总体上还比较分散,尚未从区域性规律和长时间序列的角度开展古滑坡复活问题研究,对古滑坡复活机理的认识缺乏系统性。
(3)关于古滑坡复活过程的模拟分析
近年来,物理模型试验、数值模拟等手段在古滑坡复活过程分析中得到了一定应用,可以较好地反映古滑坡对水和工程活动等外动力条件的响应机制,再现极端降雨、水库蓄水、人工开挖等作用下滑坡复活演化过程。陈超纲等[65]采用物理模型试验,研究了芜铜高速公路某大型古滑坡在开挖条件下的复活变形过程;郭健等[66]在黑水河库区古滑坡分析的基础上,对该滑坡的复活过程进行了有限元模拟,认为库水位上升时坡体内孔隙水压力及动水压力增加,导致古滑坡复活部分变形持续增大;龙建辉等[67]采用FLAC3D分析了山西朱家店煤矿古滑坡在井洞修筑、坡体堆载前后及坡脚开挖条件下的稳定性和变形特征,揭示了滑坡复活机理及致灾过程。
总体而言,目前物理模型试验、数值模拟等在滑坡形成过程研究中得到了应用,但是对古滑坡复活的相关模型试验比较少,内外动力耦合作用下的古滑坡复活机理和过程仍不明晰,且缺乏相应的理论。
早期识别是实现灾害风险防范和有效降低风险的重要途径之一[68]。除了前文所述古滑坡的判识方法可用于复活识别之外,近10余年来,国内外研发了大量对地观测技术,商品化、标准化和专业化水平高,特别是非接触式形变观测技术发展很快,高分辨率(0.5~5 m)卫星遥感影像、LiDAR高分辨卫星影像联合、GPS-InSAR联合监测技术已成功应用于滑坡灾害监测[69,70,71]。Scheingross等[72]采用机载SAR数据完成了美国圣安德烈斯断裂带Parkfield段的蠕变滑坡调查;殷跃平等[73]建立了多时相、不同分辨率的遥感信息平台,提出了基于滑坡机理的识别判据,为大型滑坡形成机理及古滑坡复活的早期识别提供了有力支撑。刘圣伟等[74]采用LiDAR等手段获取高精度地形特征,有效判别了潜在大型滑坡的位置。李凌婧等[75]利用PS-InSAR技术在鲜水河断裂带开展了高原蠕变滑坡的识别研究;敖萌等[76]采用改进CR-InSAR算法获取了丹巴甲居滑坡非线性形变时间序列,揭示了该滑坡现今的形变特征。
古滑坡复活的早期识别技术除了非接触式形变观测技术外,国外不少学者在大型滑坡现场监测技术方面进行了大量有益的探索,其中大地测量法(全站仪、GPS、红外测距仪等)使用最为广泛。美国加利福尼亚运输部采用时间域反射测试技术(Time Domain Reflectometer,TDR)实现了远程及实地监测滑坡[77];研发了地基微波干涉测量系统,在滑坡微小变形获取方面取得了满意的效果。在国内,张燕君等[78]根据光纤光栅反射波长与应力的线性关系,获得了滑体应变信息;谢谟文等[79]利用地面激光扫描技术,实现了滑坡变形的地面监测。从方便灵活、多角度监测的目的出发,施斌等[80]、张青等[81]和周策等[82]初步建立了滑坡地表变形、内部位移及滑带附近应力变化的联合监测技术,为滑坡体内部—滑动带—滑床三者应力和变形的对比分析提供了较为可靠的技术支撑。
总体上,虽然先进的多源遥感和地面监测技术在古滑坡复活的早期识别方面越来越受到重视,但是支撑早期模式识别—复活过程识别—风险预测的综合技术体系尚未形成,古滑坡复活的早期识别尚缺乏系统的理论和预测模型的支持。
由于古滑坡的隐蔽性及其复活演变的复杂性和研究手段的局限性,对于古滑坡问题的研究具有很大的挑战性,主要表现在3个方面。
(1)古滑坡长期演化过程及准确判识的挑战性
与传统意义上的滑坡类似,古滑坡同样具有类型多样、规模巨大、孕灾背景和失稳条件复杂等共性特征,然而很多古滑坡因遭受长期改造或后期沉积物覆盖,原有的滑坡外貌特征已模糊不清,目前所开展的古滑坡判识研究程度相对较低,缺乏有效的手段反演其长时间演化历史,对其演化过程的认识存在很大的局限性。在实践中常因缺乏有效的判据而出现辨识不清、误判、漏判情况。
(2)古滑坡复活机理研究的挑战性
在古滑坡复活机理及灾害风险防范研究中,需要解决若干难点问题。仅就古滑坡复活的物理过程分析而言,滑坡复活过程模拟计算的空间尺度大、时间尺度不等、物质组成混杂、内部物理机制复杂,古滑坡体和滑带强度的自愈功能使得传统的残余强度理论不适用于古滑坡复活机理的研究,同时人类工程开挖或前缘冲刷、降雨入渗、水库蓄水等诱发滑坡复活的因素是动态变化的,成为当前工程地质与地质灾害研究的新命题。
(3)古滑坡复活早期识别的挑战性
古滑坡不仅具有隐蔽性,在复活演化过程中还具有变异性和不确定性,这也从另一侧面说明了古滑坡复活问题的复杂性和风险防范任务的艰巨性。关于复杂地质条件下古滑坡复活的早期识别方法,多年来不同领域的学者一直在探索,但至今仍没有很好的解决。古滑坡复活的早期预警是工程规划建设迫切需要解决的瓶颈问题。
正是由于上述挑战性问题的存在,不论从防灾减灾、重大工程规划、新型城镇化建设等需求角度,还是滑坡灾害理论和技术创新角度,开展古滑坡复活问题研究均具有重要的理论和现实意义。鉴于古滑坡复活问题的复杂性,古滑坡复活研究仍存在如下有待突破的关键科学问题。
(1)快速有效的古滑坡判识方法和准则
目前,对古滑坡的区域发育规律和长期演化特征的认识尚不清晰,缺乏成熟的古滑坡判识方法和标准。如何将构造地貌演化与古滑坡形成之间的关系等基础理论研究成果,用于大型古滑坡的判识,既需要第四纪地质学和工程地质学等多学科的交叉,也需要与高新技术进行有机融合。
(2)古滑带的强度演变理论和不同诱发条件下古滑坡复活的起滑机理
古滑坡复活机理具有显著的特殊性和复杂性,传统的强度和破坏理论不适用于描述古滑带强度的演变过程,内外因素耦合作用下的古滑坡复活机理和演变的阶段性尚不明晰。古滑坡复活的本质是古滑带的再变形或潜在滑带的加速变形,在不同诱发因素作用下,古滑坡体内部次级滑面的演变和古滑带的再变形有着何种机理?如何通过古滑坡复活过程模拟判定滑坡起滑的主控因素并建立相应的预测模型?是值得深入研究的关键问题。
(3)复杂隐蔽条件下古滑坡复活的早期识别模型和快速识别方法
对隐蔽性古滑坡复活的标志认识不清,古滑坡复活的早期识别理论和模型缺乏,监测技术的集成化程度低,导致早期识别的精度差。古滑坡复活与初始形成的过程存在明显的差异,如何快速判别古滑坡复活的触发条件和前兆现象?如何科学确定滑坡复活的判据并综合研判复活阶段?如何通过多种手段获取古滑坡复活的多元信息,并根据古滑坡复活进程预测其可能危及的范围和概率,是灾害有效防范的前提。
应对三大挑战,突破传统理论瓶颈,必须开展上述关键科学问题的攻关研究。结合作者近10余年的地质灾害研究积累,针对古滑坡复活研究的学术难点和瓶颈问题(图2),提出如下研究建议。
图2 古滑坡识别与复活机理研究的技术路线框图
Fig.2 Technology roadmap for research on ancient landslide recognization and its reactivation mechanism
(1)古滑坡的判识方法与判识标准研究
