黃土高原是世界上黃土分布面積最廣、厚度最大、層續(xù)最全的地區(qū),借助這一優(yōu)勢,我國的黃土第四紀地質(zhì)和氣候環(huán)境研究處于國際領(lǐng)先水平。在黃土工程地質(zhì)方面,黃土因具有濕陷性而被作為一種特殊土,并對此開展了大量研究,指導(dǎo)了我國黃土地區(qū)眾多城市建設(shè)和重大工程實踐。黃土除了具有狹義的濕陷性以外,還具有廣義的水敏性,這一特性使得黃土滑坡成因機理更為復(fù)雜,防治技術(shù)難度更大,也導(dǎo)致了黃土高原成為我國三大地質(zhì)災(zāi)害最為嚴重的地區(qū)之一。本次研究以黃土高原為研究區(qū),以黃土水敏性為切入點,旨在揭示黃土水敏性的力學機制及其時空變化規(guī)律,探索降雨誘發(fā)淺層黃土滑坡預(yù)測新方法。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新成果如下:1.揭示了黃土水敏性的力學機制及其時空變化規(guī)律。在系統(tǒng)總結(jié)黃土高原成災(zāi)背景和黃土工程特性的基礎(chǔ)上,完成了黃土高原不同區(qū)域和不同時代黃土非飽和特性試驗,建立了黃土高原黃土的土水特征函數(shù)、滲透系數(shù)函數(shù)和吸應(yīng)力函數(shù)等非飽和特性數(shù)據(jù)庫;總結(jié)了黃土水敏性力學行為,認為含水量增加過程中,吸應(yīng)力變化引起的介質(zhì)宏觀變形能力是黃土水敏性的力學本質(zhì);發(fā)現(xiàn)了黃土高原黃土水敏性的時空變化規(guī)律,即在空間上,從西向東、由北向南,黃土的水敏性減弱;時間上... 

【文章來源】：西北大學陜西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學位級別】：博士

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研究方案流程圖

西北大學博士學位論文14候具明顯分帶性，從東南至西北，差別甚大，降水量遞減，干燥度劇增，大陸性氣候的表征特別明顯，可據(jù)此主要氣候要素的梯度變化，可劃分為三個氣候域（圖2-1）。即，東南部溫帶半濕潤氣候域，平均氣溫8-14℃，年降水量800-600mm，干燥度為1.00-1.30；中部中溫帶半干旱氣候域，平均氣溫4-12℃，年降水量400-600mm，干燥度為1.30-2.00；西北部中溫帶干旱氣候域，平均氣溫2-7℃，年降水量150-400mm，干燥度為2.00-6.00。年內(nèi)受季風環(huán)流影響，降水具季節(jié)變化大、分配不均的特點，存在明顯的干濕兩季。盛夏秋初，東南季風到達，暖濕海洋氣團臨空，為雨季，全年有50%-70%的降水集中在7、8、9月3個月，其中，7、8月2月多暴雨，9月多為連陰雨；冬春季節(jié)，受極地干冷氣團控制，天氣以晴為主，雨雪稀少，為干旱少雨期，冬季降水最少，僅為全年降水量的5%左右。平均每年有日暴雨0.5-1天，暴雨多的年份達2天或更多。據(jù)每年暴雨次數(shù)統(tǒng)計，包括3小時以下的局部短歷時暴雨和大面積日暴雨，黃土高原總頻率約為0.6次/年。圖2-1黃土高原氣候分區(qū)圖據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，受氣候控制，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害在全年均有發(fā)生，但在7—9月的降雨集中期，滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生頻率出現(xiàn)峰值，10月雖不是降雨集中期，但地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生頻率仍較高，說明地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生相對降雨具有一定的滯后性（圖2-2）。此外，由于區(qū)內(nèi)冬季寒冷干燥，春季氣溫快升多變，季節(jié)性凍融作用強烈，最大季節(jié)性凍土深度為1.0~2.5m，每年10-11月開始凍結(jié)，翌年2—4月解凍，雖然凍結(jié)層厚度不大，但由此引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害也較為嚴重（曾磊，2018）。

