摘要：滑坡碎屑流由于体积大、速度快和运动距离远的特性,常常在下游造成较大破坏形成严重的自然灾害。基于消能桩与滑坡碎屑流结构的动力相互作用过程,采用功能原理和结构力学方法,推导了消能桩对滑坡碎屑流能量耗散的理论计算模型。首先,通过冲击力计算模型获得滑坡碎屑流冲击力的垂向分布;其次,由悬臂梁挠曲变形的关系确定其抗弯反力;然后,根据滑坡碎屑流在坡面上流动的面积、厚度估算消能桩的反力,以及在反力方向上碎屑流通过的距离;最后,计算单根桩的动能耗散量。采用推导的公式进行消能桩的优化设计:综合考虑下游防护对象的位置和滑坡体的堆积位置,计算消能桩的“消能效益”,确定消能桩的数量;根据最大块石的冲击力作用,计算需要消能桩的排数,从而确定消能桩的排布设计。选取一个滑坡碎屑流实例,采用上述理论计算模型设计消能桩,计算出消能桩的数量和排数,并根据计算结果进行优化布设。结果表明,该模型适用于消能桩的优化设计与应用。

摘要：将L型挡墙与加筋土2种柔性支挡结构相结合,充分利用其良好的抗震性能,可用于地震多发区和高烈度区的支挡工程中。研究地震荷载作用下L型加筋土挡墙的破坏机制与动力响应问题。根据第二、第三滑裂面产生条件,提出踵板长度临界系数λ_(cr),以界定长踵板式和短踵板式2种破坏模式。假设填土滑裂面为直线,应用极限分析上限定理,采用Mohr-Coulomb破坏准则,分别建立2种破坏模式下L型加筋土挡墙临界状态方程,推导其地震屈服加速度系数。根据极值原理给出最优解,得到临界屈服加速度系数及其对应的填土滑裂面倾角,分析破坏模式与临界屈服加速度系数受几何参数、物理力学参数和加筋作用的影响。通过算例分析可知:加筋作用可有效地提高L型挡墙的抗震能力,改变其破坏模式;当设计筋材拉伸强度较大时,L型加筋土挡墙只发生长踵板式破坏。

摘要：山地灾害体是复杂颗粒物质和流体所组成的多相介质。山地灾害物理模拟的尺度效应和相似性问题是关系颗粒物质动力学和防灾减灾研究的核心难题。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,中国科学院东川泥石流观测研究站、云南东川泥石流国家野外科学观测研究站于2024年在昆明市东川区蒋家沟建成了山地灾害大尺度动力学模拟实验平台(LEADS平台),这是全世界山地灾害物理模拟规模最大、自动化监测程度最高、系统数据采集同步性最佳的实验平台。LEADS平台充分满足山地灾害多相介质模拟的相似性准则、准确反映复杂介质的动力演化机制和防治工程体的调控机理、可以有效地指导工程设计,是我国减灾领域的国之重器,将成为山地灾害动力学研究和新型防治工程结构研发、测试、推广的实验示范基地。

摘要：根据澜沧江上游如美水电站工程建设迹地生态环境保护的迫切需要,在该区域取土场开展人工草地植被恢复试验。研究将砾石置放于回填土壤(未筛分土和筛分土)的表层(0-10cm)、中层(20-30cm)和下层(40-50cm),播撒人工草种垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb),进行人工草地建植,并监测群落冠层和根系生物量。结果表明,在回填未筛分土壤样地,砾石置放于表层、中层和下层的群落冠层生物量分别为136.5-526.7g·m^(-2)、98.9-372.5g·m^(-2)、79.8-373.2g·m^(-2),根系生物量分别为223.3-495.9g·m^(-2)、140.5-460.1g·m^(-2)、124.1-343.4g·m^(-2)。在回填筛分土壤样地中,砾石置放于表层、中层和下层的群落冠层生物量分别为134.8-415.5g·m^(-2)、88.3-288.9g·m^(-2)、73.9-260.5g·m^(-2),根系生物量分别为180.1-431.4g·m^(-2)、102.7-347.2g·m^(-2)、83.7-265.0g·m^(-2)。砾石置放于土壤表层可以显著提高人工草地的冠层和根系生物量(P<0.05)。研究结果揭示了砾石对青藏高原东缘水电工程取土场人工草地生物量分配的影响,以期对亚高山干旱区工程建设迹地与退化生态环境修复起到指导作用。

摘要：泥石流综合防治体系主要由稳固、拦挡、排导和停淤工程组成,其中停淤工程发挥重要的减灾作用。在查阅国内外泥石流停淤工程相关资料的基础上,对已建的停淤工程开展野外调查,总结停淤工程在设计和运行过程中存在的问题。具体表现在:1)停淤场内缺乏泥石流分流、导流及均衡停淤措施,导致停淤空间未合理利用;2)停淤工程设计仍以经验设计为主,尤其是停淤量以经验估算为主,计算结果与实际停淤量偏差大;3)停淤场内缺乏快速停淤和减速耗能措施,导致结构受损;4)传统停淤挡墙设计未考虑泥石流冲击力;5)停淤场占地面积与人类使用土地之间的矛盾等。基于以上问题,作者提出泥石流停淤工程均衡停淤的理念,并对以后泥石流停淤工程的设计和研究提出停淤空间优化配置、停淤挡墙结构型式和设计参数优化等方面的思考。

