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

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781×108 m3,其中巨型滑坡15个,占滑坡总数的73%。（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MIS 3时期; 晚期滑坡多披覆于黄河Ⅱ级阶地,发育于距今约5kaBP.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。     

大柳树坝址工程断错效应分析

坐落于中卫-同心活动断裂带中间部位的黄河黑山峡大柳树坝址,距F201发震断层垂直距离不足1.5km。统计表明,在青藏高原及其周缘地区,当发生Ⅶ级以上破坏性地震时,距发震断裂两侧3～5km的范围内都有可能出现断层的分支破裂、次生破裂等错断效应。大柳树坝址处于Ⅶ级以上地震时的分支破裂发生带内,因此,存在工程错断效应问题。三维有限元数值模拟结果表明,断层F201发生错动时,坝址地段断层F93、F39、F40相对于F201的错动比率处分别达到14.38%、12.00%和9.84%以上。     

陕西三原双槐树地裂缝的发育特征

陕西三原双槐树地裂缝由两条近平行的地裂缝组成,延伸长度大于4km,地裂缝活动给沿线居民带来了巨大的灾害和经济损失。通过调查访问和探槽、探井、平硐等勘探工程,从平面展布特征、剖面结构特征、活动特征和力学性质等方面描述了该地裂缝的发育特征。结果显示:南侧的F1地裂缝的破碎带宽度和活动程度均大于北侧的F2地裂缝,其中的F1地裂缝破碎带宽度一般大于10m,最大可达50余米,不同期次和不同级次的裂缝数量可达30余条,如此规模的裂缝破碎带宽度和裂缝数量在黄土地区并不多见。     

汶川地震地表破裂影响带调查与建筑场地避让宽度探讨

5.12汶川Ms8.0级地震沿龙门山中央断裂带形成长度约270km的地表破裂带,破裂带垂直和水平位移一般为1.0～5.0m,最大可达9.8m。在地表破裂带附近,建筑物破坏严重。笔者系统调查了龙门山中央断裂带地表破裂的垂直和水平位移以及地震地表破裂影响带宽度,并采用物探测试方法对部分影响带宽度进行了验证。统计结果表明,汶川地震地表破裂影响带宽度主要集中在16～60m,影响带宽度（D）与垂直位移（H）具有较好的线性关系,即D=10.11H+16.0。对于逆冲性质为主的地震地表破裂而言,上盘影响带宽度与下盘的比值一般为3：1～2：1,据此可确定地表破裂带上、下盘的避让带宽度。笔者根据现场调查并借鉴国外经验提出,上盘避让宽度下限一般不应低于15m,下盘避让宽度下限不应低于10m。本项研究对于汶川地震灾后重建场地选址具有重要的实际意义。
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地表潜在断错位移的概率评价方法

目前跨活动断层的线状工程的抗断设防一般是以断层位错确定性评价为基础 ,考虑的是最大位错量 ,与抗御灾害的风险设计的实际要求不相符。本文将走滑断层上最大位错点的位置分布及最大位错点两侧的位错展布 ,与可产生地表断错位移的强震复发模型联合 ,构造出评估走滑活动断层各部位地表潜在断错位移的概率性评价方法。最后 ,以鲜水河走滑断裂中带西北部的松林口 -乾宁段为例 ,对其未来 10 0年潜在断错位移的危险性做出定量评估 ,可给出断层段上各点不同超越概率水平下的潜在位移。这一研究结果 ,可为跨断裂的线形工程进行抗御地表潜在断错位移的风险设计提供科学依据.     

