【摘 要】
:
新建川藏铁路是国家实施西部大开发战略的一个重要举措,将极大推动川藏地区经济发展,然而复杂的环境致使川藏铁路成为迄今为止全球最具挑战性的线路工程,全线将穿越七江八山和十余条活动断裂,以致铁路沿线地质安全问题极为突出。川藏铁路林芝通麦段穿越东喜马拉雅构造结北侧,受区域地壳隆升、地震活动、气候变化影响,河流两岸的重力式地质灾害频发,经常堵塞河流形成堰塞坝。本世纪初发生的易贡滑坡形成堰塞坝,坝体溃决导致沿
【基金项目】
:
国家自然科学基金川藏铁路重大基础科学问题项目二(课题 5)(课题编号:41941017); 国家自然科学基金-云南联合基金重点支持项目“金沙江上游典型河段复杂结构岸坡致灾机理与防控”(课题编号:U1702441); 国家科技部重大基础研发计划项目 (课题编号:2018YFC1505301);
论文部分内容阅读
新建川藏铁路是国家实施西部大开发战略的一个重要举措,将极大推动川藏地区经济发展,然而复杂的环境致使川藏铁路成为迄今为止全球最具挑战性的线路工程,全线将穿越七江八山和十余条活动断裂,以致铁路沿线地质安全问题极为突出。川藏铁路林芝通麦段穿越东喜马拉雅构造结北侧,受区域地壳隆升、地震活动、气候变化影响,河流两岸的重力式地质灾害频发,经常堵塞河流形成堰塞坝。本世纪初发生的易贡滑坡形成堰塞坝,坝体溃决导致沿雅鲁藏布江下游中印境内数百公里居民受灾,经济损失达数千亿元。因此,潜在滑坡堵江形成堰塞坝的研究成为区域线路比选、隧道进出口位置、跨江大桥和车站营地安全等方面的重要研究课题。早期堰塞坝的识别、成因机制、动力过程和参数分析的研究将为潜在滑坡堵江的预防、风险评估和综合治理提供参考意义,而且长期存在的大型堰塞坝还对河流地貌产生深远影响。为达上述研究目的,本研究选取川藏铁路鲁朗至通麦段流域内的堰塞坝为研究对象,通过现场详实的地质调查和室内数值模拟实验,开展以下方面的工作。首先,结合现场地质调查和遥感解译,对研究区内堰塞坝的地貌特征、物质特征和分布类型进行识别,并对其时空影响规律进行总结。其次,鉴于河流地貌往往记录着大型堰塞坝对区域的重要影响作用,考虑以河流动力侵蚀理论为基础,分别从参考凹度选择、河流裂点识别、河道古剖面重建和裂点演化方面分析区域堰塞坝的影响。接着,基于离散元软件PFC3D对古滑坡的反演,分析滑坡过程的参数特性和动力学特征。最后,以川藏铁路通麦车站对岸的滑坡堵江预测为背景,对潜在堆积体的特征识别、变形分析和堵江规模预测开展研究。主要研究成果如下:(1)根据地形地貌、堰塞坝残余物质特征、湖相沉积物特征、河流阶地等方面的分析,判断研究区三个大型堆积体的特征:角不弄滑坡和德伦滑坡都成形成堰塞坝堵江,并基于Arc GIS估算两者堰塞湖范围分别为7.12 km~2和3.56 km~2;但白木堆积残体并未能长时间堵江,而是造成了河流改道。总共解译区域内27个堰塞坝,对于堰塞坝的形成机制归结为四个主要类型,其中以大型滑坡堵江形成的堰塞坝时空影响范围最广。(2)通过坡度面积分析法和积分分析法,利用Matlab识别了拉月河流域共计52个裂点,结果表明流域内裂点多数分布在3 km高程以上,并且在4 km的附近集中分布,由此区分了具有同源性和移动性的4k裂点群与固定在空间位置的堰塞型两种不同裂点。利用归一化陡峭指数区分了裂点上下游的遗留河段和现代河段,发现堰塞坝的分布位置响应于陡峭指数的突变,角不弄滑坡和德伦滑坡都对应这种突变,突变量超过200,而白木堆积体的突变量明显小于这一值,认为其未能长时间堵塞河流,这一认识也符合现场调查情况。(3)以鲁朗河为例重建河流古剖面,结果表明两种分析方法的差异仅为4.6%。