摘要：随着全球变暖,极端降雨事件增多,导致山区小流域灾害频发,严重威胁人民生命财产安全。小流域防灾减灾形式多样,其中生态工程措施与岩土工程措施相结合协同减灾的方式,不仅能够充分发挥两种措施在不同时间段的减灾作用,而且能够增加整体减灾功效。目前,受限于生态工程措施与岩土工程措施协同减灾原理不明,评估方法缺乏,导致二者无法有机结合并开展综合减灾效益评估。本文在基于自然解决方案的基础上,提出了山区小流域生态-岩土措施协同减灾的原理,即利用生态工程与岩土工程协作,通过坡面防护和沟道调控,形成稳定阶梯-深潭结构的生态工程-岩土工程措施协同减灾原理。在此基础上,结合地理信息系统和最优化原理,给出基于能量消减的小流域生态工程-岩土工程协同减灾功效的定量化评价方法,为规划、设计、物种选择以及生态工程与岩土工程对策的结合提供依据。

摘要：为定量化描述河流冲刷过程,文章在浅水波方程的基础上结合物质输移方程和地形演化方程,建立了二维河流冲刷数学模型,提出以有限体积法为基础的数值算法,针对复杂地形条件下河流冲刷过程开展了数值模拟研究。以冕宁县樟木沟为研究对象,进一步开展河流冲刷过程的实际案例模拟分析及影响因素研究,结果表明:模型及算法针对复杂地形条件下河流冲刷过程具有较高的模拟精度;冲刷过程中河床侵蚀深度随着河道断面流量的增加而增加,随着河水固相物质浓度的增加而增大。研究成果对冕宁县樟木沟修复具有参考价值,也为河流冲刷过程定量化分析提供方法及理论支撑。

摘要：楚梯岗沟是位于芒康县境内金沙江右岸的一条泥石流沟,流域面积6.67 km^(2)。该沟水土流失严重、泥石流活动频繁,主要的坡面侵蚀物源和崩滑堆积物源都集中分布于流域的下游区域,极易发生堵溃现象;多年的泥石流活动在堆积区形成一个巨大的堆积扇,严重挤压金沙江。在实地调查的基础上,通过利用雨洪法和形态调查法计算泥石流的活动特征参数并分析其堵河概率。结果表明:楚梯岗沟泥石流属于黏性泥石流,近期暴发的泥石流规模为“50年一遇”,当暴发“百年一遇”规模以上泥石流时,有可能堵塞金沙江。根据调查结果得出:在持续发生的泥石流活动对河床不断挤压的条件下,将来可能会完全堵塞金沙江。基于楚梯岗沟泥石流的孕灾环境,提出“稳固+拦挡”的灾害防治方案,在关键物源区布置谷坊群,在流域下游布置拦沙坝,达到既可以控制泥石流的暴发规模、改善流域内水土流失现状,又缓解泥石流堵河风险的目的。

摘要：文章致力于深入探索滑坡易发性建模中集成学习模型的不确定性和可解释性。以浙江省东部沿海山区为研究对象,利用谷歌历史影像与Sentinel-2A影像,记录了2016年超级台风“鲇鱼”触发的552起浅层滑坡事件。研究首先对连续型因子进行了不分级、等间距法和自然断点法的工况设计,进一步划分为4,6,8,12,16,20级。随后,引入了类别增强提升树模型(CatBoost)以评估不同工况下的滑坡易发性值,再结合受试者曲线与沙普利加性解释法分析,对建模过程中的不确定性和可解释性进行了深入研究,目的在于确定最优建模策略。结果表明:(1)在CatBoost模型计算中,河流距离成为最关键的影响因子,其次是与地质条件、人类活动相关的因子;(2)不分级工况下,模型能够获得最高的AUC值,达到0.866;(3)相较于等间距法,自然断点法的划分策略展现出更佳的泛化能力,且模型预测性能随着分级数量的增加而增加;(4)沙普利加性解释法模型揭示了主要影响因子道路距离、河流距离、DEM和坡向对台风诱发滑坡的控制机制。研究成果能够加深对滑坡易发性的理解,提高滑坡预测的准确性和可靠性,为相关地区的防灾减灾工作提供科学依据。

摘要：泄流孔堵塞对坝体结构稳定和长期安全运行有着极大的影响。现拦砂坝泄流孔的设计大多基于经验,缺乏定量分析方法。基于泥石流在泄流孔中的能量耗散过程,提出了基于获取必要参数情况下的泄流孔堵塞判识方法,分析了泄流孔设计参数和泥石流性质对堵塞的影响。进一步通过对比验证了判别方法的合理性,可将误差控制在15%以内。最后应用该法对四川省绵竹市文家沟的拦砂坝泄流孔进行了分析,结果表明该坝泄流孔较易发生充满全孔的泥石流停淤堵塞,与实地勘察结果一致。根据理论分析,为保证泥石流的顺畅排导,建议在该坝前布设能量调控设施,调控进入泄流孔的泥石流流速使其控制在合理范围内。