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2024年4月广东韶关江湾镇极端降雨诱发群发性滑坡初步分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第8期49卷 1264-1274页

作者：许强徐繁树蒲川豪李为乐范宣梅董秀军王晓晨李志刚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

2024年4月中下旬,广东省韶关市发生极端强降雨事件,在韶关江湾镇地区诱发大量滑坡灾害,造成部分地区持续断联近36 h,引起了社会的广泛关注。快速准确地查明滑坡基本特征、发育分布规律及形成条件对于灾害应急决策和风险隐患排除处置至... 详细信息

2024年4月中下旬,广东省韶关市发生极端强降雨事件,在韶关江湾镇地区诱发大量滑坡灾害,造成部分地区持续断联近36 h,引起了社会的广泛关注。快速准确地查明滑坡基本特征、发育分布规律及形成条件对于灾害应急决策和风险隐患排除处置至关重要。利用灾后的光学遥感影像并结合深度学习模型,对韶关江湾镇降雨诱发滑坡进行了快速智能识别与人工校核,共解译出1192处滑坡,总面积约3.14 km^(2)。滑坡规模以中小型滑坡为主,主要沿河流呈北东-南西向聚集带状分布,群发性效应显著。空间统计分析表明,滑坡主要分布在200~300 m高程范围内、坡度为10°~30°的凹坡上。进一步使用随机森林模型与SHAP理论对滑坡的地貌主控因子进行量化分析,发现不同地形地貌因子对滑坡形成均有不同程度的非线性影响,高程、坡度和汇水条件等多因素耦合作用共同控制了滑坡的形成。该研究突出了基于深度学习的智能识别与分析技术在滑坡灾害应急调查与形成条件分析中的巨大优势,可为灾害损失快速评估和风险隐患排查提供重要技术支撑。

关键词：极端降雨群发性滑坡智能识别分布规律形成条件

粗粒土力学特性的大型三轴试验及离散元—有限元耦合模拟

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成都理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 291-302页

作者：刘重宏巨能攀周新许烈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

本文旨在探究粗粒土的力学特性,并揭示细观力学组构与宏观变形特征之间的内在关系。综合室内大型三轴试验及离散元—有限元耦合技术,建立还原大粒径块石含量及形状的粗粒土三维数值模型,基于柔性围压加载,考虑Rigid Block刚性块优化块... 详细信息

本文旨在探究粗粒土的力学特性,并揭示细观力学组构与宏观变形特征之间的内在关系。综合室内大型三轴试验及离散元—有限元耦合技术,建立还原大粒径块石含量及形状的粗粒土三维数值模型,基于柔性围压加载,考虑Rigid Block刚性块优化块石的细观模型,采用PFC程序对粗粒土试样开展了大型三轴试验数值模拟研究,分析粗粒土试样的宏观变形特征及细观力学组构特性。试验研究表明:该试样呈现出应变强化效应,在围压柔性加载下,试样侧向鼓胀变形,试样中部发育“X”形剪切带,竖直方向接触力链逐渐加强,呈现贯通趋势。结合宏观变形特征和细观力学组构综合分析,发现试样在竖直方向由压缩引发的变形程度较试样径向方向由剪切破坏所引发的变形程度更为显著,且竖直各向异性变化程度大于水平各向异性变化程度,这表明细观力学组构与宏观变形特征的变化趋势具有明显的一致性。

关键词：三轴试验粗粒土离散元—有限元耦合细观组构

双排桩最优排距确定及桩间土压力计算方法研究

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水文地质工程地质 2024年

作者：汤科赵华唐雪峰程儒凇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) 自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室(福建省地质灾害重点实验室)

无连梁双排桩由于其复杂的受力特性和桩间土压力模型不统一导致较难应用于实际工程。为了深入了解双排桩的受力特性和快速的计算出桩间土压力，运用GEO5数值模拟软件研究桩排距对桩身受力的影响；同时，基于刚体极限平衡理论提出了一种... 详细信息

