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2023年
31卷
第4期
上一期
2023, 31(4): 1129-1144.
摘要
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新疆地域广阔，地质灾害点多、面广，自然地理条件和地质环境背景差距较大，因此地质灾害孕灾环境合理分区至关重要。本文在综合考虑地形地貌、地质构造、大气降水和工程地质条件等因素对崩滑流地质灾害分布影响的基础上进行了孕灾环境分区，并选取了不同典型区域内有代表性的崩滑流地质灾害开展影响因素和形成机制的专门研究。结果如下：(1)将新疆地区崩滑流地质灾害的孕灾环境划分为阿尔泰山与准噶尔西部山区、准噶尔盆地区、天山北麓区、天山南麓区、吐哈盆地区、塔里木盆地区、昆仑山区等共计7个区域；(2)空间分布上，新疆地区独有的崩滑流地质灾害分布规律是沿阿尔泰山、天山、昆仑山环绕准噶尔盆地和塔里木盆地，呈开口朝东的“E”字型分布，在时间分布上，新疆崩滑流地质灾害的发生与大气降水、冰雪融化关系最为密切；(3)阿尔泰山与准噶尔西部山区、天山南坡、阿尔金山与昆仑山3个区域崩塌和泥石流地质灾害最为发育，天山北坡滑坡和泥石流地质灾害最为发育，地形地貌、地层岩性、降水等地质环境条件与这些灾害的形成密不可分。本文的研究结果对于总结归纳新疆崩滑流地质灾害的分布、孕灾环境、孕灾机制等具有一定的推动作用，有利于进一步解决“地质灾害在哪里”这一地质灾害防治关键问题。
新疆地域广阔，地质灾害点多、面广，自然地理条件和地质环境背景差距较大，因此地质灾害孕灾环境合理分区至关重要。本文在综合考虑地形地貌、地质构造、大气降水和工程地质条件等因素对崩滑流地质灾害分布影响的基础上进行了孕灾环境分区，并选取了不同典型区域内有代表性的崩滑流地质灾害开展影响因素和形成机制的专门研究。结果如下：(1)将新疆地区崩滑流地质灾害的孕灾环境划分为阿尔泰山与准噶尔西部山区、准噶尔盆地区、天山北麓区、天山南麓区、吐哈盆地区、塔里木盆地区、昆仑山区等共计7个区域；(2)空间分布上，新疆地区独有的崩滑流地质灾害分布规律是沿阿尔泰山、天山、昆仑山环绕准噶尔盆地和塔里木盆地，呈开口朝东的“E”字型分布，在时间分布上，新疆崩滑流地质灾害的发生与大气降水、冰雪融化关系最为密切；(3)阿尔泰山与准噶尔西部山区、天山南坡、阿尔金山与昆仑山3个区域崩塌和泥石流地质灾害最为发育，天山北坡滑坡和泥石流地质灾害最为发育，地形地貌、地层岩性、降水等地质环境条件与这些灾害的形成密不可分。本文的研究结果对于总结归纳新疆崩滑流地质灾害的分布、孕灾环境、孕灾机制等具有一定的推动作用，有利于进一步解决“地质灾害在哪里”这一地质灾害防治关键问题。
2023, 31(4): 1145-1155.
新疆地质环境复杂多样、生态环境脆弱敏感，在极端天气及重大工程的扰动诱发下，地质灾害呈现频发、多发、高发态势，重大地质灾害风险的形势严峻复杂。新疆地质灾害以崩滑流为主，根据易发性划分为高、中、低3个等级。本文从地质灾害调查评价、监测预警、综合防治、应急响应、社会参与、学术研究等方面系统地总结了近年来新疆在地质灾害早期识别、预警防控、临灾避险等方面取得的显著成效。针对目前新疆地质灾害防控中存在的隐患早期识别能力不足、预警基础薄弱、理论创新不足、治理体系不够健全等问题，提出构建新疆地区地质灾害防控新机制的设想；基于重大工程扰动对新疆地质灾害进行了重点防治分区；提出构建以制度组织体系、源头管控体系、综合治理体系、科技创新体系为主要内容的新疆地质灾害防控体系，为积极防范和科学应对新疆地质灾害提供了新思路。
新疆地质环境复杂多样、生态环境脆弱敏感，在极端天气及重大工程的扰动诱发下，地质灾害呈现频发、多发、高发态势，重大地质灾害风险的形势严峻复杂。新疆地质灾害以崩滑流为主，根据易发性划分为高、中、低3个等级。本文从地质灾害调查评价、监测预警、综合防治、应急响应、社会参与、学术研究等方面系统地总结了近年来新疆在地质灾害早期识别、预警防控、临灾避险等方面取得的显著成效。针对目前新疆地质灾害防控中存在的隐患早期识别能力不足、预警基础薄弱、理论创新不足、治理体系不够健全等问题，提出构建新疆地区地质灾害防控新机制的设想；基于重大工程扰动对新疆地质灾害进行了重点防治分区；提出构建以制度组织体系、源头管控体系、综合治理体系、科技创新体系为主要内容的新疆地质灾害防控体系，为积极防范和科学应对新疆地质灾害提供了新思路。
2023, 31(4): 1156-1166.