针对“目前古滑坡的区域性规律和长期演化特征认识不足,缺乏成熟的古滑坡判识方法和标准”等问题,建议:①结合已发现的典型古滑坡原型案例,从古滑坡形成演化历史入手,研究古滑坡区域发育规律和易发地质环境条件,揭示古滑坡形成、复活及其周期性变化过程,探索提出斜坡长时间序列演化理论。②结合古滑坡的地质地貌特征以及高精度数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)、高分辨率遥感影像、InSAR 监测特征等,研究提出古滑坡判识的直接标志和间接标志,建立古滑坡判识的指标体系和相应的判识标准,进而总结古滑坡形成的地质模式。
(2)古滑坡堆积体的物理力学参数与古滑带的强度演变理论研究
针对“传统的强度和破坏理论不适用于描述古滑带强度的演变过程”这一理论问题,建议:①通过梳理和总结国内外古滑坡复活案例的滑带土参数、演变规律,确定不同复活模式滑坡的参数选择依据。结合典型案例,研究古滑坡堆积体的剪切强度和变形破坏特性、古滑带强度的演化特征及其界面效应等。②通过不同围压和渗透条件的物理力学试验(室内大三轴试验、不同剪切速率的环剪试验及现场大型直剪试验、变水头伺服控制渗透试验等),研究不同状态下滑坡复活判别参数的合理取值;基于古滑体和滑带不同状态的强度变化规律,研究提出古滑带的强度演变理论。
(3)不同诱发条件下的古滑坡复活机理与演化过程研究
针对“内外因素耦合作用下的古滑坡复活机理和演变的阶段性尚不明晰,缺乏相应的古滑坡复活预测模型”等问题,建议:①借助典型古滑坡精细工程地质勘察资料,剖析典型古滑坡的水文地质、工程地质结构及其复活特征,深入分析不同因素(降雨或地表水入渗、水库蓄水、坡脚开挖或冲刷等)诱发古滑坡复活的形成条件,研究古滑带临空和破坏、坡脚应力屈服的孕滑过程,进而揭示古滑坡复活的成灾模式。②在原型案例分析的基础上,借助物理模拟试验、离心机试验和数值模拟分析等,剖析不同诱发条件下(降雨作用、水库蓄水作用、坡脚开挖等)混杂堆积型古滑坡的复活机理,建立复活失稳指数与滑体粒度组成(含石量)、含水状态、滑带特征及诱发因素的关系曲线,提出滑坡分级渐进式复活和整体复活的过程机制。③基于多元监测数据和数值模拟分析,兼顾区域性活动断裂的影响,研究2种以上因素(降雨或地表水入渗、水库蓄水、坡脚开挖或前缘冲刷等)组合条件下古滑坡的复活过程,建立多因素耦合的古滑坡复活预测模型。
(4)古滑坡复活的早期识别模型与监测技术研究
针对“隐蔽性古滑坡复活的标志认识不清、古滑坡复活的早期识别理论和模型缺乏、监测技术的集成化程度低”等问题,建议:①根据古滑坡复活前存在不同程度变形(渐进性变形)的特点,通过追踪古滑坡复活的孕育发展过程、复活发生的关键阶段,研究古滑坡复活的早期识别标志,包括局部复活和整体复活的标志。②通过分析古滑坡复活与内外孕灾因子的相互作用耦合关系,建立古滑坡复活的早期识别模型,包括古滑坡复活早期诊断模型、交互耦合度与临界阈值测算模型。③基于多元监测信息和相应的预测模型,研究滑坡复活之后的位移速率、运动轨迹、堆积方式等破坏形式,对其潜在危害区域及可能造成的危害程度进行有效预测、划定危害范围和风险等级,支撑古滑坡复活的有效防范。
古滑坡是斜坡长期复杂演化过程的产物,古滑坡的复活机理与早期识别研究是当前国际性科学难题。本文在总结国内外古滑坡复活研究进展的基础上,提出古滑坡复活问题研究的3个关键科学问题:古滑坡自动化判识方法和准则,不同诱发条件下古滑坡复活的起滑机理,古滑坡复活的早期识别模型和评价方法。针对这些关键科学问题,提出了今后的重点研究方向:加强古滑坡的区域性规律和长期演化特征研究,加强不同状态下古滑体和滑带的强度变化规律及古滑带的强度演变理论研究,加强内外因素耦合作用下的古滑坡复活机理和演变过程研究,加强古滑坡复活的早期识别模型及监测技术研究。通过破解古滑坡复活问题研究的关键科学问题,将为重大工程规划和防灾减灾提供新的理论和技术支撑。
The authors have declared that no competing interests exist.
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International programme on landslides [J]. |
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Landslide types and processes, special report, transportation research board [J]. |
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Theory of landslide classification and sliding historical category [C]//论滑坡时代分类与滑动历史分类 [C]// |
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Analysis of an example of an old-landslide revivification [J].古滑坡复活实例分析 [J].
通过古滑坡复活实例,说明古滑坡复活的工程地质条件和背景,阐明古滑坡的滑移特征、产生原因和激发因素;最后提出治理措施.
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Short discussion on the distinction of ancient landslides [J].浅谈古滑坡的判别 [J].
通过分析古滑坡对公路工程的影响和危害性,说明对其进行正确判断和分析的重要性。同时在描述古滑坡的性质和形态的基础上,重点阐述如何利用遥感资料、地质调绘和地质勘探等手段对古滑坡进行判别,为实际工作提供科学依据。
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The historieal transformation of the landsliding causes and factors in the border slopes of loessial highland in the Baoji-Changxing Area [J].宝鸡—常兴一带黄土塬边滑坡原因与因素的历史转化性 [J]. |
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Geological evolution process of sliding zone in Qianjiangping landslide [J].千将坪滑坡滑带地质演化过程研究 [J].
千将坪滑坡是三峡水库蓄水后发生的第一个大型基岩滑坡,引起了社 会各方面极大的关注.千将坪滑坡的类型、成因演化等问题也成为学术界研究的重点和热点.本文在千将坪滑坡滑带宏观结构分析的基础上,使用层间剪切带应力历 史分析方法,结合地质体铀系测年结果,得出千将坪滑坡属于新生滑坡的结论.文章研究了千将坪滑坡滑带的形成过程,分析了形成机制,指出千将坪滑带形成的地 质历史成因是内外动力耦合作用的结果,建议三峡库区滑坡防治工作中要重视水库新生滑坡,特别是重视层间剪切带的研究.