由15条河道古剖面重建过程量化了拉月河流域的河流切割历史,估算区域河流侵蚀量和古地形起伏度,结果表明拉月河流域经历了大约1500 m的净隆升量(下切侵蚀量),导致流域内的起伏度增量为35.3%~214.3%,平均增加量为104%。(4)明显的堰塞型裂点表明堰塞坝对河流地貌的演化起到控制性作用。测年数据和时间体积替代法确定了拉月河流域的4k裂点群侵蚀起始时间约为1~6Ma前。应用侵蚀速度(celerity)模型还原拉月河流域4k裂点群溯源迁移的过程,并估算裂点的迁移平均速率为10.8~51.7 km/Ma。基于上述研究推断角不弄裂点为堰塞型裂点,提出在较短的地质时间范围内(<10 ka),堰塞坝事件将对河流剖面产生类似于气候和构造作用所驱动的明显影响。(5)利用离散元软件模拟角不弄滑坡形成堰塞坝的动力过程,滑坡物质在滑动45 s达到平均速度的峰值为51 m/s。堆积物整体在100 s左右基本趋于稳定,形成最大高度为250 m,沿河长度为5.4 km的堰塞坝。(6)数值反演过程中参数敏感性分析为滑坡预测提供指导。直剪试验的参数标定结果显示平行粘结模型的抗拉强度均值、内聚力均值与冰碛物抗剪强度呈正相关;而有效模量则呈先增大后减小并趋于稳定;法向和切向刚度比在1~2之间结果最为合理;且微观参数之间相互影响。通过滑坡峰值速度和地貌参数对比,墙体、球体摩擦系数对滑坡形态存在一定影响,但前者比后者变化区间更小,而接触强度对滑坡形态控制最为明显,高强度的接触可以使得滑坡物质难以破碎,极大降低的峰值速度。(7)实地调查结果显示通麦堆积体存在于帕隆藏布江左岸1.6 km范围内,主要物质为冰碛物,可能形成于末次冰期之后,并在形成过程中破坏或掩埋了下方的三级河流阶地。通过TCP-In SAR技术分析了通麦堆积体所在的区域临时变形速率达到200 mm/yr,三年平均变形速率为53.99 mm/yr;根据变形分析结果,选取滑动厚度为变量对通麦堆积体潜在滑动区进行不同规模的堵江预测,利用SFLOW和PFC3D两种方法进行数值模拟结果的对比。结果表明,临界滑动厚度以下的堵江预测会形成堰塞坝的最大厚度为95 m~145 m,虽未对通麦车站造成直接影响,但难免波及影响;在极端情况下,通麦堆积体将形成152 m高的堰塞坝,将对通麦车站造成直接影响。最后,结合对古滑坡的研究,提出了一条通麦堆积体可能存在的演化序列。
其他文献
<正>高铁站前广场空间化是高铁经济时代发展的新趋势。高铁站前广场及配套路网、市政基础设施的建设,可整合利用公共空间、交通空间、商业空间,形成以高铁站为核心的城市交通—商业服务综合体,推动高铁站核心片区经济、旅游、商贸等各项事业发展。为保障高铁站核心片区城镇化开发建设,相应市政基础设施配套需完善,其中排水管网作为保证高铁站及站前广场的排水安全、避免内涝发生、保持高铁安全运行的重要设施,同步建设尤为重
宁夏荒漠草原地处重要的农牧交错带,地理位置决定了土地保护的重要性。土地利用方式改变、不合理的开发,城镇化进程加快带来的劳动力迁出等问题,致使原本脆弱的荒漠草原出现大面积土地撂荒,也给该地区带来社会经济和环境保护的双重压力。土壤质量改善和农牧业效益提升显得尤为重要和紧迫。该区域撂荒地生态脆弱、土壤贫瘠、土地改造利用研究基础薄弱、适合种植的优质农林经济植物品种少、效益低。欧李(Cerasus humi