新疆是丝绸之路经济带的核心区，其孕灾地质环境条件与我国中东部地区存在较大差异性，是全国受地质灾害影响较严重省区之一。面对新疆地区面积大和特殊的孕灾地质环境条件，先将全疆划分为4个区域开展易发性和危险性评价工作，并选取局部高差、坡度、地貌类型、工程地质岩组、平均温度、平均降雨量、归一化植被指数(NDVI)以及雪线分布等评价指标因子，通过证据权模型对新疆地区地质灾害易发性进行评价，并在地质灾害易发性评价基础上叠加最大降雨量作为地质灾害危险性诱发因素，最后通过专家打分矩阵分析法对全疆地质灾害危险性进行评价。研究结果表明：全疆共划分为8个地质灾害高易发区和极高危险区，主要分布在准噶尔西部山地、阿尔泰山、伊犁谷地山区、天山北麓、吐哈盆地、天山南麓、南疆西部天山、西昆仑山以及东昆仑山等地区；以全疆17 362处地质灾害点为样本数据，经验证共有96.16%灾害点分布在高、中、低易发区；以全疆2011~2022年发生的336起地质灾害点为样本数据，经验证共有326起地质灾害分布在极高、高、中危险区，占比达到97.02%。研究结果可为新疆地区最大程度降低地质灾害风险提供科学依据，也可为其他省级区域开展地质灾害易发性和危险性评价工作提供重要参考。
新疆是丝绸之路经济带的核心区，其孕灾地质环境条件与我国中东部地区存在较大差异性，是全国受地质灾害影响较严重省区之一。面对新疆地区面积大和特殊的孕灾地质环境条件，先将全疆划分为4个区域开展易发性和危险性评价工作，并选取局部高差、坡度、地貌类型、工程地质岩组、平均温度、平均降雨量、归一化植被指数(NDVI)以及雪线分布等评价指标因子，通过证据权模型对新疆地区地质灾害易发性进行评价，并在地质灾害易发性评价基础上叠加最大降雨量作为地质灾害危险性诱发因素，最后通过专家打分矩阵分析法对全疆地质灾害危险性进行评价。研究结果表明：全疆共划分为8个地质灾害高易发区和极高危险区，主要分布在准噶尔西部山地、阿尔泰山、伊犁谷地山区、天山北麓、吐哈盆地、天山南麓、南疆西部天山、西昆仑山以及东昆仑山等地区；以全疆17 362处地质灾害点为样本数据，经验证共有96.16%灾害点分布在高、中、低易发区；以全疆2011~2022年发生的336起地质灾害点为样本数据，经验证共有326起地质灾害分布在极高、高、中危险区，占比达到97.02%。研究结果可为新疆地区最大程度降低地质灾害风险提供科学依据，也可为其他省级区域开展地质灾害易发性和危险性评价工作提供重要参考。
2023, 31(4): 1167-1185.
土质崩塌是一种危险性极高且广泛分布的地质灾害，是当前地质灾害领域研究的热点问题。近年来阿克苏地区一带土质崩塌灾害发灾频率显著上升，尤其是以温宿县卡坡区域为中心的土质崩塌群最为典型，由于该区域受地形地貌、复杂地层、侵蚀作用等影响，至今仍存在众多崩塌隐患点，严重威胁周边居民的生命财产安全。本研究以温宿县卡坡崩塌群为研究对象，通过野外调查、收集资料、理论分析等手段，阐述了卡坡崩塌群地质灾害的基本特征和类型，深入剖析其影响因素及形成机理，对失稳模式过程进行归纳总结，并根据崩塌失稳过程的演化关系，总结灾害的启动规律与演化模式。研究结果表明，卡坡崩塌群的形成是多因素相耦合的结果，其中土体自身性质和降雨是最重要的影响因素；研究区崩塌多以倾倒式为主，针对该类型的运动失稳模式，本文从节理裂隙发育、降雨入渗、坡脚凹腔破坏和土体强度变化等多角度出发，将研究区倾倒式崩塌的失稳演化过程归纳为“节理裂隙-凹腔发育阶段→水-节理面作用阶段→危岩体沿支撑点的倾倒运动阶段→崩塌体的失稳堆积阶段”4个过程。本文的研究成果能为该地区及类似土质崩塌的形成机理和失稳规律的系统性研究提供借鉴意义和理论支撑。
土质崩塌是一种危险性极高且广泛分布的地质灾害，是当前地质灾害领域研究的热点问题。近年来阿克苏地区一带土质崩塌灾害发灾频率显著上升，尤其是以温宿县卡坡区域为中心的土质崩塌群最为典型，由于该区域受地形地貌、复杂地层、侵蚀作用等影响，至今仍存在众多崩塌隐患点，严重威胁周边居民的生命财产安全。本研究以温宿县卡坡崩塌群为研究对象，通过野外调查、收集资料、理论分析等手段，阐述了卡坡崩塌群地质灾害的基本特征和类型，深入剖析其影响因素及形成机理，对失稳模式过程进行归纳总结，并根据崩塌失稳过程的演化关系，总结灾害的启动规律与演化模式。研究结果表明，卡坡崩塌群的形成是多因素相耦合的结果，其中土体自身性质和降雨是最重要的影响因素；研究区崩塌多以倾倒式为主，针对该类型的运动失稳模式，本文从节理裂隙发育、降雨入渗、坡脚凹腔破坏和土体强度变化等多角度出发，将研究区倾倒式崩塌的失稳演化过程归纳为“节理裂隙-凹腔发育阶段→水-节理面作用阶段→危岩体沿支撑点的倾倒运动阶段→崩塌体的失稳堆积阶段”4个过程。本文的研究成果能为该地区及类似土质崩塌的形成机理和失稳规律的系统性研究提供借鉴意义和理论支撑。
2023, 31(4): 1186-1199.
新疆阿勒泰骆驼峰崩塌位于阿勒泰市重点景区中，对游客、坡前公路及过往人员车辆构成威胁。新疆阿勒泰复向斜褶皱发育复杂，岩体在内外地质作用下劈理和节理等地质构造较为发育，导致该地区崩塌地质灾害危害程度较高。为有效防控阿勒泰市骆驼峰崩塌灾害，综合利用野外地质调查、InSAR监测、节理统计及理论分析等方法，探明了骆驼峰崩塌危岩体的几何形态和变形破坏特征，揭示了其成因和破坏机理。结果表明，研究区以滑移式崩塌为主，共分为崩塌区、陡崖斜坡和堆积区3个区段；得到最优势节理结构面曲线产状为37°∠70°，总结出该崩塌共存在3种岩体破坏模式；崩塌失稳模式为卸荷-拉裂-滑移，破坏机理可总结为地质构造-地形高差-节理结构面剪切-岩性差异性风化-水、冻融作用等因素诱发-岩体拉裂卸荷等多方面共同作用导致崩塌的变形破坏。研究成果可为阿勒泰骆驼峰景区地质灾害防灾减灾、景区开发规划提供参考，也为类似地区的凝灰岩崩塌灾害的发育特征及破坏机理研究提供借鉴。
新疆阿勒泰骆驼峰崩塌位于阿勒泰市重点景区中，对游客、坡前公路及过往人员车辆构成威胁。新疆阿勒泰复向斜褶皱发育复杂，岩体在内外地质作用下劈理和节理等地质构造较为发育，导致该地区崩塌地质灾害危害程度较高。为有效防控阿勒泰市骆驼峰崩塌灾害，综合利用野外地质调查、InSAR监测、节理统计及理论分析等方法，探明了骆驼峰崩塌危岩体的几何形态和变形破坏特征，揭示了其成因和破坏机理。结果表明，研究区以滑移式崩塌为主，共分为崩塌区、陡崖斜坡和堆积区3个区段；得到最优势节理结构面曲线产状为37°∠70°，总结出该崩塌共存在3种岩体破坏模式；崩塌失稳模式为卸荷-拉裂-滑移，破坏机理可总结为地质构造-地形高差-节理结构面剪切-岩性差异性风化-水、冻融作用等因素诱发-岩体拉裂卸荷等多方面共同作用导致崩塌的变形破坏。研究成果可为阿勒泰骆驼峰景区地质灾害防灾减灾、景区开发规划提供参考，也为类似地区的凝灰岩崩塌灾害的发育特征及破坏机理研究提供借鉴。
2023, 31(4): 1200-1212.
