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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

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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

龙川县米贝村1^(#)泥石流灾害特征与运动过程

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科学技术与工程 2024年第9期24卷 3576-3585页

作者：贾邦中吴义鹰冯文凯白慧林薛正海赵家琛广东省有色矿山地质灾害防治中心广州510062 自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福州350002 福建省地质灾害重点实验室福州350002 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

受区域气流影响,广东省龙川县在2019年6月10—13日出现持续强降雨天气,累计降雨量超过260 mm,从而引起全县发生大量滑坡、泥石流灾害。以米贝村1^(#)泥石流为研究对象,在野外调查认识基础上,结合Fluent数值分析对这类低山丘陵区的小型... 详细信息

受区域气流影响,广东省龙川县在2019年6月10—13日出现持续强降雨天气,累计降雨量超过260 mm,从而引起全县发生大量滑坡、泥石流灾害。以米贝村1^(#)泥石流为研究对象,在野外调查认识基础上,结合Fluent数值分析对这类低山丘陵区的小型泥石流灾害运动特征展开研究。研究发现:米贝村1^(#)泥石流受沟床粗糙度、纵坡降、流向等因素影响,其流速具有动态变化特征,总体表现为先增大再减小的发展趋势,泥石流物质的变化对其运动速度有一定影响。在整个过程中最大流速可达9.77 m/s,平均速度为3.31 m/s,与实际调查结果相符。研究成果不仅可直接为米贝村重在区灾后工程防治提供指导,对于东南沿海相似地区的降雨型滑坡-泥石流灾害的研究具有借鉴作用。

关键词：花岗岩残积土米贝村1^(#)泥石流链生灾害运动过程 Fluent数值模拟

球状风化花岗岩类土质边坡土-岩界面优势流潜蚀特性研究

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岩土力学 2024年第4期45卷 950-960页

作者：豆红强谢森华简文彬王浩郭朝旭福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350108 福建省地质工程勘察院福建省地质灾害重点实验室福建福州350002 福建省地质工程勘察院自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福建福州350002

受降雨作用,球状风化花岗岩类土质边坡的土-岩差异风化界面极易演化为优势渗流通道而发生渗流潜蚀,进而加速该类边坡的变形失稳,然而当前有关其渗流潜蚀作用特征、细颗粒迁移规律等的研究仍鲜见开展。基于多孔介质非饱和渗流理论,综合... 详细信息

受降雨作用,球状风化花岗岩类土质边坡的土-岩差异风化界面极易演化为优势渗流通道而发生渗流潜蚀,进而加速该类边坡的变形失稳,然而当前有关其渗流潜蚀作用特征、细颗粒迁移规律等的研究仍鲜见开展。基于多孔介质非饱和渗流理论,综合考虑细颗粒运移、潜蚀启动响应与非饱和渗流的耦合关系,提出一种可准确描述土-岩界面渗流潜蚀过程的数值计算框架。采用有限元方法,构建优势流作用下非饱和花岗岩残积土的渗流潜蚀模型,并以均质土柱的渗流潜蚀过程为参考,系统研究3种典型土-岩界面埋藏状态下的优势流潜蚀特性。结果表明:球状风化花岗岩类土质边坡的土-岩界面与基质渗透性存在高度差异性,湿润锋形成向下凹陷的渗透漏斗,且随着降雨的持续,湿润锋的凹陷程度愈发明显;细颗粒流失程度与土-岩界面的埋藏状态相关,其中下填土体工况的优势流潜蚀最为显著,其界面处甚至出现超孔隙水压力,最不利于该类边坡的稳定性。研究成果可为降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡稳定性的准确评价提供科学依据。

关键词：优势流潜蚀有限元土-岩界面细颗粒运移多场耦合

采用高强钢棒的混凝土短肢剪力墙抗震性能研究

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西南交通大学学报 2024年

作者：袁维光赵华马兰肖强魏丞瑾成都理工大学环境与土木工程学院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质灾害防治重点实验室/福建省地质灾害重点实验室

