黑方台滑坡地貌演化与场景预测研究

发布时间：2020-06-19 22:38

【摘要】：黑方台地区因大面积的农业灌溉,造成台塬内地下水位大幅提升,从而诱发了大量滑坡,不同学者为此开展了一系列研究工作。本文通过野外调查和遥感解译发现当前黑方台黄土塬边滑坡呈现纵向多期性、横向群发性的地貌演化特征,这对黄土塬边滑坡灾害的评估具有重要意义。地形地貌的改变必将破坏研究区内原有的水文平衡,使滑坡发生的条件改变,因此,如何评估滑坡演化与区内水文动态演化互溃规律,是预测滑坡地貌演化平衡条件的关键科学问题。本文以黑台台缘滑坡地貌演化为例,首先探讨了黑方台黄土塬地下水位在过去四十年的上升情况。以此为基础,通过总结滑坡演化模式,借助地下水数值模拟技术和ARCGIS平台,揭示了滑坡持续发生后塬区地下水动态响应规律,发现水位变化与滑坡累积方量具有峰值特征,即峰前两者具有正相关性,但随着滑坡的发生(峰后阶段),地下水位逐渐降低,呈负相关性。同时,也发现了横向演化模式下水文响应更明显,借助FLAC3D软件分析了横向演化模式下塬边边坡稳定性。本论文主要得出了以下几个结论。(1)黑方台地区发育的黄土滑坡类型有:黄土泥流、黄土滑动、黄土基岩顺层滑坡、黄土基岩切层滑坡、黄土基岩接触面滑坡,泥流型滑坡为研究区分布最多的滑坡类型,且危害最大。(2)历史水动力场模拟结果表明:70年代以来地下水位上升明显,特别是在前20年,地下水位上升了20余米,90年代以后地下水文上升变得缓慢,每年上升0.15m左右,地下水位的上升呈现出东部上升最快,潜水层由西向东流动。(3)研究区的滑坡发育模式呈现出纵向演化和横向扩展的模式,两种滑坡模式下,地下水总体呈现出:水位先上升后下降的趋势,根据模型预测研究区黄土塬最终剩余面积不足7.8km~2。(4)黑方台滑坡纵横和横向演化模式都有分布,相伴发生。滑坡发生的开始阶段总是表现出纵向演化特征,但是当纵向滑坡发生到一定程度是,滑坡后缘会形成较大的裂缝,从而发生横向演化;横向演化对黑台水位过程的影响更为显著,该演化模式下研究区的滑坡能更快达到平衡状态。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P642.22;P931
【图文】：

中国黄土

第一章绪论第一章绪论1.1 选题依据与研究意义黄土是形成于第四纪的一种特殊沉积物，其广泛分布于我国黄河流域地区，分布面积约为 640000 平方千米，占到了我国陆地面积的 6.6%[1-2]（图 1.1），其主要分布区为陕西省的中部和北部，甘肃省的中部和东部，山西省的大部分地区，河南省西北部及山东省西部地区。黄土地区典型地貌单元可以分为塬、梁、峁、河谷阶地和山间盆地等多种类型，在这些地貌单元中，黄土塬由于其顶部开阔平坦的地势较广阔的分布范围，因此，黄土塬成为重要的农业用地和城市城镇建设用地。

抗剪强度参数,黄土

在对大量的滑坡灾害发生的时间统计结果的基础上。吴伟江提出了一种全新的地下水对于黄土的作用形式，既是“季节冻融促滑效应”[34-35]。雷祥义[5]等人认为，滑坡发生的根本原因是地下水水位的抬升，使得黄土的强度明显降低，但是该结论的得出主要是在野外现象的调查和黄土自身性质的角度对黄土滑坡灾害发生机制的一种解释，没有试验的支撑。曹从伍基于物理模型试验对黑方台滑坡机理开展研究，其认为滑坡发生时斜坡后部先产生裂缝，然后沿着坡面方向发展直至破坏，斜坡失稳破坏时孔隙水压力上升，黄土发生液化强度降低，滑坡前缘部呈液体流动[36]。天然状态下，黄土塬边斜坡黄土处于非饱和状态，但是随着降雨或者农业灌溉等因素促使地下水稳抬升，黄土含水量逐渐增加，图 1.2 为不同学者[36-39]对黄土高原各地区黄土强度指标的研究结果，由图可以看出，随着含水量的增加，黄土强度指标显著下降，c 随着含水量的增加呈现出指数下降的趋势，而 φ 值呈现出线性下降。伴随着地下水位的不断抬升，黄土含水量的不断增减，在斜坡负重不变的情况下，黄土由非饱和状态转化为饱和状态。

【参考文献】