准确识别雪崩潜在释放区或雪崩高易发区域对高寒山区工程建设减灾防灾意义重大，特别是在雪崩监测数据缺失地区，能够提供重要的区域性灾害风险预估参考。本文以新疆天山地区伊阿铁路沿线区域为例，将铁路沿线154个雪崩范围形成区作为评价样本，开展基于机器学习算法的雪崩易发性评价，构建新疆天山地区伊阿铁路沿线雪崩易发性评价体系；开展基于数据叠加的雪崩潜在释放区(PRA)识别，绘制伊阿铁路沿线雪崩潜在释放区分布图，并对两个结果通过Kappa系数和AUC值进行检验，并对比讨论。结果显示，支持向量机(SVM)、多层感知器(MLP)、PRA的Kappa系数分别为0.806、0.774、0.600；AUC值分别为0.993、0.961、0.802，机器学习算法在雪崩易发性评价中的表现优于传统的基于数据叠加的雪崩潜在释放区识别算法；两种机器学习算法模型均精度高，其中支持向量机(SVM)算法表现最佳，优于多层感知器(MLP)，评价结果比较符合野外雪崩发育实际情况，可为高寒山区重大工程建设的雪崩防灾减灾工作提供基础的科学依据；雪崩潜在释放区的自动识别算法评价能力较弱，评价结果基本符合野外雪崩发育实际情况，对于缺乏可用数据的高寒山区具有评价意义。
准确识别雪崩潜在释放区或雪崩高易发区域对高寒山区工程建设减灾防灾意义重大，特别是在雪崩监测数据缺失地区，能够提供重要的区域性灾害风险预估参考。本文以新疆天山地区伊阿铁路沿线区域为例，将铁路沿线154个雪崩范围形成区作为评价样本，开展基于机器学习算法的雪崩易发性评价，构建新疆天山地区伊阿铁路沿线雪崩易发性评价体系；开展基于数据叠加的雪崩潜在释放区(PRA)识别，绘制伊阿铁路沿线雪崩潜在释放区分布图，并对两个结果通过Kappa系数和AUC值进行检验，并对比讨论。结果显示，支持向量机(SVM)、多层感知器(MLP)、PRA的Kappa系数分别为0.806、0.774、0.600；AUC值分别为0.993、0.961、0.802，机器学习算法在雪崩易发性评价中的表现优于传统的基于数据叠加的雪崩潜在释放区识别算法；两种机器学习算法模型均精度高，其中支持向量机(SVM)算法表现最佳，优于多层感知器(MLP)，评价结果比较符合野外雪崩发育实际情况，可为高寒山区重大工程建设的雪崩防灾减灾工作提供基础的科学依据；雪崩潜在释放区的自动识别算法评价能力较弱，评价结果基本符合野外雪崩发育实际情况，对于缺乏可用数据的高寒山区具有评价意义。
2023, 31(4): 1213-1224.
围岩冻融损伤劣化加剧了寒区隧道衬砌结构破坏，为探究新疆高寒隧道强风化炭质板岩围岩冻融损伤劣化规律及各向异性特征，制取层理倾角θ=0°、45°、90° 3种板岩试样，在开放饱水的条件下进行了0次、10次、20次、30次、40次冻融循环试验，并对冻融循环后的试样进行宏观力学性能试验及断裂面扫描电镜测试。结果表明：在冻融循环作用下，强风化板岩的冻融损伤多集中于节理裂隙等软弱结构处，损伤模式主要为顺层理裂隙萌生、顺层理剥落及顺层理断裂，板岩自然饱和质量呈现先缓慢增加后迅速递减的趋势；不同层理倾角板岩强度特征差异较大且受风化作用与冻融循环作用影响显著，伴随着冻融循环次数的增加，板岩抗压强度、弹性模量均呈现非线性衰减趋势，冻融受荷损伤变量逐渐增大，3种层理倾角板岩抵抗冻融损伤作用的关系为0°＞90°＞45°；扫描电镜图像观察到板岩层理断裂表现出显著的脆性特征，但多次的冻融循环作用使板岩受荷破坏破裂面表现出一定的塑性特征。研究发现倾角为0°层理构造的板岩受冻融环境的影响相对较小，具有更加稳定的力学性质，研究揭示了强风化定向层理板岩各向异性冻融损伤劣化规律，可为定向产状结构围岩背景下的寒区隧道工程冻害风险评估提供参考。
围岩冻融损伤劣化加剧了寒区隧道衬砌结构破坏，为探究新疆高寒隧道强风化炭质板岩围岩冻融损伤劣化规律及各向异性特征，制取层理倾角θ=0°、45°、90° 3种板岩试样，在开放饱水的条件下进行了0次、10次、20次、30次、40次冻融循环试验，并对冻融循环后的试样进行宏观力学性能试验及断裂面扫描电镜测试。结果表明：在冻融循环作用下，强风化板岩的冻融损伤多集中于节理裂隙等软弱结构处，损伤模式主要为顺层理裂隙萌生、顺层理剥落及顺层理断裂，板岩自然饱和质量呈现先缓慢增加后迅速递减的趋势；不同层理倾角板岩强度特征差异较大且受风化作用与冻融循环作用影响显著，伴随着冻融循环次数的增加，板岩抗压强度、弹性模量均呈现非线性衰减趋势，冻融受荷损伤变量逐渐增大，3种层理倾角板岩抵抗冻融损伤作用的关系为0°＞90°＞45°；扫描电镜图像观察到板岩层理断裂表现出显著的脆性特征，但多次的冻融循环作用使板岩受荷破坏破裂面表现出一定的塑性特征。研究发现倾角为0°层理构造的板岩受冻融环境的影响相对较小，具有更加稳定的力学性质，研究揭示了强风化定向层理板岩各向异性冻融损伤劣化规律，可为定向产状结构围岩背景下的寒区隧道工程冻害风险评估提供参考。
2023, 31(4): 1225-1234.