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Developing an early warning system for a very slow landslide based on displacement monitoring [J]. |
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Failure mechanics of the Nile Valley Landslide, Yakima County, Washington [J].
Abstract On October 11, 2009, a very large translational landslide, referred to as the Nile Valley Landslide (NVL), destroyed more than 2500 ft (750 m) of State Route 410 near the community of Nile, located about 25 mi northwest of Yakima, Washington. Based on eyewitness accounts, Pacific Northwest Seismic Network records, and an intensive subsurface investigation, we infer two translational failure mechanisms: an initial shallow failure within the unconsolidated surficial deposits, followed by failure within a deep, adversely dipping, claystone interbed between two Grand Ronde Basalt flows. The underlying basalt flow contains a highly pressurized aquifer that significantly reduces the effective stress within the inferred deep failure zone and its stability. Recent inclinometer data showing slope movement within both the shallow and deep failure zones support this interpretation. The NVL is located at the base of Cleman Mountain, an anticlinal ridge that hosts the enormous and currently dormant Sanford Pasture landslide complex (SPLC). Geochemical analyses of basalts encountered in the numerous borings and outcrops within and around the NVL suggest that the basal failure zones of the NVL and SPLC are stratigraphically different, and that the NVL is likely not a reactivation of the SPLC.
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The definition of the ancient landslide age with the 14C dating of Hanlingou River Basin in Wudu [J].武都汉林沟流域古滑坡年龄的14C厘定 [J]. |
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The Yangtze River Three Gorges reservoir area ancient climate environment's influence on the landslide development [C]//长江三峡工程库区古气候环境对滑坡发育的影响 [C]// |
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Evolution of huanglashi landslide in the three gorges reservoir area and ancient environmental climate [J].黄腊石滑坡群演化与古环境气候的关系 [J]. |
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New views on forming mechanism of deep overburden on river bed in Southwest of China [J].对我国西南地区河谷深厚覆盖层成因机理的新认识 [J].
<p>近年来，在我国水能资源开发过程中，发现各河流现代河床以下普遍堆积厚达数十米甚至上百米的松散堆积物。河谷深厚覆盖层的存在，不仅严重制约了工程坝址的选择，影响相关流域水电资源的开发利用，也给坝工设计带来巨大的困难。由于深厚覆盖层埋藏于现代河床之下，其形成年代一般先于一二级阶地，有悖于河流发育演化的常理，其成因一直令人费解。首次将河谷深切和深厚堆积事件与全球气候变化、海平面升降运动、地壳运动等有机地联系起来，并提出冰期、间冰期全球海平面大幅度升降，是导致河流深切成谷并形成深厚堆积的主要原因的新观点。在此基础上，引入层序地层学原理，从理论上较好地解释了全球气候变化导致海平面和河流侵蚀基准面大幅变化，并产生河谷深切和深厚堆积的原因和过程。最后，进一步将沿河大型古滑坡的孕育和发生与河谷深切事件相联系，提出沿河大型古滑坡是在河谷深切期因前缘临空较好而形成的新观点，从而对沿河古滑坡前缘剪出口高程往往低于现代河床数十米的原因给出了较合理的解释。</p>
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Pleistocene glaciations along the western foot of the Yulong Mountains and their relationship with the formation and development of the Jinsha River [J].玉龙山西麓更新世冰川作用及其与金沙江河谷发育的关系 [J].
在玉龙山东麓更新世冰川作用研究的基础上,对其西麓和金沙江河谷中的古冰川与冰水沉积物的分布和特征进行了调查。结合ESR测年,划分出4次冰期,即0.7~0.6MaB.P.的玉龙冰期,0.53~0.45MaB.P.的干海子冰期,0.31~0.13MaB.P.的丽江冰期和晚更新世中晚期的大理冰期,其中玉龙冰期为规模较大的山麓冰川,丽江和大理冰期为山谷冰川,干海子冰期则为山麓冰川与山谷冰川的过渡类型。来自玉龙山西坡的玉龙冰期冰碛物充填于现今金沙江谷底的事实和大具金沙江下渡口西岸早更新世金沙江砾石层的发现表明,金沙江在早更新世早期即已存在,也说明了在该段金沙江河谷中多处发现的湖相沉积物是冰川沉积堰塞河谷而成石鼓古湖的结果。在该段金沙江河谷中仅发现拔河50m左右以内的4级河流阶地,且往往以这些湖相沉积为基座的现象,则是石鼓古湖被外泄后金沙江现代河谷形成的结果。
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Preliminary study on characteristia and mechanism of super-large landslides in upper Yellow River since Late-Pleistocene [J].晚更新世以来黄河上游巨型滑坡特征及形成机理初步研究 [J].
<p>滑坡发育与气候变化关系研究是近年来滑坡灾害研究的热点问题之一。本研究以我国晚更新世以来黄河上游的巨型滑坡为研究对象,分析了其时空分布特征、发育期与气候变化的关系以及气候演变对巨型滑坡发育的作用机理。研究认为： （1）大型古滑坡在时空分布上具有明显的多期性和时段性,大区域滑坡的广泛发育与全球古环境变化的暖湿间冰期之间呈现良好的一致性关系。（2）黄河上游龙羊峡—刘家峡380km的干流河段内发育有大小滑坡205个,滑坡堆积物的残留总方量为781×108 m3,其中巨型滑坡15个,占滑坡总数的73%。（3）干流区内发育有3期滑坡,其中早期滑坡多披覆于黄河Ⅲ～Ⅳ级阶地,光释光年龄显示其发生于MIS3时期； 晚期滑坡多披覆于黄河Ⅱ级阶地,发育于距今约5kaBP.左右的全新世暖期,现代滑坡披覆于黄河Ⅰ级阶地,多为早期滑坡前缘因人类工程活动诱发的次级滑坡。</p>
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Studies on the geomorphological evolution of the Qinghai-Xizang(Tibetan) Plateau and Asian monsoon [J].青藏高原的地貌演化与亚洲季风 [J]. |
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Geological hazards effects of uplift of Qinghai-Tibet Plateau [J].青藏高原隆升的地质灾害效应 [J].
<p>根据青藏高原隆升具有持续性和阶段性加速的特征，将其整个隆升过程分为 4个隆升阶段 15个隆升幕，即喜马拉雅运动（6个加速隆升幕）---递进式压缩隆升阶段；青藏运动（3个加速隆升幕）---构造变形、断裂运动性质调整阶段；昆黄运动（3个加速隆升幕）---高原造貌主阶段；共和运动阶段（3个加速隆升幕）---地质灾害高发期。由于青藏高原的强烈隆升，最终使其成为我国地质灾害最为严重的地区之一。尤其是青藏高原周缘西北部的黄河上游流域、东南部的长江上游流域、西藏南部的雅鲁藏布江下游区及其东南部的"三江地区"，成为地质灾害事件集中发生的区域，其中的地震、崩滑流、断裂活动等地质灾害效应最为强烈，成为影响现代人类工程活动和生存环境的主要灾害。</p>
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Study on the geological disasters response to climate change in different temporal scales [J].基于不同时间尺度的地质灾害对气候变化响应研究 [J].