结核病是由结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis,Mtb)感染引起的由单一致病菌导致死亡最多的慢性传染病,被世界卫生组织列为重点控制传染病之一。尽管随着新型药物的研发,结核病的死亡率显著降低,但其发病率仍然居高不下,结核病的防控仍然面临严峻的挑战。Mtb感染是病原-宿主免疫相互作用的动态过程,而炎性反应是决定Mtb感染结果的关键因素之一,适度的炎性反应有助于宿主清除病原菌
木质素具有芳香族主链,作为一种可再生资源,是自然界中最丰富的碳资源之一,可用于生产有价值的基础燃料和精细化学品,有望成为石油的潜在替代品。但截至目前,我国90%以上的生物质资源未被高值利用,其中木质素的利用率更低,这既浪费了资源又对环境造成了污染。木质素三维网状的复杂化学结构使其芳香单体难以解聚,这极大地限制了木质素的广泛利用。木质素一般由对香豆醇、松柏醇和芥子醇三种醇类单体组成,这些单醇又以羟基
固原市位于宁夏回族自治区南部山区,地处陕甘宁三省交汇处,是以回族为主的少数民族聚居区,有着悠久的历史和深厚的文化积淀。固原曾是历史上的经济重地,交通枢纽,军事重镇和古丝路必经要道,成为我国古代西北重镇之一。这样特殊的地理位置使其处于中原文化与草原文化的过渡地带,又是河套文化与丝绸之路的交融区,可见在历史上的重要作用与影响力。现今,大力开发丝路文化背景下,固原作为丝路经济带中战略支点城市尤显其重要的
组织为了适应激烈的竞争环境,纷纷采用团队化运作方式。团队成员的属性多样性会对团队或组织绩效产生正面或负面作用。那么,团队成员属性的多样性对团队或组织绩效产生多大程度的影响,团队成员属性多样性的作用过程及如何管理这些过程,是组织行为研究面临的重大挑战,如何有效管理团队成员属性的多样性已成为组织成功的关键因素,如何最大化地发挥团队成员属性多样性的价值是一项非常有价值的研究课题。董事会是一个派生的群体现
文化是一个复杂的整体,包含知识、价值观、道德、习俗和个人作为社会成员所必需的能力和行为习惯等。学生文化是学生所代表的同侪团体的各种习惯、行为规范、价值观念等,具有生成性,区别于儿童和成人阶段的文化特征。特殊教育学生是一个特殊的学生群体,其文化样貌与普通学生文化既有共性也存在差异,特殊教育学生文化对于特殊教育学生群体的社会化过程具有重要意义,但长久以来在教育研究乃至特殊教育研究领域被忽视,被遗忘,特
从经济新常态到供给侧结构性改革,中央越发明确解决中国经济问题的关键是通过创新来驱动经济增长。进一步还需要思考的问题是,怎样的融资体系才能够更有效地驱动创新。本文立足中国经济增长动力亟需转换和融资体系亟待变革这一现实背景,在对已有研究文献进行系统梳理的基础上,从融资约束、融资结构、融资模式、融资机构四个角度全面系统地研究了融资体系变革对企业自主创新以及经济增长动力转换的驱动作用,从而为中国金融体制改
自工业革命以来,由于人类活动造成大量二氧化碳(CO2)气体的排放,导致大气中CO2浓度不断升高,引起全球气候变暖和一系列随之而来的生态环境问题,已经发展到了不容忽视的程度。CO2的转化利用不仅能够缓解不断上升的CO2浓度,实现可再生能源的高效利用与储存,还可以将CO2转化为有价值的燃料和化学品。通过电化学的方法将CO2还原的反应具有反应条件温和、工艺简单、反应性能易于控制、能够利用可再生电能等优点
Keller-Segel趋化模型的解随着空间维度不同在一定条件下呈现出有界的全局解、单调的边峰解、稳态解和有限时间爆破等多样化的复杂结构,近年来成为了偏微分方程领域研究的热点问题之一.目前对Keller-Segel趋化模型的数值方法研究主要集中在有限元方法和有限体积方法方面,采用有限差分方法探索该模型的数值解非常少见.采用高阶紧致差分方法的窄(紧)网格可以得到更精确的数值结果.与使用更宽模板的传统