无连梁双排桩由于其复杂的受力特性和桩间土压力模型不统一导致较难应用于实际工程。为了深入了解双排桩的受力特性和快速的计算出桩间土压力，运用GEO5数值模拟软件研究桩排距对桩身受力的影响；同时，基于刚体极限平衡理论提出了一种简便计算桩间土压力的新方法，即通过先求出前后排桩各自的剩余下滑力，再分别去除前（后）排桩，进而利用求解余下单排桩的剩余下滑力来辅助计算双排桩桩间土压力。结果表明：（1）当桩排距在2b～6b（b为桩截面短边长）时，前后排桩剩余下滑力几乎相等，但前后排桩最大内力差值却逐渐增大；（2）随着桩排距的增加，双排桩的推力之和呈现先增大后减小的趋势，但前排桩桩后推力几乎不变，这主要是由于后排桩桩后推力的变化所引起的，双排桩的最优排距应在2b～4b之间；（3）当桩排距在2b～6b时，双排桩中前排桩桩后推力等于同位置单排桩桩后推力和桩前抗力之和的一半；后排桩桩前抗力等于同位置单排桩桩后推力和桩前抗力之和的一半，最大误差也仅为0.07%；（4）通过与原方案及已有学者的研究成果对比分析，其结果与前人研究成果基本吻合，验证了本文计算方法的可靠性。研究结果对于快速确定双排桩的最优排距及桩间土压力的计算具有重要的参考价值。

关键词：无连梁双排桩二元边坡刚体极限法最优桩排距桩间土压力

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富磷废弃钙基生物炭对水体中铅的去除

环境科学 2024年第2期45卷 862-872页

作者：刘天吕思璐杜兴国程敏谢燕华成都理工大学生态环境学院成都610059 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

基于磷酸盐和碳酸盐对铅的高亲和特性,将蛋壳与厨余垃圾煅烧制备的含钙生物炭除磷后(ES-BC/P),用于水体中铅的去除.结果表明,ES-BC/P在较优的投加量下对不同浓度的铅(1~100 mg·L^(-1))均具有较好的去除性能,去除效率均高于99%,且反应... 详细信息

基于磷酸盐和碳酸盐对铅的高亲和特性,将蛋壳与厨余垃圾煅烧制备的含钙生物炭除磷后(ES-BC/P),用于水体中铅的去除.结果表明,ES-BC/P在较优的投加量下对不同浓度的铅(1~100 mg·L^(-1))均具有较好的去除性能,去除效率均高于99%,且反应后磷的释放量较低;ES-BC/P偏碱性,因含铅污染液呈弱酸性,ES-BC/P加入后无需调节体系的pH值即可达到较好的去除效果;反应动力学及等温线实验表明,ES-BC/P除铅主要为单层化学吸附,最大吸附容量为493.12 mg·g^(-1)(318 K);表征分析结果表明,铅主要通过与ES-BC/P中的Ca-P化合物和CaCO_(3)进行反应,Pb^(2+)可与Ca^(2+)发生交换作用,形成Pb_(5)(PO_(4))_(3)OH、Pb_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2)、PbCO_(3)和Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2)等沉淀而被去除.综上所述,除磷后的ES-BC材料可实现水体中铅的高效去除,从而实现废弃物的资源化利用.

关键词：生物炭碳酸钙磷酸盐除铅资源化

基于模型试验的崩塌撞击碎裂地震动信号特征分析

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工程地质学报 2024年

作者：王长阔黄健黄湘曾探黄祥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

崩塌作为一种山区常见地质灾害类型，具有显著隐蔽性、突发性及灾难性特征，实时监测与动力学过程的量化分析较困难。地震动信号可间接反应出高位崩塌坡面撞击碎裂过程的地震动能强弱特征，进而反演崩塌运动过程。本文通过开展高位崩塌... 详细信息