In this paper, the relationship of geological disasters triggered factors response to climate change in different temporal scales were been studied. The cluster developments of geological disasters are consistent with the climate change and their warm and humid and heavy rainfall periods. And conclusions are followed: ① There were five phases of centralized development of ancient landslides and old landslides since Late Pleistocene in NE Xizang(Tibet) Plateau, they were 53～49ka BP, 33～24 ka BP,10～8 ka BP, 5～3.5 ka BP and present, their mainly developmental periods were climate change transition and highly warm wet periods. ② The high incidence of geological disasters response to the strong period of the Asian summer monsoon in centennial scales, and 1300～1330 AD and 1820～1850 AD were high prone development of geological disasters that correspond to the Medieval Warm Period and the late 19th century monsoon stronger period. ③ The cluster development of geological disasters in China response to an average annual rainfall in decade scales, and the number of geological disasters are increasing when the higher average annual rainfall years. ④ The number of geological disasters are good consistent with accumulated extreme rainfall on inter annual scales. Extreme climate events was the key factors that induced by the heavy rainfall or continuous precipitation, which caused the collapses and landslides and reflected the constraints of the relationship between climate change and geological disasters. ⑤ Collapses, landslides, debris flows and other sudden geological disasters are mainly concentrated in the annual rainy season in China on monthly scales.
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New viewpoint of the west edge of Baota landslide in Three Gorges of Yangzi River [J].三峡库区云阳宝塔滑坡西边界的更正与反思——古滑坡鉴别问题探讨 [J].
宝塔滑坡是1个基岩古滑坡,本文把它作为1个实例,分析为什么进行了3次大规模勘探仍然出现范围边界的错误,这涉及到古滑坡确定的证据、分析判断方法、勘探方向与方法等问题。确定滑坡的根据主要依据各种滑坡地质现象与滑坡地形地貌证据,除滑面证据外,许多所谓滑坡的地质、地形、地貌现象都具有多解性,因此要进行多因素综合对比分析。本文对宝塔滑坡进行了具体分析:指出以前对汪家梁部分坡体被确定为宝塔滑坡西部滑体证据的翏误与不足,提出了地质、地貌与滑坡形态学的反证与理由; 结合宝塔古滑坡实例,提出了识别古滑坡的地貌对比、滑坡形态学、滑坡性质与现象分析等方法,更正了滑坡的面积与体积,也讨论了古滑坡调查与勘探的经验教训。
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Ancient landslide treatment measures and construction monitoring of Hangzhou-Changxi Highway [J].杭长高速公路古滑坡治理措施与施工监测 [J].
当高速公路通过古滑坡路段,路基与边坡施工可能导致古滑坡复活。 杭长高速公路K56＋038～＋215段古滑坡开挖边坡时,采取了抗滑桩等措施防止复活。经在施工中采取现场观察及对地表位移与沉降、深层水平位移、地下 水位、抗滑桩钢筋内力和抗滑桩挠度等进行了为期1年的监测,结果表明：古滑坡在边坡开挖中未受到影响,滑坡稳定,加固措施有效。
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Study on the stability analysis and management plan of Lianggeda ancient landslide [J].梁疙瘩古滑坡治理稳定性分析及治理方案研究 [J].
以一个大型古滑坡作为研究对象，简要分析了该段古滑坡形成和复活的原因及机理，重点对滑坡稳定性分析的方法、计算模型、参数选取、计算过程及结果进行了详细论述。并对滑坡治理方案进行了研究，提出了适用于此段滑坡治理的适宜方案。
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Ancient landslide identification and characteristics using remote sensing along eastern edge of the Heqing basin [J].鹤庆盆地东缘古滑坡遥感识别与特征研究 [J].
古滑坡的识别与研究对认识区域 地质构造、古气候、古环境的演变及其和人类社会发展的关系具有重要意义。基于遥感图像的纹理、色调特征等古滑坡解译标志,识别出鹤庆盆地东缘存在的两处古 滑坡;同时,结合利用滑坡区数字高程模型(DEM)数据的滑坡地表形态分析,解译出两处古滑坡的位置、范围、前后缘高程等特征信息。利用GIS几何形态计 算的结果表明,两处古滑坡规模分别达到1.30亿m3和5.64亿m3,属于巨型滑坡。综合滑坡区地层岩性、地质构造、地表覆盖特征及古地震活动分析,推 测两处古滑坡均为地震所引发。对比分析古滑坡与大丽铁路、鹤庆火车站的相对位置关系,认为大型线性工程的选址不仅要着重目前区域稳定性的评价,还应考虑古 地震次生地质灾害的影响范围和地震活动周期性,避让陡峭的断陷盆地边缘部位。
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Recognition of typical old landslide based on quick bird image [J].快鸟影像在典型古滑坡识别应用中的研究 [J].
为了对甘肃南部典型古滑坡的滑坡灾害空间分布及其特征进行微观分析，采用高分辨率快鸟影像(Quick Bird Image)及已有地质灾害调查资料和实测资料，并合理选用滑坡体、滑坡后壁、后缘、裂缝、冲沟、滑坡台阶、鼓丘等作为滑坡识别标志，从而判定甘肃省舟曲县大川乡泄流坡滑坡的具体位置、边界及规模等基础特征信息。提取滑坡地表细节情况，经与实地查勘情况对比，结果表明遥感图像初步解译的成果中泄流坡滑坡位置是准确的，滑坡识别所选用的典型解译标志也基本正确。基于上述方法，借鉴对泄流坡滑坡的解译经验，对舟曲县其他2个大型古滑坡即锁儿头滑坡和龙江新村滑坡进行了解译分析，其成果为研究区滑坡灾害防治及预测提供了理论依据。由此表明，针对研究区建立的这种高精度滑坡识别方法在实际工作应用中是可行的。
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Extraction of ancient landslide based on DEM [J].基于数字高程模型的古滑坡区提取 [J].
针对古滑坡的滑前影像无法获得,植被、纹理信息都已恢复,无法通过对比分析滑坡滑动前后的植被、纹理等信息的变化来提取滑坡区域的问题,提出了一种新的基于数字高程模型的滑坡区域范围提取方法。该方法基于简化的滑坡体模型及特征分析,对滑坡区进行水流方向、坡度、山脊山谷线提取,通过流域分析获取滑坡区域范围;利用坡度图实现滑坡壁与滑坡体提取。实验利用全球30m分辨率ASTER GDEM数据,提取了四川理县3个古滑坡体区域范围,验证了该方法的有效性。
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Large-scale landslides and their sliding mechanisms in China since the 20th Century [J].20世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制 [J].
