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滑坡二次灾害三角面积比预警方法及其预警阈值确定

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成都理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：邵玮玺肖先煊成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室

西南山区地质环境条件复杂，滑坡地质灾害频发，首次滑坡后的救援现场可能发生滑坡二次灾害，给应急抢险救援带来新的挑战。现有预警预报常出现延报、漏报及错报等问题，构建更可靠、更精准的预警方法是有效应急防灾减灾的重要出路。论... 详细信息

西南山区地质环境条件复杂，滑坡地质灾害频发，首次滑坡后的救援现场可能发生滑坡二次灾害，给应急抢险救援带来新的挑战。现有预警预报常出现延报、漏报及错报等问题，构建更可靠、更精准的预警方法是有效应急防灾减灾的重要出路。论文基于滑坡位移-时间曲线三阶段演化规律，建立了滑坡二次灾害三角面积比（Φ）预警方法。该方法依据各变形演化阶段曲线特征，提出了不同阶段的三角面积比计算公式并初步确定了其预警阈值：Φ1，变形加剧阶段。在此基础上，以四川省普格县白水河滑坡二次灾害为例，在对地基合成孔径雷达（GBSAR）和小基线集干涉合成孔径雷达（SBAS-InSAR）位移-时间曲线提取基础上，研究了传统预警指标（包括变形速率V、累积加速度a、改进切线角α’）与预警阶段的对应关系，将利用三角面积比计算公式所得数值依照传统指标预警阈值划分标准进行了分析，变形加剧阶段可分为3个亚阶段，对应的三角面积比预警阈值为：①缓慢加剧阶段，11.4。研究认为，三角面积比预警阈值与传统预警阈值相结合可实现更为准确的预警预报。这为滑坡二次灾害监测预警预报提供新思路。

关键词：滑坡二次灾害 GBSAR SBAS-InSAR 预警指标三角面积比

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水位下降诱发覆盖型岩溶塌陷发育机理

中国岩溶 2024年第2期43卷 406-420页

作者：李京天朱凯肖先煊尹艳刘皓许模何志攀成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 曲靖市车马碧水库工程建设管理局云南曲靖655099 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司云南昆明650041

岩溶塌陷是岩溶区主要的地质灾害类型,具有突发性和隐蔽性的特征,给当地人们的生命财产安全造成威胁。文章以曲靖市马龙区东侧岩溶塌陷为研究对象,以多元结构盖层的地面塌陷为例,在室内构建了与原型相符的地质物理模型,开展两种典型工... 详细信息

岩溶塌陷是岩溶区主要的地质灾害类型,具有突发性和隐蔽性的特征,给当地人们的生命财产安全造成威胁。文章以曲靖市马龙区东侧岩溶塌陷为研究对象,以多元结构盖层的地面塌陷为例,在室内构建了与原型相符的地质物理模型,开展两种典型工况下的地下水位下降触发岩溶塌陷试验。基于试验数据分析,提出此类型盖层的致塌机理,并分析透-阻-透型塌陷变形演化特征。研究表明:(1)地下水位下降导致盖层和溶洞中均出现负压带,盖层内的孔隙水压力和溶洞中的真空压强会随着排水波动增长至峰值,地下水位降速越大,压强的增长速率和峰值就越大;(2)根据压强和盖层形变量随时间的演化特征,可将塌陷演化过程分为土洞发育阶段、土洞扩张阶段和盖层失稳塌陷3个阶段;(3)马龙区的水位降速达到0.1 cm·min^(-1)(1.44 m·d^(-1))时,所产生的真空压强能提供足够大的真空吸蚀力,联合渗透压力可导致覆盖层塌陷。研究结果可为马龙区岩溶塌陷灾害的防治减灾及其塌陷预警预报提供参考。