崩塌作为一种山区常见地质灾害类型，具有显著隐蔽性、突发性及灾难性特征，实时监测与动力学过程的量化分析较困难。地震动信号可间接反应出高位崩塌坡面撞击碎裂过程的地震动能强弱特征，进而反演崩塌运动过程。本文通过开展高位崩塌坡面撞击碎裂过程物理模型试验，采集了地震动信号，研究其与坠落高度、方量及碎裂程度的量化关系。结果表明：（1）随崩塌坠落高度或方量的增加，阿里亚斯强度越大，即撞击产生的地震动信号的能量越强。（2）堆积体最远运动距离与覆盖面积与阿里亚斯强度成正比关系，地震动信号能量越强，堆积体最远运动距离越大，覆盖面积越广。（3）崩塌碎裂度是影响堆积体最远运动距离与覆盖面积的关键指标，通过对比分析碎裂度、地震动信号能量及动力学参数之间的关系，得到阿里亚斯强度越大，崩塌碎裂度越大，同样运动距离越远，覆盖面积越大。上述研究可为山区高位崩塌灾害的监测预警提供一种新思路。

关键词：高位崩塌模型试验地震动信号碎裂度

香根草生物炭负载纳米零价铁去除Cr(Ⅵ)的吸附-还原-共沉淀机理

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环境科学学报 2024年第7期44卷 116-126页

作者：于亚慧吴斌郭舒雅李佳成都理工大学生态环境学院地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

热解炭化是重金属富集植物后处理的一种有效途径.本研究以富集重金属后的植物香根草(Chrysopogon zizanioides)为原料,在不同温度下(300、400、500和700℃)裂解制备生物炭(HBC)用于负载纳米零价铁合成复合材料(HBC/nZVI),并探究其物化... 详细信息

热解炭化是重金属富集植物后处理的一种有效途径.本研究以富集重金属后的植物香根草(Chrysopogon zizanioides)为原料,在不同温度下(300、400、500和700℃)裂解制备生物炭(HBC)用于负载纳米零价铁合成复合材料(HBC/nZVI),并探究其物化特征和去除Cr(Ⅵ)的效果与机理.结果表明:在400℃下热解所得生物炭(HBC400)比热解温度在300、500和700℃时生成的生物炭展现出更好的孔隙度和形态结构,HBC400有效地抑制了纳米Fe0粒子的团聚.修复实验表明,HBC400/nZVI对Cr(Ⅵ)的去除率最高,当初始Cr(Ⅵ)浓度为50 mg·L^(-1)、pH=3和投加量为1.0 g·L^(-1)时,HBC400/nZVI对于Cr(Ⅵ)的去除率达到98.9%,吸附过程高度符合准二级动力学方程.FTIR和XPS等结果表明HBC400/nZVI主要通过吸附、还原和共沉淀过程去除Cr(Ⅵ).含氧官能团将Cr(Ⅵ)吸附在HBC400/nZVI表面后,Cr(Ⅵ)被Fe0粒子还原为Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)会发生共沉淀以CrxFe1-x(OH)3和Fe(OH)3-Cr(OH)3形式附着于HBC400/nZVI表面.同时,整个反应过程中,生物炭中的Cd和Pb等金属离子未析出.本研究表明HBC/nZVI可安全用于处理Cr(Ⅵ)污染水体.

关键词：生物炭纳米零价铁六价铬去除机制

无连梁双排抗滑桩与单排抗滑桩水平推桩模型试验对比研究

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水文地质工程地质 2024年

作者：汤科郑达程儒凇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)

在大型滑坡防治工程设计中，采用何种形式的抗滑桩进行支护是一个关键问题。为了研究双排抗滑桩与单排抗滑桩加固边坡的效果，通过大型物理模拟模型开展了无连梁双排桩与单排桩水平推桩的对比试验，并深入分析了坡体破坏模式及桩体受力... 详细信息

在大型滑坡防治工程设计中，采用何种形式的抗滑桩进行支护是一个关键问题。为了研究双排抗滑桩与单排抗滑桩加固边坡的效果，通过大型物理模拟模型开展了无连梁双排桩与单排桩水平推桩的对比试验，并深入分析了坡体破坏模式及桩体受力特性方面的差异。结果表明：坡体破坏时，单排桩在桩间前后出现土拱效应，而双排桩却因为绕流的原因形成了“八”字形裂缝且后排桩还出现了挠曲现象。无论是单排桩还是双排桩，其桩顶位移曲线都展现了压密变形、弹性变形、加速变形和塑性破坏四个阶段特征，在加速变形阶段，后排桩桩顶位移大约是前排桩的2倍，单排桩桩顶位移大约是同桩位前排桩的1.5倍，受到“遮挡效应”的影响，双排桩的抗滑效果比单排桩好15%左右；而桩侧土压力均沿着桩身大致呈三角形—梯形的分布，并且桩后土压力都大于桩前土压力；在桩身弯矩方面，二者均呈现出类似于抛物线的分布趋势，并且在靠近滑面处（滑面之上7 cm）弯矩最大。此外，在水平推力相同的情况下，后排桩的弯矩最大，其次是单排桩，前排桩弯矩最小。由于后排桩的存在使得前排桩的最大弯矩比单排桩降低了27%左右，从而提高了抗滑桩的抗滑效果。研究结果将为滑坡防治工程的设计和治理提供指导。