<FONT face=Verdana>中国是一个滑坡灾害极为频繁的国家，其中大型和巨型滑坡占有突出重要的地位，尤其是在中国的西部地区，大型滑坡更是以其规模大、机制复杂、危害大等特点著称于世，在全世界范围内具有典型性和代表性。收集20世纪以来发生在中国大陆的典型大型滑坡灾害实例，并重点对其中的11例进行深入的分析和讨论；这些大型滑坡涉及到不同的地质环境条件和坡体地质结构，具有不同诱发机制和触发因素。分析结果表明，中国大陆大型滑坡发育最根本的原因是具有有利的地形地貌条件，约80%的大型滑坡发生在环青藏高原东侧的大陆地形第一个坡降带范围内。同时，该地区也是世界上板内构造活动最为活跃的地区，其地壳内、外动力条件强烈的交织与转化，促使高陡边坡发生强烈的动力过程，从而也促进大型滑坡灾害的发育。强震、极端气候条件和全球气候变化构成大型滑坡发生的主要触发和诱发因素：中国南方暴雨强度达到200～300 mm/d时就易于触发大滑坡的发生；中国西北地区春季冻结层的融化，也是大规模黄土滑坡发生的诱因。近年来全球气候变化导致气温上升、雪线上移、冰川后退、冰湖溃决，也都成为特定地区大型滑坡灾害发生的诱发和触发因素。另外，70%以上大型滑坡发生与人类活动有密切的关系。滑坡机制分析结果表明，中国的大型滑坡通常具有复杂的生成机制：总的来看，大型滑坡发生的岩土介质主要有以下3类，即岩质滑坡、土层滑坡和松散堆积层滑坡。除松散堆积层滑坡，前两者都涉及复杂的演化机制及过程，其典型的地质–力学模式包括：滑移–拉裂–剪断“三段式”模式、“挡墙溃决”模式、近水平岩层的“平推式”模式、反倾岩层大规模倾倒变形模式、顺倾岩层的蠕滑(弯曲)–剪断模式等。每一类模式都具有其对应的岩体结构条件和特定的变形破坏演变过程。通常大型岩质滑坡的发生一般都伴随有滑动面上“锁固段”的突发脆性破坏，“锁固段”在岩质边坡的变形控制和稳定性机制中具有重要地位，也是边坡地质灾害评价与控制的关键。实践结果表明，查明边坡(滑坡)变形破坏的地质力学模式是滑坡地质灾害防治的基础所在。</FONT>
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Selection study of computational parameters for DEM in geomechanics [J].三维离散元计算参数选取方法研究 [J]. |
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Numerical simulations of direct shear test with soil-rock mixture using discrete element method [J].土石混合体直剪离散元数值试验研究 [J]. |
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Numerical simulation of rock avalanches: Influence of a local dissipative contact model on the collective behavior of granular flows [J]. |
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Simulation of triaxial compression tests with polyhedral discrete elements [J].
The triaxial compression test is by far the most common laboratory test used to measure the mechanical properties of granular soils. In this paper, a series of simulations using the discrete element method (DEM) with polyhedral particles are introduced to simulate drained and undrained triaxial compression tests. A series of DEM simulations are first presented to replicate nine isotropically consolidated drained triaxial compression (CIDC) tests on sand specimens. The DEM micro-mechanical parameters of the inter-particle friction angle, normal and shear contact stiffness were calibrated using a single test in the series. The calibrated DEM model was then used to compute the response of other eight tests. The model gave very good estimate of the behavior for the other eight tests corresponding to a range of initial void ratios and confining pressures. The deviatoric stress and volumetric strains obtained in each CIDC test simulation show good agreement with the corresponding experimental data. The major source of error in the simulations is the use of larger particle sizes necessary to keep the computational cost manageable. The DEM model was then used to compute undrained response of the sand specimens by simulating isotropically consolidated undrained triaxial compression (CIUC) tests. The computed responses, presented in terms of the stress path, deviatoric stress, and shear induced pore water pressure, are consistent with our understanding of sand behavior. The simulations demonstrate that polyhedral DEM provides a suitable tool for representing granular material responses in triaxial shear without the need for use of complex input model parameters.
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First-time slides in over-consolidated layers [J].
Arguments are advanced to suggest that information and operations on information are phenomena, the principles of which provide the basis for a metascience of information (informatology). The fundamental character of the phenomena is evidenced in the operations executed during the processing and communication functions. The role of the metascience is dictated by several factors, namely, the need for a common basis upon which all information-oriented specialized sciences and technologies can be understood and studied, a common framework and language for all scientists and technologists concerned in some form or other with information, and the need to integrate various theories that concern themselves with the phenomena of information on one side and man's relationship to the phenomena on the other side. The content of the postulated metascience of information is circumscribed by a list of specific questions and problems for which the science has to provide answers and solutions. It is suggested that an educational concept responsive to the needs of metascience of information be developed and implemented.
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Overview of some geological hazards in the Saudi Arabia [J].
The Saudi Arabia has harsh environmental conditions which enhance some geomorphologic/geological processes more than in other areas. These processes create different geological hazards. The general physiography of the Saudi Arabia is characterized by the Red Sea coastal plains and the escarpment foothills called Tihama, followed by the Arabian Shield Mountains, the Arabian Shelf plateau and finally the Arabian Gulf coastal plains. These types of geological hazards can be categorized into sand accumulations, earth subsidence and fissures, flash floods, problematic soils, slope stability problems, and karst problems. The current study gives an overview of all these hazards with examples, as well as develops a geo-hazard map for the Saudi Arabia. Our findings indicate that the desert environment needs much concern and care. National and international agencies have to join together with other people to keep the system balanced and to reduce the resulting geological hazards. Also, remedial measures should be proposed to avoid and reduce these natural hazards.
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Correlation between Atterberg plasticity limits and residual strength of natural soils [J]. |
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Shearing strengths of kaolinite, illite, and montmorillonite [J].
During the years 1957-1970, over 400 S and R triaxial compression tests were performed using sedimented, slurried, or remolded specimens of kaolinite, illite, montmorillonite, prepared with several adsorbed cations and ranges in pore- water electrolyte concentration and pH, to study the relative effects of physicochemical variables on the shearing properties. The strengths were found to be controlled mainly by physical effects related to the size and shape of individual particles. Diffuse double-layer forces were never found to be significant for calcium clays. They were also insignificant for sodium kaolinite but were effective in reducing the strength of sodium illite, and caused major loss in strength for sodium montmorillonite by causing a great decrease in particle thickness thus leading to highly flexible particles of low physical strength. /ASCE/
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An Introduction to Geotechnical Engineering [M]. |
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Drained shear strength parameters for analysis of landslides [J].
This paper presents recommendations for selecting the type and magnitude of drained shear strength parameters for analysis of landslides. In particular, the importance, existence, and use of the cohesion shear strength parameter is reviewed. For slope stability analyses, it is recommended that the shear strength be modeled using a stress dependent failure envelope or a friction angle that corresponds to the average effective normal stress acting on the slip surface passing through that particular material instead of using a combination of cohesion and friction angle to represent soil shear strength. Other recommendations for stability analyses include using an effective stress cohesion of zero for residual and fully softened strength situations. To facilitate selection of shear strength parameters for landslide analyses, empirical relationships for the drained residual and fully softened strengths are updated from the previous empirical relationships presented by Stark and Eid. Finally, the paper presents torsional ring shear test results that indicate that pre-existing shear surfaces exhibit self-healing that results in increased shear resistance. The magnitude of healing appears to increase with increasing soil plasticity, and this increase could have implications for the size, timing, and cost of landslide remediation.
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Laboratory investigation on reactivated residual strength [J].
