子洲县典型地质灾害形成机理与过程及风险评估研究

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子洲县地处黄土高原腹地,地形地貌主要为黄土丘陵及沟壑,黄土结构疏松,垂直节理发育,植被覆盖较差,地质环境比较脆弱,滑坡和崩塌等地质灾害十分发育,给子洲县人民生命财产安全构成极大的威胁。为合理确定并评价地质灾害对生命财产的影响尺度,需要分析地质灾害的形成条件、机理与形成过程,并进行地质灾害风险评估。本文以子洲县地质灾害详细调查为依托,分析了研究区的自然地理和地质环境背景,分析研究了地质灾害的形成条件和典型地质灾害的成因机理与过程,并对典型地质灾害点的风险进行评估,最后提出可接受风险水平和风险管理措施。主要得到以下研究成果:(1)分析研究区的地质灾害的形成条件,系统的总结了研究区地质灾害的形成条件分为基础条件和引发条件。基础条件主要包括地形地貌、地层岩性和岩土体结构,其中地形地貌是主要控制条件,由地形地貌控制发生的地质灾害303处,占地质灾害总数的75%;引发条件主要包括水和人类工程活动,其中人类工程活动是主要引发作用,由人类工程活动引发的地质灾害237处,占总数的58.7%;(2)运用有限元软件Geo-studio,还原5处地质灾害发生前的原始斜坡模型,计算其应力应变和水平方向位移,分析其成因机理。滑坡的最大剪应力均出现在坡脚和地层分界处,且坡顶拉应力集中,水平方向位移主要集中在滑坡体上,且自上至下逐渐减小;崩塌坡体上部出现拉应力,且x方向位移均由里向外逐渐增大,不稳定斜坡的上部均出现拉应力,拉应变和水平方向位移也沿着x轴递增;(3)利用离散元2D-Block模拟地质灾害的形成过程时,滑坡分为蠕变阶段、滑动阶段和堆积阶段三个过程;崩塌分为坡体开裂阶段、危岩体下落阶段,崩塌体堆积阶段;不稳定斜坡发展趋势可分为蠕变阶段,破坏阶段和堆积阶段;(4)选取调查区内3个典型地质灾害点进行风险评价。基于蒙特卡洛算法计算处石畔沟滑坡的破坏概率为P(L)=8.9%,其到达承灾体的概率P(T:L)=1.0,风险概率P(LOL)=0.031,属于不可接受风险;南丰山崩塌的P(L)=20.98%,P(T:L)=1.0,P(LOL)=0.052,属于不可接受风险;轰隆峁不稳定斜坡的P(L)=47.82%,P(T:L)=0.7,P(LOL)=0.117,属于不可接受风险。
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