汶川大地震触发地质灾害的断层效应分析

“5·12”汶川大地震(Ms=8.0)触发了数以万计的崩滑地质灾害,分布范围约10万km2。这些地质灾害的空间分布固然受地形地貌、地层岩性和人类工程活动等因素的影响,然而主要还是受到发震断层的控制,沿发震断裂呈带状分布。通过都(江堰)—汶(川)路、北川—安县、马公—红光3个地质灾害集中发育区的研究,发现汶川地震地质灾害具有以下断层效应：（1）由于属逆断型发震,地质灾害的分布表现出了明显的"上/下盘效应",发震断层上盘较下盘地质灾害分布密度高、范围广、规模大;（2）断层上盘0~7km范围为地质灾害强发育区,断层上盘7～11km范围和下盘0～5km范围为地质灾害中等发育区;绝大多数的大型滑坡都分布在距断层5km范围内;（3）断裂的转折和错列部位是地质灾害集中发育部位,大型地质灾害也往往发生在这些部位;（4）滑坡滑动的优势方向为NW-SE, 与映秀—北川断裂的空间展布方向基本垂直,这与地震波垂直于断层方向传播有密切的关系;（5）地震地质灾害主要集中发育在Ⅸ度及其以上烈度的区域。其中,Ⅺ度区发育密度与Ⅹ度区的基本相当,Ⅸ度区灾害密度只有前两者的1/3,而Ⅷ度区发育密度只有Ⅺ度区或Ⅹ度区的1/10。     

有限变形下线弹性裂尖场的渐近分析

对有限变形下线弹性Ⅰ型裂纹场建立了无需分区的统一控制方程并进行了渐近分析, 利用“打靶法”得到位移场在物质描述与空间描述下的渐近阶次分别为3／4和1,Green应变、第二类P－K应力及Cauchy应力在物质描述与空间描述下的渐近阶次分数为－1／2和－2／3;对不同泊松比,裂尖有限变形线弹性场的位移均以UⅡ或u2为主导,裂纹张开角为π,现时构形中的大变形区为一垂直初始构形中裂纹表面的狭长带状区,应力则处于由σ22主导的单向拉伸状态,角分布函数U^-Ⅱ（0）及σ22^-(0)具有奇异性,但UL^-‘(Θ）／UⅡ^－‘(0)及σij^-(θ）/σ22^-(0)均趋于有限值。     

复杂地质条件下顶拱大型不稳定块体分析与预测

锦屏一级水电站2#尾水调压室所处位置地质条件复杂,在桩号0+320°~0+360°和0+0°~0+120°之间开挖时局部掉块严重。本文综合分析后,提出了2#尾调室顶拱未开挖域产生大型不稳定块体的必要条件是：(1)由节理①④F183组结构面和开挖临空面切割产生;(2)块体大小主要取决于节理组①和④的延伸长度;(3)较大不稳定块体的产生区域,必然位于F18断层带下盘。对2#尾调室顶拱进行搜索预测,预测结果表明该潜在块体位于未开挖区域桩号0+180°～0+260°之间,规模约为50m3,重达133.5t。根据块体理论分析,其稳定性系数为1.052,处于临界状态,应采取相应的应急支护补强措施。     

雅砻江锦屏水电工程区域稳定性探讨

从地震地质的观点出发,探讨流域的地震稳定性,着眼于锦屏一级、二级水电站枢纽区的地震地质条件、历史地震情况,强震带的分布与地震活动情况,进一步讨论锦屏水电工程的区域稳定性。分析了施工期间横跨锦屏山的2条锦屏辅助交通洞施工揭露的锦屏山断裂与锦屏一级坝址区地下洞室和边坡开挖揭示的f13、f14、f5、f8及F1断层,其性状未超出预期,无新构造活动迹象,锦屏一级、锦屏二级水电站区域稳定。     

清江大龙潭水利枢纽防渗帷幕设计及效果监测分析

大龙潭水电站坝址位于碳酸盐岩地区,岩溶发育受岩性和构造控制：在奥陶系南津关组第一段(O1n1)页岩夹灰岩、第二段第一层(O1n2-1)泥质条带灰岩及寒武系第四段第二层硅质条带灰岩(∈4-23m)中岩溶不发育,其他地层的灰岩中岩溶发育; 岩溶发育方向主要沿岩层层面和顺河向的断层发育,形成岩溶通道。因此水库渗漏主要沿岩溶发育的断层产生,防渗帷幕设计以奥陶系底部188m页岩为防渗依托,并重点加大断层部位的工程量。后期地下水长期观测分析表明,帷幕防渗效果良好,不存在大的库水渗漏,仅在局部断层构造发育部位渗漏量略大。大龙潭水电站防渗帷幕工程成功的范例为碳酸盐岩地区其他工程的防渗优化设计提供了很好的借鉴意义。     