Recent research has outlined that mobilized in situ strength at the reactivation of displacements along a preexisting sliding surface may be slightly greater than laboratory residual strength. Although geotechnical literature explains this difference in various ways—for instance, strength gain due to soil aging—little work has been devoted to this topic. Bromhead ring shear tests were carried out on remolded samples of the Cormons flysch, a typical geological formation in northeastern Friuli-Venezia Giulia (Italy). The specimens came from the shallow weathered crust of the Cormons flysch, near the areas of Montona and Rosazzo. This experimental study aimed at highlighting the effect of a limited number of parameters on strength gain at the reactivation of displacements along aged sliding surfaces. The results of this research confirm that aging may cause a rising of reactivated shear strength above the residual value, depending on time of aging and vertical stress. The longest aging period—about a month—showed a 20% strength increase for the Rosazzo flysch, and a 30% increase for the Montona flysch. Reactivated strength increases according to a power law: Almost 50% develops over a short time, i.e., after24hof aging. In the long term, strength growth is characterized by a deviatoric creep rate gradually approaching zero.
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Reactivation mechanism of ancient giant landslides in the tectonically active zone: A case study in Southwest China [J]. |
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Climate-induced landslide reactivation at the edge of the Most Basin (Czech Republic)-progress towards better landslide prediction [J]. |
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Cost assessment of losses due to recent reactivation of Kaliasaur landslide on National Highway 58 in Garhwal Himalaya [J]. |
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Probability maps of landslide reactivation derived from tree-ring records: Pra Bellon landslide, southern French Alps [J]. |
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The Valoria landslide reactivation in 2005-2006 (Northern Apennines, Italy) [J].
Introduction The Valoria landslide is a complex earth slide/earth flow located in the Northern Apennines of Italy, in the upper Secchia River basin of the Emilia Romagna Region. It extends from 1,413 to 52002m in elevation and affects an area of 1.602km 2 over a length of about 3.502km (Fig.02 1 ). Fig.021 Location map and panoramic view of the Valoria landslide in February 2006 Complex earth slides/earth flows that have been triggered since the Lateglacial and up to present times represent about 80% of the landslides known in the Emilia Romagna Region (Garberi et al. 1999 ). In many cases their gentle deposition areas have been chosen as favorable location for villages or are crossed by important roads. This results in considerable potential damage in terms of both human lives and economic losses. Several reactivations of such type of landslides have been observed in historic and recent times (Bertolini and Pellegrini 2001 ). Some landslides have been reactivated more than once with return periods ...
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Monitoring by PSInSAR techniques and urban damage survey (SE Spain) [J]. |
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Hydro-mechanical features of landslide reactivation in weak clayey rock masses [J].
In the northern Apennines, four representative large and deep seated landslides affecting weak rock masses have been studied before, during and after reactivation events. Semi-continuous and continuous monitoring in the 2004–2006 period included the dormancy, reactivation and suspension phases, allowing some comments to be put forward as regards the hydro-mechanical conditions that drive the reactivations. The data have highlighted the interactions between groundwater and displacement rates in different sections of the slope.
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Reactivation of mass movements in Dessie graben, the example of an active landslide area in the Ethiopian Highlands [J]. |
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Application of a geomorphologic-heuristic model to estimate the landslides reactivation likelihood in the Emilia-Romagna Region (Italy) [M] |
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Stability and control measures of Zhaoshuling landslide, Badong county, Three Gorges Reservoir [J].三峡工程库区巴东县赵树岭滑坡稳定性与防治对策研究 [J].
赵树岭滑坡是三峡工程库区的重要滑坡 ,其稳定性直接关系到巴东新县城沿江大道的安全 ,并对新县城土地利用意义重大 .在阐述赵树岭滑坡基本特征的基础上 ,运用水岩耦合三维有限元数值方法模拟了滑坡稳定性 ,预测了三峡水库蓄水后滑坡稳定性发展趋势和渗流特征 .研究表明 ,水库蓄水及水位波动是影响滑坡稳定性的主要因素 ,三峡水库蓄水后 ,滑坡将发生局部失稳 ,必须加以治理 .提出了滑坡防治的原则与对策
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Study on in-situ tests of mechanical characteristics on soil-rock aggregate [J].土石混合体力学特性的原位试验研究 [J]. |
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Creep tests of gravel-soil of Majiagou landslide in Three Gorges Reservoir area [J].三峡库区马家沟滑坡滑体粗粒土蠕变试验研究 [J]. |
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Deformation prediction method of typical accumulate landslide in Three Gorges Reaervoir based on numerical modeling [J].基于数值模拟的三峡库区典型堆积层滑坡变形预测方法 [J].
目前对堆积层滑坡的变形预测大多基于数学模型或方法,忽略了引起滑坡位移显著变化的动力外因及滑坡自身的地质特征,因此,预报准确度和可信度较低。以三峡库区典型堆积层滑坡———鹤峰场镇滑坡为例,通过4组主要控制因素科学组合构建了滑坡的基本地质模型;以此为基础,重点考虑引起滑坡发生变形的库水作用动力因素,建立滑坡的数值-力学模型。通过实际监测点的变形监测结果与数值-力学模型中模型监测点的变形进行拟合分析,获取了实际时间与数值-力学模型中时步的等效关系;基于时间-时步等效关系及三峡水库设计水位调度曲线,得到了不同时步水位的波动特征;通过时步的外延,并在相应的时步段对数值-力学模型施加等效时间的库水作用,预测了滑坡在未来库水位变动条件下的变形。该预测方法既考虑了滑坡的工程地质模型又考虑了地下水作用效应,克服了纯数学方法预测的不足。
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Prevention on Wufengshan landslide of Yunyang County at the Three Gorges Reservoir [J].三峡库区云阳五峰山滑坡防治工程方案研究 [J].
本文将三峡工程重庆库区云阳老县城五峰山滑坡划分为顺层滑坡、堆积层滑坡以及2001年1月17日发生的新滑坡("1*17"滑坡)等3部分,结合老县城的安全提出了综合治理方案,即:采用两排预应力锚索进行顺层滑坡的加固,采用钻孔灌注桩进行堆积层滑坡阻滑,在五峰山滑坡下部与西城老滑坡过渡地带植树造林,防止上部崩塌体直接危害县城,并完善后部拦山堰等地面排水系统.本文还介绍了五峰山"1*17"新滑坡应急防护工程设计方案和工程实施情况.
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Assessment and early warning on geo-hazards in the Three Gorges Reservoir region of Changjiang River [J].三峡库区地质灾害空间评价预警研究 [J]. |
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Systems analysis on Heifangtai loess landslide in crows induced by irrigated water [J].黑方台台缘灌溉水诱发黄土滑坡群的系统分析 [J]. |
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Risk analysis and control of the Zhaojiaan landslide through controlling water levels [J].基于水位的赵家岸滑坡风险分析与控制 [J]. |
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Formation of the Siwanli ancient landslide in the Dadu River, China [J].
