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降雨作用下柏堡滑坡的地下水位变化及稳定性分析

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土工基础 2024年第2期38卷 225-228页

作者：赖雪梅易庆林安知利曾怀恩徐志华三峡大学湖北省地质灾害防治工程技术研究中心湖北宜昌443000 湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站(三峡大学) 湖北宜昌443000 湖北省水文地质工程地质勘察院有限公司湖北宜昌443000 三峡库区地质灾害教育部重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443000

为了降低滑坡灾害对人类生命财产造成严重破坏,需要研究滑坡现象及其稳定性。选取三峡库区柏堡滑坡作为研究对象,分析野外监测数据,使用Geo-Studio软件分别模拟了4种不同降雨类型的地下水位变化及稳定性情况,研究结果表明:该坡体物质组... 详细信息

为了降低滑坡灾害对人类生命财产造成严重破坏,需要研究滑坡现象及其稳定性。选取三峡库区柏堡滑坡作为研究对象,分析野外监测数据,使用Geo-Studio软件分别模拟了4种不同降雨类型的地下水位变化及稳定性情况,研究结果表明:该坡体物质组成有利于降雨入渗,2020年7月初发生的持续降雨是导致坡体发生滑动的直接因素;由对现场采样的试验数据所得的内摩擦角及粘聚力等参数分析确定,柏堡滑坡10 d前期降雨为峰值型降雨类型时地下水位上升最高,安全系数下降最快,并将进一步提高滑坡失稳的概率,研究成果可为后续该类滑坡的理论认知与防治提供参考。

关键词：滑坡 Geo-Studio 稳定性分析安全系数

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干湿循环下溶隙灰岩单轴压缩损伤破裂特征

长江科学院院报 2024年第2期41卷 105-114,122页

作者：王桂林任甲山曹天赐杨证钦王润秋罗广东重庆大学土木工程学院重庆400045 库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心(重庆) 重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

为研究干湿循环对溶隙灰岩损伤破坏特征的影响,制备裂隙状、椭圆状、蘑菇状和类哑铃状溶隙灰岩试样,开展单轴压缩试验并辅以数字图像相关方法(DIC)和声发射技术进行监测,分析0、3、6、10次干湿循环下溶隙灰岩的损伤特性和变形破裂特征... 详细信息

为研究干湿循环对溶隙灰岩损伤破坏特征的影响,制备裂隙状、椭圆状、蘑菇状和类哑铃状溶隙灰岩试样,开展单轴压缩试验并辅以数字图像相关方法(DIC)和声发射技术进行监测,分析0、3、6、10次干湿循环下溶隙灰岩的损伤特性和变形破裂特征。结果表明:①基于峰值强度定义干湿循环和溶隙形状损伤度,干湿循环损伤度与循环次数和水-岩接触面积成正比,溶隙形状损伤度在干湿循环过程中为33.31%~64.86%;耦合损伤度合理表达了二者的耦合关系。②干湿循环作用下溶隙灰岩由拉伸破坏转变为以拉伸破坏为主的拉剪混合破坏,表面应变局部化带过渡到“延性”扩展;而溶隙形状对试样破坏有优势导向作用。③干湿循环导致岩样声发射累积振铃计数减小,裂纹起裂应力σci及裂纹损伤应力σcd也逐步降低。研究成果可以为三峡库区溶隙灰岩的破坏机理分析提供科学依据。

关键词：溶隙灰岩破裂演化力学损伤干湿循环单轴压缩数字图像相关方法破坏机理

溶解性有机碳耦合营养状态解析河流CO_(2)动态及驱动因素

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湖泊科学 2024年第3期36卷 794-806页

作者：张羿王晗马永梅杜佳杰龙靖潇郎家锐倪茂飞贵州民族大学生态环境工程学院贵阳550025 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 贵州省工程地质灾害防治工程研究中心(贵州民族大学) 贵阳550025

为全面探索河流溶解性有机碳(DOC)与二氧化碳(CO_(2))动态及驱动因素的相关关系,以我国三峡库区河流——澎溪河为对象,于雨季和旱季采集表层水体水样,分别通过原位和室内测定,明确水文参数(水温、pH、碱度和流速)、DOC浓度和营养元素(总... 详细信息