关键词：无连梁双排抗滑桩水平推桩受力特性破坏模式对比试验

甘肃积石山6.2级地震触发青海中川乡液化型滑坡-泥流特征与成因机理

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武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：许强彭大雷范宣梅董秀军张晓超王欣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

2023年12月18日甘肃积石山县6.2级地震在青海省海东市民和县中川乡金田村和草滩村触发了一起典型地震液化型滑坡-泥流，致使大量房屋被厚达数米的淤泥包围掩埋，因其表现出显著的突发性和超强的流动性，曾被误认为“砂涌”。通过现场调... 详细信息

2023年12月18日甘肃积石山县6.2级地震在青海省海东市民和县中川乡金田村和草滩村触发了一起典型地震液化型滑坡-泥流，致使大量房屋被厚达数米的淤泥包围掩埋，因其表现出显著的突发性和超强的流动性，曾被误认为“砂涌”。通过现场调查和遥感解译分析，确认该地质灾害为地震触发的液化型滑坡-泥流，并探讨了其成因机理。结果表明：（1）此次灾害是地震过程中的振动荷载导致台塬底部饱水粉砂层（黄土层）液化，形成滑坡并转化为泥流，泥流沿沟谷流动到达村庄后漫流成灾，并不是传统意义上的就地“砂涌”；（2）滑源区在液化过程中具体表现为溃散性破坏和侧向扩离两种失稳模式；（3）地震触发土体液化多发生在具有明显应变软化特征的饱水颗粒材料（粉质黄土、细砂等）中。此类地质灾害发生具有突发性，失稳后往往呈流体状远程运动，易造成灾难性后果，应引起高度重视。

关键词：地震滑坡-泥流溃散性滑坡侧向扩离地震液化甘肃地震

四川康定姑咱“8·3”特大山洪泥石流发育特征及孕灾成因研究

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武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：常鸣许强王运生罗永红陈力张宁李宏杰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

2024-08-03，四川甘孜州康定市姑咱镇日地村突发特大山洪泥石流灾害，导致雅康高速公路康定至泸定段日地1号隧道至2号隧道之间的桥梁垮塌，当地村庄房屋被冲毁，造成23人失联，4人遇难。结合无人机航拍和现场调查等技术手段，对日地沟... 详细信息

2024-08-03，四川甘孜州康定市姑咱镇日地村突发特大山洪泥石流灾害，导致雅康高速公路康定至泸定段日地1号隧道至2号隧道之间的桥梁垮塌，当地村庄房屋被冲毁，造成23人失联，4人遇难。结合无人机航拍和现场调查等技术手段，对日地沟泥石流的发育特征进行了详细分析，初步探讨了此次泥石流的发生过程和成因机理，并对其关键运动特征参数进行了计算，进而采用FLO-2D模型对日地沟泥石流的动力演化过程进行了模拟分析，模拟结果Ω验证精度达到1.65。研究结果表明，流域内固有的陡峻地形、风化碎裂花岗岩体提供的丰富物源以及持续性降雨与冰雪消融耦合的极端气候共同诱发了本次特大山洪泥石流灾害。本次山洪泥石流携带的固体物源约为58×104m3，其中最大孤石直径达6 m，流速超过8 m/s，单个块体的冲击力超过500 kN，流通区的总冲击力可达百吨以上，具有极大的破坏力。该研究成果有助于提升西南山区山洪泥石流的应急处置和防灾减灾工作。

关键词：山洪泥石流灾害发育特征孕灾条件数值仿真应急抢险