气候变暖为冻土区域的工程建设带来更多不确定性，查明冻土的地质成因及其融沉特性对于工程选址以及工法选择等尤为重要。本文以南天山地区的苏力间沟内分布的山地冻土为研究对象，通过钻探、高密度电法、地温监测以及室内试验等，查明该区域冻土的空间分布，剖析冻土形成条件和形成机理模式，揭示其融沉特性及影响因素。结果表明：苏力间沟内多年冻土和季节性冻土均有分布，季节性冻土和不连续多年冻土主要分布在左岸，即阳坡坡麓；连续多年冻土主要分布在苏力间河右岸，即阴坡坡麓；冻土层分布深度和厚度不均匀，多分布在1.9~2.7 m厚的表土下，厚约1.5~10 m；在冻土地质成因模式上分为阴坡富水低温成因模式和阳坡坡面汇流成因模式；苏力间沟多年冻土区的融沉系数介于0.39%和91.25%之间，其中连续多年冻土区的融沉系数多值区间在42.5%和68.75%之间，平均值为55.62%；苏力间沟多年冻土融沉系数与总含水率、天然密度、干密度、天然孔隙比和液性指数相关性较高，皮尔森相关系数均达0.8以上。
气候变暖为冻土区域的工程建设带来更多不确定性，查明冻土的地质成因及其融沉特性对于工程选址以及工法选择等尤为重要。本文以南天山地区的苏力间沟内分布的山地冻土为研究对象，通过钻探、高密度电法、地温监测以及室内试验等，查明该区域冻土的空间分布，剖析冻土形成条件和形成机理模式，揭示其融沉特性及影响因素。结果表明：苏力间沟内多年冻土和季节性冻土均有分布，季节性冻土和不连续多年冻土主要分布在左岸，即阳坡坡麓；连续多年冻土主要分布在苏力间河右岸，即阴坡坡麓；冻土层分布深度和厚度不均匀，多分布在1.9~2.7 m厚的表土下，厚约1.5~10 m；在冻土地质成因模式上分为阴坡富水低温成因模式和阳坡坡面汇流成因模式；苏力间沟多年冻土区的融沉系数介于0.39%和91.25%之间，其中连续多年冻土区的融沉系数多值区间在42.5%和68.75%之间，平均值为55.62%；苏力间沟多年冻土融沉系数与总含水率、天然密度、干密度、天然孔隙比和液性指数相关性较高，皮尔森相关系数均达0.8以上。
2023, 31(4): 1235-1246.
新疆天山山脉海拔落差大，受气候及地形条件的影响其垂直分带性显著。天山山脉独特的地理位置及地质构造特征决定了山脉植被特征及垂直带谱发育的复杂性，也是影响坡积土分布与发育的重要条件。本文通过总结新疆天山山脉整体空间地理格局、地质造山过程和特殊地质地貌发育特征，进而明确了坡积土的风化成生过程及演化机制，并分析了天山山脉垂直分带划分界限及各分带内坡积土表层植被和地质灾害分布特征。研究表明：(1)新疆天山山脉横贯新疆中部，山脉发育主要受到古生代陆缘增生-碰撞造山、新生代晚期陆内造山及持续的冰川侵蚀等作用演化而成，其独特气候环境条件的差异性及规律性造就了天山山脉地貌发育具有水平过渡完整、垂直分带特性显著等特点；(2)天山山脉坡积土风化成生过程经历了原位风化、运移沉积及有机质积聚三环节，各环节依次进行又同时发生，具有循环递进特点；(3)依据海拔梯度与水热条件可将坡积土类型进行垂直分带划分，主要表现在：以博格达峰为代表的天山山脉北坡坡积土类型沿海拔由高到低依次为高山原始土、高山-亚高山草甸土、山地黑钙土、栗钙土、灰褐土、荒漠灰棕漠土；以托木尔峰为代表的天山山脉南坡坡积土类型沿海拔由高到低依次为：高山原始土、高山-亚高山草甸土、淡栗钙土、棕钙土、棕漠土；(4)天山山脉坡积土地质灾害受不同海拔处地貌条件及气候环境因素影响而产生了垂直分带特性，可以划分为冰川动力作用型、冰水侵蚀作用型、降水补给作用型。研究为明晰不同海拔内坡积土垂直分带及地质灾害特征提供基础指导价值。
新疆天山山脉海拔落差大，受气候及地形条件的影响其垂直分带性显著。天山山脉独特的地理位置及地质构造特征决定了山脉植被特征及垂直带谱发育的复杂性，也是影响坡积土分布与发育的重要条件。本文通过总结新疆天山山脉整体空间地理格局、地质造山过程和特殊地质地貌发育特征，进而明确了坡积土的风化成生过程及演化机制，并分析了天山山脉垂直分带划分界限及各分带内坡积土表层植被和地质灾害分布特征。研究表明：(1)新疆天山山脉横贯新疆中部，山脉发育主要受到古生代陆缘增生-碰撞造山、新生代晚期陆内造山及持续的冰川侵蚀等作用演化而成，其独特气候环境条件的差异性及规律性造就了天山山脉地貌发育具有水平过渡完整、垂直分带特性显著等特点；(2)天山山脉坡积土风化成生过程经历了原位风化、运移沉积及有机质积聚三环节，各环节依次进行又同时发生，具有循环递进特点；(3)依据海拔梯度与水热条件可将坡积土类型进行垂直分带划分，主要表现在：以博格达峰为代表的天山山脉北坡坡积土类型沿海拔由高到低依次为高山原始土、高山-亚高山草甸土、山地黑钙土、栗钙土、灰褐土、荒漠灰棕漠土；以托木尔峰为代表的天山山脉南坡坡积土类型沿海拔由高到低依次为：高山原始土、高山-亚高山草甸土、淡栗钙土、棕钙土、棕漠土；(4)天山山脉坡积土地质灾害受不同海拔处地貌条件及气候环境因素影响而产生了垂直分带特性，可以划分为冰川动力作用型、冰水侵蚀作用型、降水补给作用型。研究为明晰不同海拔内坡积土垂直分带及地质灾害特征提供基础指导价值。
2023, 31(4): 1247-1260.