第二章黃土高原成災(zāi)背景與黃土工程特性15圖2-2有時間記錄的各月地質(zhì)災(zāi)害頻率2.1.2水系發(fā)育及其對地質(zhì)災(zāi)害的控制區(qū)內(nèi)河流屬黃河水系，河流眾多，溝壑縱橫，溝壑面積約占總土地面積的50%。河流順應(yīng)地勢由西北向東南注入黃河，干流深切，支流密布（雷祥義，2006）。流域范圍內(nèi)，地質(zhì)災(zāi)害的分布與水系的發(fā)育與分布關(guān)系密切，地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)育在黃河流域的一、二、三級支流溝谷兩岸和河流交匯處（圖2-3），如區(qū)內(nèi)的沮水河、葫蘆河、洛河交匯區(qū)域，南川河、西川河、長尾河與延河交匯區(qū)域，馬蓮河、四郎河、黑河與涇河交匯區(qū)域等（表2-1）。圖2-3黃土高原水系與地質(zhì)災(zāi)害分布相關(guān)圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]突發(fā)型黃土滑坡監(jiān)測預(yù)警理論方法研究——以甘肅黑方臺為例[J]. 許強,彭大雷,何朝陽,亓星,趙寬耀,修德皓.  工程地質(zhì)學報. 2020(01)
[2]黃土高原地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生規(guī)律[J]. 孫萍萍,張茂省,程秀娟,黃玉華,薛強,劉潔.  山地學報. 2019(05)
[3]降雨型滑坡安全預(yù)警模型研究進展[J]. 劉愛華,林澤雨,張巍.  科學技術(shù)與工程. 2019(28)
[4]基于人工智能（AI）的地質(zhì)災(zāi)害防控體系建設(shè)[J]. 張茂省,賈俊,王毅,牛千,毛伊敏,董英.  西北地質(zhì). 2019(02)
[5]黃土水敏性及其時空分布規(guī)律[J]. 孫萍萍,張茂省,馮立,王帥,黨心悅,劉蒙蒙.  西北地質(zhì). 2019(02)
[6]洛川典型剖面黃土的非飽和參數(shù)測試與分析[J]. 孫萍萍,馮立,張茂省,王曉飛,劉蒙蒙,王帥.  西北地質(zhì). 2019(02)
[7]基于天-空-地一體化的重大地質(zhì)災(zāi)害隱患早期識別與監(jiān)測預(yù)警[J]. 許強,董秀軍,李為樂.  武漢大學學報(信息科學版). 2019(07)
[8]面向黃土地質(zhì)災(zāi)害的優(yōu)勢流研究[J]. 張珊珊,張茂省,孫萍萍,董英,馮立.  蘭州大學學報(自然科學版). 2019(02)
[9]突發(fā)型黃土滑坡的臨界水位研究——以甘肅黑方臺黃土滑坡為例[J]. 許強,亓星,修德皓,趙寬耀.  水利學報. 2019(03)
[10]崩塌滑坡災(zāi)害風險識別方法初步研究[J]. 劉傳正.  工程地質(zhì)學報. 2019(01)

博士論文
[1]黃土滑坡潛在隱患早期識別研究[D]. 彭大雷.成都理工大學 2018
[2]黃土水敏特性及其災(zāi)變機制研究[D]. 冷艷秋.長安大學 2018
[3]季節(jié)性凍融過程黃土斜坡水文效應(yīng)及其穩(wěn)定性研究[D]. 曾磊.長安大學 2018
[4]陜北黃土滑坡風險評價及監(jiān)測預(yù)警技術(shù)方法研究[D]. 唐亞明.中國地質(zhì)大學（北京） 2012
[5]高速遠程黃土滑坡預(yù)測預(yù)報方法研究[D]. 龍建輝.長安大學 2008

碩士論文
[1]陜北黃土邊坡降雨入滲現(xiàn)場試驗及其災(zāi)害預(yù)警[D]. 張真.西安理工大學 2018
[2]GNSS實時相對定位技術(shù)及其在滑坡監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D]. 萬凌川.長安大學 2018
[3]周至任家城黃土邊坡穩(wěn)定性評價及監(jiān)測預(yù)警研究[D]. 張利勇.長安大學 2014
[4]黃土中水分遷移規(guī)律研究[D]. 李萍.長安大學 2013
[5]黃土的水敏性與結(jié)構(gòu)性研究[D]. 吳興輝.西安理工大學 2006



本文編號：3561435