The Siwanli landslide is located in the middle section of the Dadu River in the eastern part of the Qinghai–Tibet Plateau in a complex regional geological environment. Strong erosion of the river vall
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Geological origin and stability evaluation of Siwancun landslide in Luding county [J].泸定县四湾村滑坡的地质成因与稳定评价 [J]. |
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New findings of ancient landslide and geological tectonic constraints along the Jinsha River near Zhaizicun,Yongsheng,Yunnan,China [J].永胜金沙江寨子村古滑坡的新发现及地质构造约束 [J]. |
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Computerized tomography (CT) scanning test research on intact moraine soil on west side of Yulong snow mountain [J].玉龙雪山西麓原状冰碛土CT扫描试验研究 [J]. |
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Reactivation process similar simulation experiment of ancient landslide in the Wutong expressway [J].芜铜高速公路某古滑坡复活过程相似模型试验 [J].
芜铜高速公路 K27+830~K28+300段滑坡属于一大型古滑坡,随着高速公路路基路堑施工及滑坡坡脚处岩质路堑边坡工程的逐步完成,古滑坡出现前后牵引、多层滑 面复活迹象。该文对古滑坡不同岩层产状、开挖引起的破坏、失稳进行了相似模型试验,揭示了古滑坡复活机理,分析其原因并提出建议整治方案。
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Formation and reactivation mechanism of ancient landslide in Heishui reservoir of Minjiang River, China [J].黑水河库区某古滑坡形成及复活机制 [J].
以黑水河库区某坝前古滑坡堆积体为例,研究其形成原因以及复活变形的机制。在对滑坡进行了详细的调查后,结合区内地质构造、地貌形态、变形特征与堆积体物质构成,对滑坡的形成和复活机制进行了地质分析;分别采用离散元和有限元数值模拟的方法,对古滑坡的地质过程机制分析进行了验证。结果表明,古滑坡的形成机制可概括为岩体倾倒变形—滑面贯通—破坏堆积共3阶段;而古滑坡的复活主要受库水作用的控制。滑坡的变形特征和数值模拟分析都揭示古滑坡是以前缘局部解体、短距离下滑为特征。对滑坡的长期稳定性所作的定性判断表明,在库水持续变动的影响下,古滑坡被浸没的前缘堆积体将以多级解体、缓速下滑的方式产生牵引式的破坏。
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Revival mechanism and disaster-causing process of old-large landslide on coal mine tunnel [J].煤矿井巷上方大型老滑坡复活机理与致灾过程 [J].
我国不少矿井直接坐落在高陡斜坡或老滑坡的坡脚，工程活动使边坡失稳或使老滑坡复活诱发地质灾害现象时有发生。对大型老滑坡而言，其复活变形持续时间长、滑移方向因应力场条件变化而改变、且具有多级非连续破坏等特征，给滑坡的稳定评价与科学防治带来难题。本文以朱家店煤矿滑坡为例，通过现场勘查和监测研究，详细查明了滑坡区工程地质条件、滑坡复活的各种诱发因素、滑坡的变形破坏特征以及工程活动与滑坡复活的时空关系等；在此基础上，对滑坡在井洞修筑、坡体堆载前后及坡脚开挖不同应力环境下的稳定性和变形特征进行了FLAC3D 数值模拟分析，再现了滑坡质点位移、塑性状态和应变增量的变化规律，以及滑坡下部采煤巷道的受力和位移的变化特征，所得结论与现场监测结果一致。
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Comparative analysis of risk assessment of landslides and debris flows of China in 2000 and 2010 [J].十年跨度中国滑坡和泥石流灾害风险评价对比分析 [J].
中国是滑坡和泥石流灾害频发和灾害损失严重的国家,滑坡和泥石流灾害风险评价对区域防灾减灾意义重大。以1 km×1 km栅格为基本评价单元,在GIS技术支持下,对比分析2000年和2010年中国滑坡和泥石流灾害风险分布及其空间变化。结果表明,2000年滑坡和泥石流灾害风险大致以黑河—腾冲人口密度分界线为界,界线西部以低度风险区为主,界限东部以中度和高度风险区为主。2010年低度风险区仍以此为界主要分布在中国西部,但高度风险区已明显越过界线向西扩展。10年跨度间,中度风险区、高度风险区和极高风险区面积均有增加,尤其以高度风险区面积比例增加最大。反之,低度风险区面积则大为减少并转变升高为中度风险区,中度风险区是各风险等级中变化面积最大、最不稳定且最为敏感的区域。由于高度风险区所占面积和比例较小,因此,除局部地区以外,整体上中国目前尚不属于滑坡和泥石流灾害高风险地区。随着未来10年中国经济的中高速发展,灾害易损度进一步升高,地区间经济差距逐步缩小,高度易损区与高度危险区重叠部分将逐步增大,因此中国滑坡和泥石流灾害风险将会继续升高,灾害风险变化总体形势趋于严峻。
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Analysis of LiDAR-derived topographic information for characterizing and differentiating landslide morphology and activity [J]. |
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Combined use of statistical and DInSAR data analyses to define the state of activity of slow-moving landslides [J]. |
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Application of unmanned aerial vehicles low-altitude photogrammetry in investigation and evaluation of loess landslide [J].无人机低空摄影测量在黄土滑坡调查评估中的应用 [J].
无人机低空摄影测量技术是继遥感和三维激光扫面之后，在三维空间数据领域中又一个可用于大面积、高精度和快速获取三维点云数据的技术方法。随着摄影测量算法的改进和商品化发展，目前该项新技术在国内外广泛应用于各个领域，在地质灾害防治领域的应用也处于不断尝试阶段。结合利用无人机低空摄影测量技术调查甘肃黑方台地区黄土滑坡实例，在简要介绍低空摄影测量的基本原理和数据获取方法的基础上，阐述了该技术在区域黄土滑坡调查（面积为36km^2）和单体黄土滑坡调查方面的应用效果。结果表明：在区域滑坡调查方面，可以很好地认识其空间分布规律和发育特征；在单体滑坡方面，通过滑坡前后两期低空摄影测量数据分析，很好地认识滑坡的滑前变形迹象和成灾过程。由此可见，低空摄影测量技术在地质灾害防治领域具有广阔应用前景和一定科研价值。
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Fault-zone controls on the spatial distribution of slow-moving landslides [J].
Slow-moving landslides (earthflows) can dominate hillslope sediment flux and landscape erosion in hilly terrain with mechanically weak, fine-grained rock. Controls on the occurrence of slow-moving landslides are poorly constrained and need to be under stood for landscape evolution models, sediment budgets, and infrastructure and hazards planning. Here, we use airborne interferometric synthetic aperture radar (InSAR) and aerial photographs to document 150 previously unidentified active earthflows along the central, creeping portion of the San Andreas fault, California. The earthflows move seasonally in response to winter rainfall, occur on hillslopes at similar to 20%-40% gradients (less than typically associated with rapid, catastrophic landslides), and have similar morphological characteristics to earthflows in different climatic and tectonic settings. Although our data extend up to 10 km from the fault trace, similar to 75% of detected landslides occur within 2 km of the active fault. Topographic, precipitation, and rock type metrics alone are not enough to explain the observed spatial distribution of earthflows. Instead, we hypothesize that earthflows cluster near the creeping San Andreas fault because of a fault-induced zone of reduced bulk-rock strength that increases hillslope susceptibility to failure. In addition, similar lithology, topography, and climate exist north of the creeping section of the fault, yet earthflows there are rare. This may be due to large-magnitude earthquakes episodically triggering coseismic rapid landslides, which preferentially remove weak rock from the fault damage zone. Our analysis suggests that the necessary conditions for earthflow formation in central California include some combination of reduced rock strength, fine-grained sedimentary rock, threshold precipitation and relief, and possibly the absence of large-magnitude earthquakes. These conditions likely hold for earthflow development in other areas, and our work suggests that local variations in rock strength and seismicity, such as those associated with fault zones, need to be taken into account in order to accurately predict earthflow occurrence.