伊犁黄土具有强湿陷性、高易溶盐含量等地域性特征，成为伊犁谷地地质灾害发育的重要物质基础。本文在总结伊犁谷地黄土的成因、分布、成分及黄土地质灾害分布特征的基础上，分析了含水率、干密度、垂直荷载、易溶盐含量、基质吸力及冻融循环次数对伊犁黄土水-力学特性的影响，总结了伊犁黄土滑坡灾害类型及特性。受谷地喇叭状地形及气候影响，伊犁黄土埋深呈中部深两侧浅分布，粒径由西向东逐渐变细，与黄土滑坡灾害分布呈正相关。伊犁黄土湿陷性受控于垂直荷载，在含水率为8% ~10%达到最大，与干密度呈负相关。伊犁黄土湿陷性与垂直荷载关系符合Biphasic Hill方程。易溶盐含量对伊犁黄土抗剪强度具有重要影响，与黏聚力呈负相关；冻融循环次数增大会导致黄土结构破坏、裂隙率快速增大，伊犁黄土渗透系数先增后减，黏聚力快速减少。从地质结构、动力条件、滑动机制等方面将伊犁黄土滑坡进行分类总结；分别对不同动力成因下的黄土滑坡灾变机理进行阐述。研究成果对伊犁黄土滑坡研究和防治、滑坡灾害预测具有一定的指导意义和适用价值。
伊犁黄土具有强湿陷性、高易溶盐含量等地域性特征，成为伊犁谷地地质灾害发育的重要物质基础。本文在总结伊犁谷地黄土的成因、分布、成分及黄土地质灾害分布特征的基础上，分析了含水率、干密度、垂直荷载、易溶盐含量、基质吸力及冻融循环次数对伊犁黄土水-力学特性的影响，总结了伊犁黄土滑坡灾害类型及特性。受谷地喇叭状地形及气候影响，伊犁黄土埋深呈中部深两侧浅分布，粒径由西向东逐渐变细，与黄土滑坡灾害分布呈正相关。伊犁黄土湿陷性受控于垂直荷载，在含水率为8% ~10%达到最大，与干密度呈负相关。伊犁黄土湿陷性与垂直荷载关系符合Biphasic Hill方程。易溶盐含量对伊犁黄土抗剪强度具有重要影响，与黏聚力呈负相关；冻融循环次数增大会导致黄土结构破坏、裂隙率快速增大，伊犁黄土渗透系数先增后减，黏聚力快速减少。从地质结构、动力条件、滑动机制等方面将伊犁黄土滑坡进行分类总结；分别对不同动力成因下的黄土滑坡灾变机理进行阐述。研究成果对伊犁黄土滑坡研究和防治、滑坡灾害预测具有一定的指导意义和适用价值。
2023, 31(4): 1261-1268.
新疆伊犁地区冻害严重，尤以滑坡灾害最显著，主要体现在冻融作用下原状黄土的水力特性劣化方面，然而其水力特性的劣化规律和微观机制目前并不明晰，因此本文开展了冻融前后伊犁原状黄土的水力试验和微观试验研究。结果表明：冻融作用使得黄土内部的胶结性和结构完整性遭受破坏，在原位有效应力施加于冻融后的原状黄土，后续加上水分浸泡后，黄土会产生更大变形，因而冻融后原状黄土的自重湿陷性系数增加和孔隙比减小。冻融作用会使得原状黄土内部产生大裂缝和大孔径，渗流过程中水分会从大裂缝和大孔隙流失，因而冻融后原状黄土的渗透系数增加。冻融循环中的冻胀作用使得原状黄土内部自由水变成冰体，产生膨胀作用，其会破坏原状黄土的胶结性和结构完整性，同时产生大裂缝和大孔径，最终造成原状黄土的剪切强度和黏聚力降低。反复的冻融使得土颗粒发生破坏、移位，形成较为复杂的接触形式，从而使得内摩擦角减小并不显著。
新疆伊犁地区冻害严重，尤以滑坡灾害最显著，主要体现在冻融作用下原状黄土的水力特性劣化方面，然而其水力特性的劣化规律和微观机制目前并不明晰，因此本文开展了冻融前后伊犁原状黄土的水力试验和微观试验研究。结果表明：冻融作用使得黄土内部的胶结性和结构完整性遭受破坏，在原位有效应力施加于冻融后的原状黄土，后续加上水分浸泡后，黄土会产生更大变形，因而冻融后原状黄土的自重湿陷性系数增加和孔隙比减小。冻融作用会使得原状黄土内部产生大裂缝和大孔径，渗流过程中水分会从大裂缝和大孔隙流失，因而冻融后原状黄土的渗透系数增加。冻融循环中的冻胀作用使得原状黄土内部自由水变成冰体，产生膨胀作用，其会破坏原状黄土的胶结性和结构完整性，同时产生大裂缝和大孔径，最终造成原状黄土的剪切强度和黏聚力降低。反复的冻融使得土颗粒发生破坏、移位，形成较为复杂的接触形式，从而使得内摩擦角减小并不显著。
2023, 31(4): 1269-1281.