岩石隧道围岩变形时空效应分析

岩石隧道围岩变形具有时空效应特征。根据围岩变形速率,岩石隧道围岩变形一般可划分为3个阶段,即急剧变形阶段、稳定变形阶段和流变阶段。通过总结分析围岩变形3阶段的特点,结合中梁山隧道D-5H量测剖面的实测数据,对围岩变形的空间效应和时间效应进行了分析。空间效应集中发生在急剧变形段,空间效应段主要靠围岩自身以及初次支护克服围岩发生破坏变形,时间效应则主要体现在流变段。以华蓥山隧道等76个隧道实例为统计样本,分别对围岩变形时空效应与围岩类别和塌方事故的关系进行了相关性分析。结果表明:80％以上的塌方发生于急剧变形段,13％发生在稳定变形段,只有7％左右的塌方发生在流变段。其中Ⅳ类和Ⅴ类围岩在3个阶段都可能发生塌方,Ⅲ类围岩则很少在流变段发生塌方。Ⅰ类和Ⅱ类围岩则基本不会发生较大规模的塌方。对深入了解隧道围岩的变形规律,为隧道灾害防治、选择恰当的支护时机和支护方式很有意义。     

雅砻江锦屏二级水电站皮带输送隧洞施工中的地质问题分析及其处理措施

重力坍塌、脆性破坏和楔形掉块是锦屏二级水电站皮带输送隧洞施工中存在的主要地质问题。重力坍塌主要存在于Ⅳ类和Ⅴ类松散破碎岩体中,围岩在重力作用下发生坍塌;脆性破坏主要存在于Ⅰ类和Ⅱ类完整坚硬岩体中,围岩在高地应力作用下发生脆性破裂;楔形掉块主要存在于Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类较完整岩体中,围岩在结构面切割组合下形成楔形块体并在重力作用下向临空面发生掉落。根据不同的破坏模式,分别采取了不同的开挖支护措施：重力坍塌段采取了超前锚喷、短进尺、强支护;脆性破坏采取了监测预报、光面爆破、超前钻孔;楔形掉块采取了喷锚支护。     

黄河黑山峡大柳树坝址伽玛（γ）能谱测试与其典型工程地质问题的讨论

本文在工程地质调查基础上,对黄河黑山峡大柳树坝址的几个典型工程地质问题首次进行了伽玛能谱测试,并结合其地质条件对测试结果进行了系统的数理统计分析,据此,对其争议较大的几个工程地质问题,如F201大断层是否在该坝址附近穿越黄河及其规模；青驼崖-红谷梁一带地表沟槽及坝区外围地裂缝的成因及稳定性进行了初步的评价与讨论。     

某抽水蓄能电站地下洞室围岩岩体质量特征分析

考虑材料的黏性效应建立了II型动态扩展裂纹尖端的力学模型,假设黏性 系数与塑性等效应变率的幂次成反比,通过分析使尖端场的弹、黏、塑性得到合理匹配,并 给出边界条件作为扩展裂纹定解的补充条件,对理想塑性材料中平面应变扩展裂纹尖端场进 行了弹黏塑性渐近分析,得到了不含间断的连续解,并讨论了II型裂纹数值解的性质随各参 数的变化规律. 分析表明应力和应变均具有幂奇异性,对于II型裂纹,裂尖场不含弹性卸载 区. 引入Airy应力函数,求得了II型准静态裂纹尖端场的控制方程,并进行了数值分析, 给出了裂纹尖端的应力应变场. 当裂纹扩展速度($M\to 0$)趋于零时,动态解趋 于准静态解,表明准静态解是动态解的特殊形式.     