为全面探索河流溶解性有机碳(DOC)与二氧化碳(CO_(2))动态及驱动因素的相关关系,以我国三峡库区河流——澎溪河为对象,于雨季和旱季采集表层水体水样,分别通过原位和室内测定,明确水文参数(水温、pH、碱度和流速)、DOC浓度和营养元素(总氮(TN)和总磷(TP))浓度,并计算水体CO_(2)分压(pCO_(2))、水—气界面CO_(2)交换通量和营养元素化学计量比(DOC:TN、DOC:TP和TN:TP)。以河流CO_(2)、DOC和营养状态动态变化为基础,通过对DOC、TN、TP、营养元素化学计量比和荧光峰(B、T、A、M、C、D和N)与河流pCO_(2)的多维分析建立及评估潜在的耦合关系,从而揭示特定区域河流CO_(2)的来源与驱动因素特征。结果显示,澎溪河水—气界面CO_(2)交换速率在3.75~22.9 m/d范围内,雨季((9.91±4.93)m/d)>旱季((6.69±4.30)m/(d),pCO_(2)在65.95~20642.41μatm范围内,F平均值为(629.4±1426.8)mmol/(m^(2)·d),河流总体表现为大气CO_(2)源。水体DOC总体在1.42~7.88 mg/L范围内,且旱季((4.50±0.17)mg/L)>雨季((2.87±0.18)mg/L),TN在0.176~1.917 mg/L范围内,旱季((1.205±0.353)mg/L)>雨季((0.665±0.306)mg/L),TP在0.0003~0.169 mg/L范围内。在该流域雨季,类酪氨酸、类色氨酸和土壤富里酸占比显著高于旱季,而类腐殖质、微生物衍生腐殖质和生物生产力占比显著低于旱季。旱季水体pCO_(2)与TP呈显著正相关,与营养元素化学计量比(TN:TP和DOC:TP)呈显著负相关,而雨季与生物生产力呈显著负相关,营养状态与pCO_(2)存在季节耦合关系。生物代谢过程是河流CO_(2)饱和的主要原因,而降雨能够促进这一内在联系。

关键词：三峡库区河流二氧化碳营养元素主成分分析荧光峰澎溪河

利用GEE云平台实现三峡库区滑坡危险性动态分析

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自然资源遥感 2024年第1期36卷 154-161页

作者：宋英旭邹昱嘉叶润青贺志霞王宁涛江西省地震局江西省防震减灾与工程地质灾害探测工程研究中心(东华理工大学) 南昌330013 东华理工大学信息工程学院南昌330013 中国地质调查局武汉地质调查中心(中南地质科技创新中心) 武汉430205

传统的遥感监测手段受限于数据的可用性以及计算性能,往往无法满足大区域的滑坡灾害监测研究。为此,该文利用谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云平台建立了三峡库区滑坡危险性动态评价模型,依托GEE云平台海量的存储数据和强大的算... 详细信息

传统的遥感监测手段受限于数据的可用性以及计算性能,往往无法满足大区域的滑坡灾害监测研究。为此,该文利用谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云平台建立了三峡库区滑坡危险性动态评价模型,依托GEE云平台海量的存储数据和强大的算力,实现了三峡库区的滑坡危险性动态评价。首先,采用坡度、坡向、归一化植被指数、归一化水体指数和地质构造等因子,通过加权的梯度提升决策树(weighted gradient boosting decision tree,WGBDT)模型生成了滑坡易发性分区图;然后,利用全球降雨测量(Global Precipitation Measurement,GPM)数据,研究三峡库区诱发滑坡的降雨阈值,建立了降雨分级标准,构建了联合降雨和滑坡易发性的滑坡危险性评价模型;最后,以三峡库区“8·31”降雨过程为研究对象,逐日生成三峡库区滑坡危险性分布图,得到了滑坡危险性的时空变化趋势。利用GEE提供的一系列的数据处理和分析工具,可以用来分析三峡库区滑坡地质灾害相关的数据,并提供滑坡危险性近实时的监测和预警信息,为政府部门防灾减灾政策的制定提供决策依据。

关键词：遥感滑坡降雨 Google Earth Engine(GEE) 三峡库区

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基于物理模型试验的库岸散粒体滑坡涌浪特性

工程科学与技术 2024年

作者：王珊珊张检召王东坡杨东旭袁蔚林欧阳朝军中国自然资源航空物探遥感中心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中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所

滑坡涌浪灾害具有历时短、地形条件复杂、规模大的特点，一直是国内外研究的重要地质和工程问题之一。本文以库岸滑坡失稳入水涌浪过程为研究对象，考虑水上滑坡与淹没滑坡两种情景，设计并开展了散粒体滑坡涌浪三维物理模型试验，量测... 详细信息