关键词：岩溶塌陷模型试验多元结构地下水位下降致塌机理

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水库滑坡变形特征的模型试验研究

水文地质工程地质 2014年第5期41卷 107-112页

作者：肖先煊许模成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

在库水位的反复变动下,水库滑坡表现出来的阶段性变形特征往往是预警预报的现实依据。以三峡库区簸箕石滑坡为例,在充分认识其地质原型基础上,开展了滑坡岩土物理力学试验。根据相似理论合理选择相似材料,并建立室内滑坡地质力学模型,... 详细信息

在库水位的反复变动下,水库滑坡表现出来的阶段性变形特征往往是预警预报的现实依据。以三峡库区簸箕石滑坡为例,在充分认识其地质原型基础上,开展了滑坡岩土物理力学试验。根据相似理论合理选择相似材料,并建立室内滑坡地质力学模型,设计符合原型地质环境条件的两个过程,对滑坡变形特征进行定量研究。结果表明:该滑坡的变形破坏具有突发性,前缘先出现变形,中后缘同时失稳。变形速率有先增大后逐渐减缓的规律,无明显征兆。

关键词：簸箕石滑坡水库滑坡物理模拟降雨变形特征

三峡库区塘角村1号滑坡模拟试验及预报判据研究

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三峡库区塘角村1号滑坡模拟试验及预报判据研究

作者：肖先煊成都理工大学

学位级别：硕士

随着水利水电工程的建设,水库不断增多。水库由于蓄水、库水位调度等将引发水库周边一系列的地质灾害。而滑坡是一种典型的地质灾害之一。滑坡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... 详细信息

随着水利水电工程的建设,水库不断增多。水库由于蓄水、库水位调度等将引发水库周边一系列的地质灾害。而滑坡是一种典型的地质灾害之一。滑坡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小滑坡灾害的重要手段,而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。本文以三峡库区塘角村1号滑坡为例,对其失稳判据进行研究。塘角村1号滑坡属松散堆积型滑坡,随着三峡库水位的大幅抬高,滑坡体局部出现裂缝,处于潜在不稳定状态。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失稳的主要因素。为研究该滑坡的稳定性,采用GEO-SLOPE二维数值模拟软件中的SEEP/W、SLOPE/W及SIGMA/W模块研究了滑体中浸润线随水库蓄水、库水位下降、降雨等条件下的变化规律,并依据浸润线计算结果采用极限平衡法对滑坡稳定性进行分析计算与综合评价,得出该滑坡在暴雨状态下结合库水位下降过程滑坡稳定性最差。同时,本文还采用物理模拟试验手段对该滑坡进行了水库蓄水、库水位下降、降雨等条件下滑坡体变形特征进行研究,得出当滑坡在暴雨状态下库水位从162m下降到145m和暴雨状态下库水位175m下降到145m滑坡稳定性最差,易于发生塌岸破坏。最后,将物理模拟结论与二维数值模拟结论结合,总结出塘角村1号滑坡的临滑时间预报判据主要有滑坡体前缘岩土体变形速率、滑面测压水头高度、后槽水位高程、暴雨雨强及历时。

关键词：滑坡物理模拟数值模拟稳定性评价预报判据

滇中高原岩溶关键带典型含水系统水化学特征及成因分析

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地质科技通报 2022年第5期41卷 347-356页

作者：黄靖宇许模许汉华刘文连杨艳娜唐一格肖先煊成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司昆明650051

岩溶关键带水文地球化学过程的研究对于科学认识其内部的演化环境与结构特征具有重要意义。岩溶水是水-岩作用后主要的信息载体,定量分析其水化学特征及成因是揭示岩溶关键带含水系统介质环境与水动力条件的有效手段。以滇中高原岩溶关... 详细信息