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The application of airborne lidar technology in landslide investigation and monitoring of Three Gorges Reservoir area [J].机载激光雷达技术在长江三峡工程库区滑坡灾害调查和监测中的应用研究 [J]. |
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The extraction of the near-field deformation features along the faulted zone based on PS-InSAR survey [J].基于PS-InSAR技术的断裂带近场变形特征提取 [J].
断裂带近场变形特征不仅对新构造研究、地震预测等具有重要意义，对于直接服务于工程也具有很强的实用性。以鲜水河断裂八美—道孚段为研究区，选用多期L波段的雷达数据，采用永久散射体干涉测量技术（PS-InSAR，Persistent Scatterer Inter？ferometric Synthetic Aperture Radar）进行了2007—2011年的变形测量，结合其他资料综合分析了断裂带近场复杂的变形规律：①断裂间震期变形以负值为主，速率南段大于北段，两侧LOS东向运动速率差有所区别，南西侧速率大于北东侧速率，远离断裂带速度差明显，靠近断裂带速度差小，反映了断裂的整体东向运动和左旋相对运动；②断裂带附近，PS（Persistent Scatterer）点变形以较小的负值和正值为主，反映了地表的抬升，所在位置主要为湿地、山脚地下水出露点、河岸沟壑，推测原因为气候变暖—冰川融化—地下水抬升使地表发生鼓胀变形，季节性冻胀导致的湿地趋势抬升增长，断裂带附近的破碎岩土体具有一定的膨胀性；③断裂带中古—八美段表现出大范围的升高变形为断裂在近场的逆冲抬升作用，以及宽大韧性剪切带的存在以此来吸收协调鲜水河断裂的整体变形；④在斜坡带上高变形PS“点团”，反映了斜坡的重力变形作用，尤其在道孚—松林口段、乾宁盆地—龙灯坝段非常显著，体现了活动断裂带的地质灾害效应；⑤PS-InSAR高精度观测结果表明，活动断裂的变形是复杂的，在不同时期、不同分段、不同构造部位变形量和变形范围具有较大差异，不能简单考虑以断裂带为界的整体平移或升降。
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An improved CR-InSAR technology used for deformation monitoring in Jiaju landslide, Sichuan [J].改进的CR-InSAR技术用于四川甲居滑坡形变监测 [J].
采用一种改进的基于相位相干性的非线性人工角反射器InSAR解算算法，不仅能有效地避免相位解缠误差，而且对于大尺度形变梯度具有较强的探测能力。将该方法用于四川丹巴县甲居滑坡形变监测试验，获取了位于甲居滑坡上角反射器的形变结果。通过与小基线集InSAR算法以及基于解缠相位的CR-InSAR算法结果比较，该方法更能准确获取非线性形变时间序列结果，合理地揭示了甲居滑坡明显的形变特征。
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Case studies of high-sensitivity monitoring of natural and engineered slopes [J].
High-sensitivity monitoring solutions are crucial for early warning systems of earth structures. In this paper, we discuss the design and implementation of such systems for natural and engineered slopes using two case studies. At the Gradenbach Observatory, one key element of the monitoring system is a large fiber optic strain rosette embedded in the slope. We demonstrate that the strain rosette can depict landslide deformations much earlier than geodetic sensors like GPS or total stations and is therefore well suitable for an early warning system. In a second application we report the construction of a reinforced earth structure using geogrids. A distributed fiber optic measurement system was installed to measure the current operating grade of the geogrids within the earth structure. About 2 km of Brillouin sensing cables were installed in the project area. It is demonstrated that the developed monitoring system is well suited for assessing the current state of health of reinforced earth structures.
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Fiber bragg grating sensing technology in landslide monitoring [J].光纤光栅传感技术在滑坡监测中的应用 [J].
设计了一种应用于滑坡监测的光纤布拉格光栅传感系统,利用光纤光 栅反射波长与应力具有良好线性关系的特性,在滑坡体变形的不安全点安装FBG传感器,获得应变信息,实现对滑坡的监测.在理论分析的基础上,对纯弯曲梁进 行了应变测量实验.实验结果与理论分析一致,表明系统具有很好的可靠性和灵敏度.
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Application of TLS technique to landslide monitoring: Summarization and prospect [J].TLS技术及其在滑坡监测中的应用进展 [J].
为总结地面激光扫描（terrestrial laser scanning，TLS）技术的应用特点及关键问题，强调TLS技术在滑坡监测应用中的重要性及优势，介绍了TLS技术的原理和数据处理方法，回顾了TLS技术在国内外滑坡监测领域的应用历史和现状，并将应用进行了分类；总结了TLS技术及其在滑坡监测应用中的关键问题，对该技术的未来发展进行了展望。分析认为，虽然TLS技术还未成为滑坡监测中的常规手段，但毋庸置疑，该技术已为滑坡调查与监测开辟了一条新的途径。
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Distributed optical fiber monitoring technologies of geological and geotechnical engineering and its development [J].地质与岩土工程分布式光纤监测技术及其发展 [J].
本文分析了地质和岩土工程监测的特点和常规监测技术方法的不足,定义了分布式监测的内涵,介绍了光纤传感(FOS)监测技术的类型,重点阐述了分布式FOS技术的特点、种类和国内外的进展,最后提出了今后需要进一步研发的关键技术课题。
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Landslide monitor technique based on TDR [J].时间域反射法用于滑坡监测的试验研究 [J].
依据时间域反射测试技术(TDR)的基本原理,提出了TDR技术在滑坡监测中的野外工作方法。为了更好地了解电缆的变化规律,进行了室内试验。结合实际应用,给出了TDR监测滑坡的野外应用实例。通过对室内模拟试验和野外应用试验数据的分析、对比,讨论了TDR监测滑坡的实际应用效果和有效性。研究结果表明,与传统的滑坡监测方法相比较,TDR用于滑坡监测的技术方法比较新颖,具有节省时间、成本低廉、定位准确等特点。由此可见,TDR用于滑坡监测,能够实现快速、实时、连续监测。
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Development of deep landslide displacement monitoring instrument with the function of torsion direction measurement [J].具有测量扭转方位的滑坡深部位移监测仪器研制 [J].
A deep landslide displacement monitoring instrument with the function of torsion direction measurement is developed for the monitoring and warning of landslide geological hazards y the sensor with torsion direction measurement and deep displacement and data acquisition, the whole process of landslide can be monitored to study the change process and regularity of torsion directions and deep displacement of landslide body before and after the sudden sliding. In this paper, auto-monitoring and wireless Internet technologies are also studied to realize real-time monitoring of landslide torsion direction and deep displacement for whole process, which will promote the technical progress for landslide geological hazard monitoring.
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