新疆伊犁地区融雪季节和雨季黄土滑坡灾害频繁发生，亟需探究伊犁地区黄土在不同冻融循环次数和含水率条件下力学强度的变化特征，本文以伊犁地区新源县某天然黄土斜坡处的黄土作为研究对象，通过室内三轴压缩试验和扫描电子显微镜试验来探究伊犁地区黄土的宏微观特性变化。主要研究成果如下：(1)不同冻融循环次数条件下，室内三轴压缩试验过程中以轴向变形为主，变形破坏机制由挤压-横向拉裂型向弯曲-纵向拉裂型转变。试样黏聚力总体上先减小后增大然后稳定，而内摩擦角总体的变化趋势为先增大后减小。(2)含水率对黄土试样硬化-软化程度影响较大，随着含水率的增加，应变逐渐呈现出弱软化-弱硬化-一般硬化-弱软化的变化趋势。试样的黏聚力、内摩擦角随着含水率的增高均呈现先增大后减小的二次抛物线关系。(3)在不同冻融循环条件下，黄土微结构由粒状、镶嵌、面胶结-微胶结结构转变为凝块、分散、点接触-胶结结构；小颗粒通过凝结作用形成了大颗粒，颗粒形态变得复杂，接近等轴的颗粒在减少，排列变得无序，黄土颗粒不断裂解充填孔隙，凝聚扩大孔隙，孔隙形态趋近于简单。总体上伊犁地区黄土的微观颗粒结构经历了一个稳定-不稳定-稳定的过程。(4)随着含水率的增加，黄土微结构为粒状、镶嵌、面胶结-微胶结结构，伊犁地区黄土含水率存在一个特殊值——最优含水率，在其附近黄土大颗粒最多、接近等轴的颗粒最多、轮廓线最简单、颗粒排列最有序。本研究结果以期为伊犁地区黄土滑坡灾害的预测与防治提供理论依据并奠定基础。
新疆伊犁地区融雪季节和雨季黄土滑坡灾害频繁发生，亟需探究伊犁地区黄土在不同冻融循环次数和含水率条件下力学强度的变化特征，本文以伊犁地区新源县某天然黄土斜坡处的黄土作为研究对象，通过室内三轴压缩试验和扫描电子显微镜试验来探究伊犁地区黄土的宏微观特性变化。主要研究成果如下：(1)不同冻融循环次数条件下，室内三轴压缩试验过程中以轴向变形为主，变形破坏机制由挤压-横向拉裂型向弯曲-纵向拉裂型转变。试样黏聚力总体上先减小后增大然后稳定，而内摩擦角总体的变化趋势为先增大后减小。(2)含水率对黄土试样硬化-软化程度影响较大，随着含水率的增加，应变逐渐呈现出弱软化-弱硬化-一般硬化-弱软化的变化趋势。试样的黏聚力、内摩擦角随着含水率的增高均呈现先增大后减小的二次抛物线关系。(3)在不同冻融循环条件下，黄土微结构由粒状、镶嵌、面胶结-微胶结结构转变为凝块、分散、点接触-胶结结构；小颗粒通过凝结作用形成了大颗粒，颗粒形态变得复杂，接近等轴的颗粒在减少，排列变得无序，黄土颗粒不断裂解充填孔隙，凝聚扩大孔隙，孔隙形态趋近于简单。总体上伊犁地区黄土的微观颗粒结构经历了一个稳定-不稳定-稳定的过程。(4)随着含水率的增加，黄土微结构为粒状、镶嵌、面胶结-微胶结结构，伊犁地区黄土含水率存在一个特殊值——最优含水率，在其附近黄土大颗粒最多、接近等轴的颗粒最多、轮廓线最简单、颗粒排列最有序。本研究结果以期为伊犁地区黄土滑坡灾害的预测与防治提供理论依据并奠定基础。
2023, 31(4): 1282-1292.
由于湿陷性黄土地区地质灾害防治工程地基处理不当，使得黄土地区的非均匀湿陷性对地质灾害的防治工程造成一定威胁。因此，选取合适的参数建立黄土湿陷性预测模型能为黄土地区地质灾害防治工程的基础设计提供理论依据。本文以伊犁河谷地区巩留县黄土为研究对象，在前期收集该地区69组土工试验参数的基础上，借助数理统计的方法对该地区黄土湿陷系数和土性指标参数的相关性进行了分析，并采用多元线性回归理论和神经网络理论建立了该地区黄土湿陷性评价的预测模型。研究结果表明：研究区土体微观结构多表现为絮凝状结构，以支架接触方式为主，矿物颗粒多呈现薄片状，孔隙结构多呈现孔状或不规则状；研究区黄土湿陷系数与含水率、密度、干密度、饱和度、孔隙比、孔隙率相关系数在0.645~0.857之间，具有强或极强的相关性；通过对研究区建立的黄土湿陷性多元线性回归模型和RBF神经网络模型的综合对比，RBF神经网络模型更具有适用性、可信性和准确性，其准确性达到94.20%。因此，建立的RBF神经网络模型精度能够满足实际工程的需要，为解决该地区黄土湿陷性评价问题提供了新的思路。
由于湿陷性黄土地区地质灾害防治工程地基处理不当，使得黄土地区的非均匀湿陷性对地质灾害的防治工程造成一定威胁。因此，选取合适的参数建立黄土湿陷性预测模型能为黄土地区地质灾害防治工程的基础设计提供理论依据。本文以伊犁河谷地区巩留县黄土为研究对象，在前期收集该地区69组土工试验参数的基础上，借助数理统计的方法对该地区黄土湿陷系数和土性指标参数的相关性进行了分析，并采用多元线性回归理论和神经网络理论建立了该地区黄土湿陷性评价的预测模型。研究结果表明：研究区土体微观结构多表现为絮凝状结构，以支架接触方式为主，矿物颗粒多呈现薄片状，孔隙结构多呈现孔状或不规则状；研究区黄土湿陷系数与含水率、密度、干密度、饱和度、孔隙比、孔隙率相关系数在0.645~0.857之间，具有强或极强的相关性；通过对研究区建立的黄土湿陷性多元线性回归模型和RBF神经网络模型的综合对比，RBF神经网络模型更具有适用性、可信性和准确性，其准确性达到94.20%。因此，建立的RBF神经网络模型精度能够满足实际工程的需要，为解决该地区黄土湿陷性评价问题提供了新的思路。
2023, 31(4): 1293-1306.