为满足震后修复便捷，促进现代社会韧性城市发展，本文提出一种以高强钢棒（HG钢棒）作为暗柱纵筋的短肢剪力墙，即采用高强钢棒的混凝土短肢剪力墙，预制了三个1/3缩尺的钢筋混凝土短肢剪力墙构件，通过拟静力试验，分析了暗柱纵筋类... 详细信息

为满足震后修复便捷，促进现代社会韧性城市发展，本文提出一种以高强钢棒（HG钢棒）作为暗柱纵筋的短肢剪力墙，即采用高强钢棒的混凝土短肢剪力墙，预制了三个1/3缩尺的钢筋混凝土短肢剪力墙构件，通过拟静力试验，分析了暗柱纵筋类型和轴压比对试件抗震性能及自复位能力的影响。试验结果表明，与普通混凝土短肢剪力墙相比，在大变形时，高强钢棒-混凝土短肢剪力墙构件表现出良好的位移-硬化效应和自复位性，滞回曲线整体呈S型，极限承载力提高83%；其残余变形较小，在位移角3%时，残余变形为0.65%，此外，在高轴压比（限值）作用下，高强钢棒-混凝土短肢剪力墙构件的极限承载能力提高11%，在位移角3.5%时，残余变形为0.5%。

关键词：高强钢棒短肢剪力墙轴压比抗震性能自复位能力

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基于二维细观裂隙模型的爆喷型岩爆机制

地球科学 2024年第08期 2789-2798页

作者：孟陆波李昊禹李天斌李攀张彩虹成都理工大学地质灾害防治与地质坏境保护国家重点实验室

为探明高地应力隧道爆喷型岩爆演化过程,采用矩阵离散元MatDEM,模拟分析爆喷型岩爆现象,探讨爆喷型岩爆机制.结果表明:(1)爆喷型岩爆是一种缝合带区富含细观裂隙挤压硬岩隧道开挖卸荷扰动作用下,围岩发生突然高速喷射并伴有大量粉尘的现... 详细信息

为探明高地应力隧道爆喷型岩爆演化过程,采用矩阵离散元MatDEM,模拟分析爆喷型岩爆现象,探讨爆喷型岩爆机制.结果表明:(1)爆喷型岩爆是一种缝合带区富含细观裂隙挤压硬岩隧道开挖卸荷扰动作用下,围岩发生突然高速喷射并伴有大量粉尘的现象;(2)爆喷型岩爆演化过程为4个阶段:裂隙激活及发展阶段、裂隙聚集碎岩阶段、破碎岩块高速喷射阶段、破碎岩块自由落体阶段;(3)爆喷型岩爆地质力学模式为张剪—喷射型:富含细观裂隙的挤压硬岩隧道,在开挖卸荷扰动作用下,发生以张拉破坏为主,剪切破坏为辅的聚集性破裂,积聚的弹性应变能突然释放并赋予破碎岩块动能,发生高速喷射.研究成果为缝合带高地应力区硬岩隧道岩爆演化过程提供新的认识.

关键词：爆喷型岩爆岩爆机制细观裂隙 MatDEM 工程地质

剪切大变形条件下心墙沥青混凝土渗透特性研究

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水利学报 2024年第6期55卷 686-697页

作者：何建新李豪杨武刘亮新疆农业大学水利与土木工程学院新疆乌鲁木齐830052 新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室新疆乌鲁木齐830052 堤坝工程安全及灾害防治兵团重点实验室新疆乌鲁木齐830052

为研究心墙沥青混凝土在大剪切变形条件下的渗透特性,基于自主研发的三轴剪切轴向渗透试验系统,对70号、110号沥青混凝土开展了不同围压、渗透压组合的三轴剪切渗透试验,并提出了基于全局优化算法的沥青混凝土渗透系数反演最优模型。试... 详细信息