新疆特克斯河下游河段断层活动性研究

新疆特克斯河上拟修建的恰普其海电站和山口电站位于断裂构造发育、新活动强烈的天山地区。野外地质研究表明，工程区的5条主要断层在第四纪均有活动。对采自工程区的特克斯河断层和F_1断层上的各种断层岩样品，应用变形岩石显微构造分析法、石英颗粒表面形貌法和热释光测年法进行了综合分析测试，结果表明，早期沿断层部位发生过慢速率的韧性变形作用，后沿韧性变形带发生脆性破裂。断层主活动期在上新世末期到早更新世，断层活动时的差异应力为130MPa,以挤压为主。更新世以后，断层活动强度大大减弱，但仍有明显活动，断层最后一次较强烈活动的下限时代为晚更新世末或全新世初。为确保工程安全，在最后确定场址时应尽可能避开活断层，在工程设计上也应增加一定的安全措施。     

金沙江龙蟠断陷谷地与河床覆盖层的成因初探

通过河床钻孔并结合野外踏勘,确定了隐伏的龙蟠断裂在宽谷的切错位置,指出古龙蟠谷地是在上新世末早更新世初由龙蟠断裂发生逆断走滑和白汉场断裂的正断左旋并伴随断块的垂直升降活动而形成。河床覆盖层由现代金沙江冲积层和下伏的一套古湖相堆积物组成,其中古湖相堆积具有明显的分层性,由底往上可划分为冰缘冻融泥流堆积物、含泥质的灰绿色细砂和黄褐色粉土层、崩坡积和冲洪积加积物、灰绿色淤泥质碎石土层,结合区域性地质环境演化背景,认为它们是受中更新世时期本区间歇性山体抬升和冰川活动等新构造运动影响的不同沉积环境下的产物,从而清晰地揭示了河床深厚覆盖层的成因,为认识金沙江宽谷河段发育史提供了极其重要的信息。     

不同场地条件下远场地震动强度指标与结构最大响应的相关性分析

为探究不同场地条件下远场地震动强度指标与结构最大响应的相关性问题，本文从K-NET和KiK-net台网强震记录中选取震级7级以上、断层距大于200 km的地震动记录1 328条，首先选用28个地震动强度指标进行了远场地震动强度指标与结构最大响应的总体相关性分析．然后，分别选取典型加速度类地震动强度指标、典型速度类地震动强度指标和典型位移类地震动强度指标进行了场地条件对结构最大响应相关性的影响分析．结果表明：(1) 加速度类地震动强度指标的相关系数随单自由度(SDOF)体系周期增大逐渐减小，与自振周期结构T≤1 s的低自振周期结构响应具有明显的相关性；速度类地震动强度指标的相关系数在T=2~5 s具有较大值，说明这一类指标与中长周期结构的响应具有明显相关性；当T>3~5 s时，典型位移类地震动强度指标的相关系数逐渐增大进入峰值区段，并保持较大的相关系数值，因此可以采用这一类指标表征长周期结构响应．(2) 对于加速度类地震动强度指标，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的相关系数随自振周期变化曲线走势较接近，Ⅳ类场地的相关系数值总体上要大于其它三类场地的相关系数．对于速度类地震动强度指标，在短周期区域，相关系数大小呈现Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<Ⅳ的特点；当T>2 s后，四类场地的相关系数随自振周期变化曲线趋势逐渐接近．对于位移类地震动强度指标，当T>3 s后，Ⅰ类场地和Ⅱ类场地的相关系数随自振周期变化曲线逐渐趋于一致，而Ⅲ类场地和Ⅳ类场地的相关系数随自振周期变化曲线也逐渐趋于一致．     

风暴潮作用下黄河水下三角洲斜坡稳定性研究

斜坡失稳是河口海岸环境中典型的灾害地质现象之一,其对采油平台、海底管线和电缆的危害性是巨大的。本文以黄河三角洲地区埕岛油田典型海域为研究对象,通过地球物理探测和工程地质钻探获取了10m深度范围内海底土体的分层情况和各土层的物理力学特征,利用GEO-SLOPE/W软件对其水下斜坡的稳定性进行了定量计算。结果显示,极端海况下,水下斜坡表层土体存在产生滑移破坏的可能。另外,对该区海底斜坡失稳的机理进行了探讨,认为风暴潮引起的巨浪是其主要诱因。