岩溶关键带水文地球化学过程的研究对于科学认识其内部的演化环境与结构特征具有重要意义。岩溶水是水-岩作用后主要的信息载体,定量分析其水化学特征及成因是揭示岩溶关键带含水系统介质环境与水动力条件的有效手段。以滇中高原岩溶关键带3个典型岩溶含水系统为研究对象,通过对不同含水系统出露的岩溶泉进行野外采样与室内测试,综合采用数理统计分析、水化学图解、离子比例系数与水文地球化学模拟等方法,深入剖析了各含水系统岩溶水水化学组分特征、成因作用和含水层介质特性,并对关键带中水循环与水化学的内在联系及规律进行了探讨。结果表明:①HCO-_(3)、Ca^(2+)是各含水系统岩溶水中含量最高且来源稳定的离子组分,Mg^(2+)是控制各含水系统水化学类型异化的关键因素;②碳酸盐岩类的岩石风化、矿物溶解是各含水系统内岩溶水化学组分特征的主要成因作用,岩溶水对华宁水系统含水层的溶蚀作用仍在发生,阳离子吸附交替与硅酸盐岩类的风化溶解是区域岩溶水中Na^(+)、K^(+)的重要来源;③区域岩溶的发育强度、岩溶含水层的出露条件及含水介质岩性与连通性共同塑造了滇中高原岩溶关键带不同含水系统地下水化学特性。研究成果丰富了对滇中高原岩溶关键带水文地球化学过程的认识,为区域岩溶水资源的开发、利用与保护提供基于水化学的证据支撑。

关键词：岩溶关键带含水系统水-岩作用水化学成因滇中高原

车马碧引水隧洞近场区水文地球化学特征及成因浅析

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四川地质学报 2023年第4期43卷 638-647页

作者：黄静肖先煊许模李兆峰成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

地下水水文地球化学特征及其成因的认识可为地下水环境及饮用水安全提供重要依据。本文以车马碧水库引水隧洞近场区为研究对象,在现场水文地质调查和分析基础上,选取33组水样进行水化学测试,并从中抽取22组水样进行氢氧同位素测定。利用... 详细信息

地下水水文地球化学特征及其成因的认识可为地下水环境及饮用水安全提供重要依据。本文以车马碧水库引水隧洞近场区为研究对象,在现场水文地质调查和分析基础上,选取33组水样进行水化学测试,并从中抽取22组水样进行氢氧同位素测定。利用Piper三线图、Gibbs模型图、离子比例分析和因子分析等方法,确定研究区地下水离子组分来源。结果表明:大气降水是研究区内地下水的主要补给来源。地下水和地表水受含水层岩性影响,主要水化学类型分别为HCO_(3)-Ca·Mg型、HCO_(3)-Ca型;支洞水由于受人类活动影响较大,阴离子由HCO_(3)-型变为SO_(4)^(2-)型。水-岩作用在各离子来源中占主导作用,K^(+)+Na^(+)和Cl^(-)主要来源于盐岩和硅酸盐的溶解作用,Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_(3)-、SO_(4)^(2-)主要来源于碳酸盐岩中方解石、白云石和盐岩中石膏的溶解。阳离子交替吸附作用在阳离子演化过程中具有重要作用。碳酸盐、硅酸盐和盐岩、大气降水对研究区内水体的化学组分的贡献率分别为44.44%、15.41%、40.17%。这为研究区地下水环境和饮用水安全提供了重要参考。

关键词：马龙区水文地球化学特征岩溶地下水水-岩作用地下水化学成因机制

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水文地质实验装置的研制及应用

实验室研究与探索 2011年第3期30卷 209-212页

作者：虞修竟蔡国军付小敏肖先煊成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室地质工程国家级实验教学示范中心

水文地质学是一门实践性很强的学科,但由于受客观条件限制,目前很难开展野外现场实习,因此,有必要加强实验室实践,以弥补现场实习的不足。水文地质实验室在学校有关部门支持下,设计制作了10余种,30余台(套)新型仪器设备,并在此基础上,... 详细信息

水文地质学是一门实践性很强的学科,但由于受客观条件限制,目前很难开展野外现场实习,因此,有必要加强实验室实践,以弥补现场实习的不足。水文地质实验室在学校有关部门支持下,设计制作了10余种,30余台(套)新型仪器设备,并在此基础上,开发、创新了一些新的实验内容。使理论教学更形象,其质量大大提高,通过实践,深受上课教师、学生及兄弟院校同行的好评。更重要的收获是锻炼和提高了实验教学队伍教学能力,具备了研制开发水文地质教学、科研仪器能力,加快了实验室建设进度,为完善实验教学体系开辟了一条新路。