伊犁种蜂场滑坡受自然降雨以及人类工程活动切坡影响，对下部居民及各类设施造成严重威胁，目前该滑坡已完成防治项目，但其成因机制与致灾机理仍不明晰，防治工程效果如何也没有得到很好的评价。鉴于此，本文以种蜂场滑坡为研究对象，通过野外地质调查、无人机航拍、D-InSAR技术、室内试验及理论分析等多种手段，探明了种蜂场降雨型滑坡成因机制与失稳模式，评价了其防治工程效能。研究结果表明，工程活动切坡导致坡体失去重要阻滑段产生临空面，粉土表部节理、裂隙、虫孔和根孔的发育为降雨入渗提供了优势通道，丰富的自然降雨通过入渗表部土体和抬升地下水位促使坡体内部滑移面的生成，该滑坡属于典型的降雨型滑坡，其失稳模式为牵引式渐进破坏模式。通过D-InSAR技术监测分析，该滑坡工程防治前地表形变量变化范围为36~44cm ·a-1，防治后地表形变量变化范围-4~4cm ·a-1，地表形变量明显减小，同时结合现场调查情况分析，得出种蜂场滑坡防治效果明显。本文成果丰富了伊犁降雨型滑坡的研究，也为该地区同类型滑坡灾害防治提供参考及借鉴。
伊犁种蜂场滑坡受自然降雨以及人类工程活动切坡影响，对下部居民及各类设施造成严重威胁，目前该滑坡已完成防治项目，但其成因机制与致灾机理仍不明晰，防治工程效果如何也没有得到很好的评价。鉴于此，本文以种蜂场滑坡为研究对象，通过野外地质调查、无人机航拍、D-InSAR技术、室内试验及理论分析等多种手段，探明了种蜂场降雨型滑坡成因机制与失稳模式，评价了其防治工程效能。研究结果表明，工程活动切坡导致坡体失去重要阻滑段产生临空面，粉土表部节理、裂隙、虫孔和根孔的发育为降雨入渗提供了优势通道，丰富的自然降雨通过入渗表部土体和抬升地下水位促使坡体内部滑移面的生成，该滑坡属于典型的降雨型滑坡，其失稳模式为牵引式渐进破坏模式。通过D-InSAR技术监测分析，该滑坡工程防治前地表形变量变化范围为36~44cm ·a-1，防治后地表形变量变化范围-4~4cm ·a-1，地表形变量明显减小，同时结合现场调查情况分析，得出种蜂场滑坡防治效果明显。本文成果丰富了伊犁降雨型滑坡的研究，也为该地区同类型滑坡灾害防治提供参考及借鉴。
2023, 31(4): 1307-1318.
伊犁地区属典型季节性冻土区，冻融黄土滑坡发育强烈，对人民生命财产安全造成巨大隐患。本文以伊宁县喀拉亚尕奇乡冻融黄土滑坡作为研究对象，采用现场实地调查、原位地温监测、室内试验和数值模拟方法等手段，开展冻融黄土滑坡形成机理研究。通过分析研究区内冻融黄土滑坡的发育特征及影响因素，证实了黄土滑坡表层土体受冻融循环作用的长期影响，并且将研究区内的季节冻融循环总结为未冻期、交替冻结期、冻结期、融解期4个阶段。结果表明，原状黄土的黏聚力受冻融循环次数的影响较大，在冻融循环4次时降低幅度达到最大，最后黏聚力有趋于水平的趋势；随着冻融循环次数的加大，内摩擦角呈现下降的趋势，但下降幅度较小，影响的度数为3°~5°。模拟结果显示冻融黄土滑坡的冻结滞水效应显著，冻结期由于冻结层强度较大，滑坡稳定性不降反增，初始融化阶段，斜坡稳定性骤降，处于整个冻融过程中最不稳定阶段。研究表明冻融黄土滑坡的形成受冻融循环作用和冻结滞水作用的双重影响。
伊犁地区属典型季节性冻土区，冻融黄土滑坡发育强烈，对人民生命财产安全造成巨大隐患。本文以伊宁县喀拉亚尕奇乡冻融黄土滑坡作为研究对象，采用现场实地调查、原位地温监测、室内试验和数值模拟方法等手段，开展冻融黄土滑坡形成机理研究。通过分析研究区内冻融黄土滑坡的发育特征及影响因素，证实了黄土滑坡表层土体受冻融循环作用的长期影响，并且将研究区内的季节冻融循环总结为未冻期、交替冻结期、冻结期、融解期4个阶段。结果表明，原状黄土的黏聚力受冻融循环次数的影响较大，在冻融循环4次时降低幅度达到最大，最后黏聚力有趋于水平的趋势；随着冻融循环次数的加大，内摩擦角呈现下降的趋势，但下降幅度较小，影响的度数为3°~5°。模拟结果显示冻融黄土滑坡的冻结滞水效应显著，冻结期由于冻结层强度较大，滑坡稳定性不降反增，初始融化阶段，斜坡稳定性骤降，处于整个冻融过程中最不稳定阶段。研究表明冻融黄土滑坡的形成受冻融循环作用和冻结滞水作用的双重影响。
2023, 31(4): 1319-1332.