滑坡涌浪灾害具有历时短、地形条件复杂、规模大的特点，一直是国内外研究的重要地质和工程问题之一。本文以库岸滑坡失稳入水涌浪过程为研究对象，考虑水上滑坡与淹没滑坡两种情景，设计并开展了散粒体滑坡涌浪三维物理模型试验，量测了滑坡入水运动堆积过程及涌浪产生、传播过程特征，并进一步分析了沿滑坡运动方向传播的离岸波与沿河道上下游传播的侧向波波幅、传播规律特性等。结果表明：当滑坡从淹没工况到水上工况时，涌浪波幅最大值特征逐渐从波峰小于波谷转向波峰大于波谷。沿滑坡运动方向产生的涌浪波幅大于沿库岸传播的涌浪波幅，侧向波传播过程中波幅高度衰减程度小于离岸波。进一步分析发现在通常情况下涌浪沿河道上下游传播时，侧向波最大浪高为其首浪高度的2.5倍。针对散粒体滑坡其涌浪最大高度与散粒体质量呈正相关，与散粒体初始淹没率呈负相关；受滑坡体入水时相对厚度的影响，其涌浪最大高度与入水高差呈负相关。在此基础上，利用无量纲分析方法与多元非线性回归方法，推导了散粒体滑坡涌浪最大高度经验公式，最后采用提出的经验公式对三峡库区巫山红岩子滑坡与加拿大切哈利斯湖滑坡涌浪案例最大浪高进行计算分析，验证了该公式具有较好的适用性和准确性。

关键词：滑坡涌浪散粒体物理模型试验传播特性涌浪最大高度经验公式

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求解岩体裂隙产状三维概率分布的数值方法

地球科学 2022年第4期47卷 1470-1482页

作者：赵萌唐辉明詹红兵张俊荣中国地质大学工程学院湖北武汉430074 中国地质大学教育部长江三峡库区地质灾害研究中心湖北武汉430074 美国德州农工大学地质与地球物理系美国德州77843-3115

测线法是一种广泛使用的裂隙几何特征野外观测技术,但它获得的一维产状观测数据不能代表三维空间内的概率分布.在实测裂隙倾向和倾角之间相互独立的假设基础上,借用概率论和微积分建立了一维数据和三维分布的数值解关系式,进而提出一种... 详细信息

测线法是一种广泛使用的裂隙几何特征野外观测技术,但它获得的一维产状观测数据不能代表三维空间内的概率分布.在实测裂隙倾向和倾角之间相互独立的假设基础上,借用概率论和微积分建立了一维数据和三维分布的数值解关系式,进而提出一种由一维观测数据求解三维概率分布的方法.该方法的实现步骤是:(1)通过关系式数值求解产状的三维累积概率;(2)使用如Kolmogorov-Smirnov逼近法对累积概率进行分布形式和分布参数的估计.结合两类裂隙(层理面和节理面)的观测数据,比较了本文方法与Fouché方法的求解误差,并调查了样本容量对本文方法求解误差的影响.结果表明,本文方法求解误差更低.样本容量接近150时,可实现最低求解误差;当超过150时,求解误差不会随样本容量的增加而显著降低.同时,应用于互不平行的裂隙个体如节理面时,本文方法效果明显.而应用于近似平行的裂隙个体如层理面时,效果不明显.

关键词：产状三维概率分布 Fouché方法样本容量裂隙几何特征测线法工程地质

溶解性有机碳耦合营养状态解析河流CO动态及驱动因素

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湖泊科学 2024年

作者：张羿王晗马永梅杜佳杰龙靖潇郎家锐倪茂飞中国科学院重庆绿色智能技术研究院贵州省工程地质灾害防治工程研究中心(贵州民族大学) 贵州民族大学生态环境工程学院

为全面探索河流溶解性有机碳(DOC)与二氧化碳(CO2)动态及驱动因素的相关关系，以我国三峡库区河流——澎溪河为对象，于雨季和旱季采集表层水体水样，分别通过原位和室内测定，明确水文参数(水温、pH、碱度和流速)、DOC浓度和营养元素(... 详细信息