为研究心墙沥青混凝土在大剪切变形条件下的渗透特性,基于自主研发的三轴剪切轴向渗透试验系统,对70号、110号沥青混凝土开展了不同围压、渗透压组合的三轴剪切渗透试验,并提出了基于全局优化算法的沥青混凝土渗透系数反演最优模型。试验结果表明:剪胀效应引起裂隙的张开与扩展,使沥青混凝土的渗透系数大幅增加。低围压下,轴向应变从8%增加至30%,渗透系数变化幅度可达2个数量级;应变状态和应变增量影响沥青混凝土的渗透性,渗透系数随应变场的变化而改变。压密阶段,随轴向应变的增加,体积增量比为负值,渗透系数减小。裂隙发育阶段,体积增量比为正值,渗透系数增大;围压对沥青混凝土的渗透性有显著影响。两种标号沥青混凝土试样的防渗安全轴向应变阈值在低围压时较小,随着围压的增加呈递增趋势。当围压加载至1.0 MPa,轴向应变增加至30%后,沥青混凝土的渗透系数仍满足规范要求。

关键词：水工沥青混凝土大剪切变形渗透特性轴向应变反演模型

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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

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中国煤中钪地球化学特征的研究进展

煤炭科学技术 2024年第5期52卷 191-208页

作者：李秀丽陈健李洋齐啸威王嘉怡刘文中安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 矿山地质灾害防治安徽省高校重点实验室安徽淮南232001

钪(Sc)具有较高熔点、较小密度,是最好的阻挡金属,广泛应用于照明、合金、陶瓷、催化剂等工业领域。在特定地质条件下,部分煤富集钪,可成为战略金属资源予以利用,因此,钪地球化学是煤地质学研究领域的热点问题之一。为阐明我国煤中钪的... 详细信息

钪(Sc)具有较高熔点、较小密度,是最好的阻挡金属,广泛应用于照明、合金、陶瓷、催化剂等工业领域。在特定地质条件下,部分煤富集钪,可成为战略金属资源予以利用,因此,钪地球化学是煤地质学研究领域的热点问题之一。为阐明我国煤中钪的地球化学特征,在全面收集我国煤中钪测试数据的基础上,并结合安徽淮南煤、重庆南桐煤、四川宝鼎煤和云南勐托煤等实例,系统总结了我国煤中钪的含量水平、时空分布、赋存状态和富集成因,并初步评价了我国的煤系钪资源。结果表明:我国大多煤中钪含量正常,钪的平均含量为4.02 mg/kg,仅略高于世界硬煤。贵州、重庆、安徽、广西、内蒙古、山西、云南等局地煤中钪含量较高,最高达139 mg/kg。煤层顶、底板围岩及夹矸岩石较煤富集钪。我国富钪煤大多为二叠纪烟煤,晚侏罗–早白垩世煤中钪含量普遍较低。一般而言,高灰煤和腐泥煤因具较高的矿物质含量,常富集钪。钪为亲石元素,在煤中主要与矿物质结合,多赋存于高岭石等硅酸盐矿物和磷钇矿等自生矿物中,部分与有机质结合,与腐植质有关。我国煤中钪的主要富集成因类型包括:①基性源岩贡献型,钪为相容元素,基性岩中钪含量高于中酸性岩,因此,物源区基性源岩风化可导致部分煤中钪富集;②海陆过渡沉积环境贡献型,海水入侵导致泥炭沼泽的pH值增大,从而利于钪的迁移,此外,在泥炭沼泽的还原环境中,大量腐植酸生成,钪易与有机质结合而富集;③地下水淋滤贡献型,地下水淋滤围岩的含钪矿物导致煤层中钪局部富集;④热液贡献型,热液与围岩发生交代反应使钪迁移,改变煤的矿物质组成导致煤富集钪;⑤岩浆及变质贡献型,岩浆侵入导致煤阶提升,从而减少有机质结合态的钪,同时,伴随灰分的升高,煤中矿物结合态的钪相应增加;⑥同沉积火山灰贡献型,煤系基性凝灰岩层(蚀变黏土岩夹矸,Tonsteins)可为煤提供钪。

关键词：中国煤钪战略金属时空分布赋存状态富集成因