关键词：地下水实验装置水力学同位素水文地质

顺层缓倾型水库滑坡稳定性物理模拟试验研究——以向家坪滑坡为例

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工程地质学报 2018年第3期26卷 694-702页

作者：杜锋许模肖先煊甯娜地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059 四川省环科源科技有限公司成都610041

深入研究顺层缓倾型水库滑坡的变形破坏规律、影响因素以及失稳条件,以三峡库区向家坪滑坡为典型实例,基于相似理论建立地质物理模型,考虑水位升降、降雨(含汛期)等诱发因素,通过监测滑坡模型的位移、土压力及孔隙水压力的时空演化规律... 详细信息

深入研究顺层缓倾型水库滑坡的变形破坏规律、影响因素以及失稳条件,以三峡库区向家坪滑坡为典型实例,基于相似理论建立地质物理模型,考虑水位升降、降雨(含汛期)等诱发因素,通过监测滑坡模型的位移、土压力及孔隙水压力的时空演化规律,掌握滑坡的变形特征和规律。结果表明:库水位上升,坡体前缘不断被浸没,致使土体结构松散,前缘发生滑移式滑塌;库水位下降,其位移、土压力和孔隙水压力在坡体中部和后缘均无变化,但前缘破坏范围扩大,延伸至中部;库水位的独立变动仅影响下伏滑床水位,但当其与后缘的基岩裂隙水耦合作用时,可改变滑床的承压水头;汛期降雨较小,对滑坡稳定性影响不大,仅土压力和孔隙水压有小幅度的变化,没有位移变形;在暴雨作用下,中部和后缘先后发生变形,土体应力累积和释放。库水位下降时,强降雨将改变坡体原始应力状态,坡体产生微小变形;在极端条件下向家坪滑坡发生滑动的可能性较大,库水位的下降、暴雨和后缘水位相互耦合作用导致坡体变形破坏。研究结果可为库区地质灾害防治和减灾提供科学依据。

关键词：库水位升降降雨模型试验向家坪滑坡稳定性

车马碧引水隧洞近场区岩溶塌陷发育特征及成因机制

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地质灾害与环境保护 2023年第1期34卷 8-18页

作者：胡志林肖先煊许模李兆峰成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

近年来,兴建调水工程是保障缺水区人们生产和生活的重要民生工程,但引水隧洞穿越可溶岩地区时,可能导致地表地质灾害频发。文章以车马碧水库引水隧洞近场区岩溶塌陷为研究对象,在充分认识其地质背景的前提下,总结其分布规律和发育特征,... 详细信息

近年来,兴建调水工程是保障缺水区人们生产和生活的重要民生工程,但引水隧洞穿越可溶岩地区时,可能导致地表地质灾害频发。文章以车马碧水库引水隧洞近场区岩溶塌陷为研究对象,在充分认识其地质背景的前提下,总结其分布规律和发育特征,基于统计与调查分析相结合的方法探讨其成因机制,进而提出切实可行的防治措施。研究表明:区内岩溶塌陷多集中分布于岩溶地下水降落漏斗及其影响范围内,且多发生于地表河流两岸;受地层展布和岩性控制,塌陷多分布在以可溶岩为基座的第四系覆盖层中,呈条带状分布;塌陷多分布于断裂构造附近;分析认为,区内塌陷主要受引水隧洞施工排水以及降雨的影响;可据研究区塌陷的触发条件划分成两种主要的塌陷成因类型:即疏干排水前期突涌型塌陷和疏干排水中后期降雨型塌陷,其中疏干排水前期突涌型塌陷主控因素为潜蚀和真空吸蚀作用;疏干排水中后期主控因素为降雨引起的渗压效应。

关键词：岩溶塌陷引水隧洞疏干排水发育特征成因机制