为全面探索河流溶解性有机碳(DOC)与二氧化碳(CO2)动态及驱动因素的相关关系，以我国三峡库区河流——澎溪河为对象，于雨季和旱季采集表层水体水样，分别通过原位和室内测定，明确水文参数(水温、pH、碱度和流速)、DOC浓度和营养元素(总氮(TN)和总磷(TP))浓度，并计算水体CO2分压(p CO2)、水—气界面CO2交换通量和营养元素化学计量比(DOC:TN、DOC:TP和TN:TP)。以河流CO2、DOC和营养状态动态变化为基础，通过对DOC、TN、TP、营养元素化学计量比和荧光峰(B、T、A、M、C、D和N)与河流p CO2的多维分析建立及评估潜在的耦合关系，从而揭示特定区域河流CO2的来源与驱动因素特征。结果显示，澎溪河水—气界面CO2交换速率在3.75～22.9 m/d范围内，雨季((9.91±4.93)m/d)>旱季((6.69±4.30)m/d),p CO2在65.95～20642.41μatm范围内，F平均值为(629.4±1426.8)mmol/(m2·d)，河流总体表现为大气CO2源。水体DOC总体在1.42～7.88mg/L范围内，且旱季((4.50±0.17)mg/L)>雨季((2.87±0.18)mg/L),TN在0.176～1.917 mg/L范围内，旱季((1.205±0.353)mg/L)>雨季((0.665±0.306)mg/L),TP在0.0003～0.169 mg/L范围内。在该流域雨季，类酪氨酸、类色氨酸和土壤富里酸占比显著高于旱季，而类腐殖质、微生物衍生腐殖质和生物生产力占比显著低于旱季。旱季水体p CO2与TP呈显著正相关，与营养元素化学计量比(TN:TP和DOC:TP)呈显著负相关，而雨季与生物生产力呈显著负相关，营养状态与p CO2存在季节耦合关系。生物代谢过程是河流CO2饱和的主要原因，而降雨能够促进这一内在联系。

关键词：三峡库区河流二氧化碳营养元素主成分分析荧光峰澎溪河

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三峡库区特大型多级岩质滑坡变形特征研究

人民长江 2022年第11期53卷 106-111,142页

作者：赵龙翔苏爱军邹宗兴张文郭兵中国地质大学(武汉)教育部长江三峡库区地质灾害研究中心湖北武汉430074 重庆市地质灾害防治中心重庆401147

特大型滑坡变形是一复杂的动态过程,分析其变形监测数据是了解滑坡稳定情况和变形机制的有效手段。以三峡库区典型的特大型多级岩质滑坡——藕塘滑坡为例,基于滑坡地形特征和GNSS专业监测数据,结合降雨量、库水位和地下水位变化情况分... 详细信息

特大型滑坡变形是一复杂的动态过程,分析其变形监测数据是了解滑坡稳定情况和变形机制的有效手段。以三峡库区典型的特大型多级岩质滑坡——藕塘滑坡为例,基于滑坡地形特征和GNSS专业监测数据,结合降雨量、库水位和地下水位变化情况分析滑坡不同区域的变形特征和影响因素作用下的变形机制。研究结果表明:①降雨是藕塘滑坡阶跃变形的主要诱因,阶跃期间滑坡对降雨更加敏感,少量的降雨即有可能诱发滑坡再次加速;②库水位变化的影响范围仅限于一级滑体前缘,水位升降会改变滑坡的局部稳定性但不会直接导致滑坡出现阶跃变形;③滑坡区内的地下水位变化是滑坡阶跃变形的直接原因,降低滑坡区的地下水位变化幅度是治理藕塘滑坡的关键。

关键词：特大型多级滑坡阶跃变形地下水降雨库水位三峡库区藕塘滑坡

考虑流体相变效应的粗糙裂隙非线性渗流换热机理

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成都理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：刘先珊罗晓雷白冰魏宁刘少炜张普纲李满潘玉华山西省交通新技术发展有限公司重庆大学土木工程学院山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学) 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心(重庆)

三维粗糙裂隙渗流换热机理的研究对提升地下热储层的热提取率意义重大。当前热开采过程中的多场耦合问题已取得了丰富的成果，但热开采过程中流体的相变作用对裂隙渗流特性及传热变化的影响却鲜有涉及。为剖析流体相变作用下的非线性渗... 详细信息

三维粗糙裂隙渗流换热机理的研究对提升地下热储层的热提取率意义重大。当前热开采过程中的多场耦合问题已取得了丰富的成果，但热开采过程中流体的相变作用对裂隙渗流特性及传热变化的影响却鲜有涉及。为剖析流体相变作用下的非线性渗流换热机理，研究以三维粗糙裂隙为研究对象，基于Fluent软件建立单相与多相热-流耦合模型。对比是否考虑相变作用的不同入口流速、入口温度和壁面温度时的局部换热系数分布特征。结果表明未考虑相变作用时，壁面局部粗糙程度控制局部换热系数的分布特征；基于Forchheimer公式，得知流体传热过程使非线性渗流特性显著。考虑相变作用后，流体呈现类似剪切稀释流体的特征，而气体体积百分数则对系统换热过程起主导作用。因此考虑流体的相变效应可以更准确地揭示热开采过程中的渗流特征和热提取效率的演化机理。

关键词：粗糙裂隙渗流换热流热耦合非线性渗流相变