新疆伊犁地区作为我国西北地区气候较敏感区域之一，地质灾害较发育，且地质灾害具有危险性严重、危害程度大、成灾速度快等特点，对社会经济发展影响巨大。为加强地质灾害防治，构建安全的生产生活环境，本文以伊犁地区新源县阿勒马勒镇黄土滑坡为研究对象，综合利用野外地质调查、现场取样、室内试验分析等方法，分析了该地区黄土在冻融循环作用下其强度变化的特征以及对滑坡稳定性的影响。结果表明，随着冻融循环次数的增加，滑坡土体强度出现不同程度劣化，与此同时，滑坡稳定性变化趋势也与土体强度劣化趋势一致。分析认为，在冻融循环作用下，黄土空间结构出现不同程度破坏，造成土颗粒级配及接触类型发生变化，使得土体强度出现不同程度的衰减。滑坡整体稳定性受冻融作用的影响而产生变化，在经历3次冻融循环以后，滑坡稳定性发生突变，之后滑坡长期处于蠕滑状态。在此过程中，黄土滑坡变形失稳区域主要集中在滑坡浅层，变形贯穿区域仅限于上层冻结区域土层，不易出现中深层滑坡，滑坡变形程度较轻。研究成果可为新疆伊犁地区地质灾害防灾减灾提供参考价值，也可为类似地区的黄土滑坡地质灾害研究提供参考。
新疆伊犁地区作为我国西北地区气候较敏感区域之一，地质灾害较发育，且地质灾害具有危险性严重、危害程度大、成灾速度快等特点，对社会经济发展影响巨大。为加强地质灾害防治，构建安全的生产生活环境，本文以伊犁地区新源县阿勒马勒镇黄土滑坡为研究对象，综合利用野外地质调查、现场取样、室内试验分析等方法，分析了该地区黄土在冻融循环作用下其强度变化的特征以及对滑坡稳定性的影响。结果表明，随着冻融循环次数的增加，滑坡土体强度出现不同程度劣化，与此同时，滑坡稳定性变化趋势也与土体强度劣化趋势一致。分析认为，在冻融循环作用下，黄土空间结构出现不同程度破坏，造成土颗粒级配及接触类型发生变化，使得土体强度出现不同程度的衰减。滑坡整体稳定性受冻融作用的影响而产生变化，在经历3次冻融循环以后，滑坡稳定性发生突变，之后滑坡长期处于蠕滑状态。在此过程中，黄土滑坡变形失稳区域主要集中在滑坡浅层，变形贯穿区域仅限于上层冻结区域土层，不易出现中深层滑坡，滑坡变形程度较轻。研究成果可为新疆伊犁地区地质灾害防灾减灾提供参考价值，也可为类似地区的黄土滑坡地质灾害研究提供参考。
2023, 31(4): 1333-1349.
地质灾害已经对人类生命财产安全和自然环境造成了巨大的威胁，合理准确的易发性评价研究对于防灾减灾具有重要的现实意义。目前，多种模型耦合的易发评价方法已成为研究热点，但将信息量模型与确定性系数模型(Certainty Factor，CF)耦合进行易发性评价研究却相对较少。本文基于额敏县地质环境背景，结合野外地质调查及评价因子选取原则，在分析各评价因子地质灾害发育分布规律及相关性的基础上，选择高程、坡度、坡向、地面曲率、工程地质岩组、距断层距离、距道路距离、距水系距离、降雨量等9个评价指标，采用CF模型、信息量模型以及CF与信息量耦合模型开展额敏县易发性评价研究。结果表明，耦合模型评价结果的合理性与准确度均优于两种单一模型，CF与信息量耦合模型的AUC值高达0.862；耦合模型将易发区分为：低易发区42.39%，中度易发区28.76%，高易发区23.62%，极高易发区5.23%，其中极高和高易发区主要分布在切割深度大、沟两侧坡度陡峭、基岩裸露、节理裂隙发育、风化严重、降雨量大的区域，灾害点密度分别达到了6.62个/100 km2和5.11个/100 km2。采用耦合模型得到的额敏县易发性评价分析结果可为该地区地质灾害监测预警和防治规划提供技术参考。
地质灾害已经对人类生命财产安全和自然环境造成了巨大的威胁，合理准确的易发性评价研究对于防灾减灾具有重要的现实意义。目前，多种模型耦合的易发评价方法已成为研究热点，但将信息量模型与确定性系数模型(Certainty Factor，CF)耦合进行易发性评价研究却相对较少。本文基于额敏县地质环境背景，结合野外地质调查及评价因子选取原则，在分析各评价因子地质灾害发育分布规律及相关性的基础上，选择高程、坡度、坡向、地面曲率、工程地质岩组、距断层距离、距道路距离、距水系距离、降雨量等9个评价指标，采用CF模型、信息量模型以及CF与信息量耦合模型开展额敏县易发性评价研究。结果表明，耦合模型评价结果的合理性与准确度均优于两种单一模型，CF与信息量耦合模型的AUC值高达0.862；耦合模型将易发区分为：低易发区42.39%，中度易发区28.76%，高易发区23.62%，极高易发区5.23%，其中极高和高易发区主要分布在切割深度大、沟两侧坡度陡峭、基岩裸露、节理裂隙发育、风化严重、降雨量大的区域，灾害点密度分别达到了6.62个/100 km2和5.11个/100 km2。采用耦合模型得到的额敏县易发性评价分析结果可为该地区地质灾害监测预警和防治规划提供技术参考。
2023, 31(4): 1350-1363.
伊犁地处中亚内陆腹地，分布着许多高山峻岭，自然地理条件和地质环境复杂，地质灾害(尤其是滑坡)频发，严重影响着该地区正常的生产生活，有必要开展滑坡地质灾害易发性评价。本文在前期工作成果的基础上，结合该地区影响滑坡发生条件，选取高程、坡度、温度、降雨、地形湿度指数、工程地质岩组、距道路距离、距水系距离以及距断层距离等9个因子作为评价因子，采用证据权和逻辑回归(Logistic)耦合模型，通过GIS与统计学相结合的技术方法开展伊犁地区滑坡的易发性评价。研究结果表明：选取的9个因子均对滑坡的发生具有较强的相关性，在证据权模型的基础上与逻辑回归模型耦合具有较好的评价效果。经过评价得出，地质灾害极高易发区与高易发区面积占全区总面积25.74%，主要分布于中低山丘陵地区。依据逻辑回归计算结果，该地区滑坡的发生与河流、人类工程活动以及坡度关系最为密切。经ROC曲线检验，该耦合模型评价精度高达89.7%(AUC=0.897)，通过现场检验，本文模型得出的易发性评价结果更为精确合理且符合实际情况，可以为该地区的地质灾害预防和治理工作提供重要参考。
伊犁地处中亚内陆腹地，分布着许多高山峻岭，自然地理条件和地质环境复杂，地质灾害(尤其是滑坡)频发，严重影响着该地区正常的生产生活，有必要开展滑坡地质灾害易发性评价。本文在前期工作成果的基础上，结合该地区影响滑坡发生条件，选取高程、坡度、温度、降雨、地形湿度指数、工程地质岩组、距道路距离、距水系距离以及距断层距离等9个因子作为评价因子，采用证据权和逻辑回归(Logistic)耦合模型，通过GIS与统计学相结合的技术方法开展伊犁地区滑坡的易发性评价。研究结果表明：选取的9个因子均对滑坡的发生具有较强的相关性，在证据权模型的基础上与逻辑回归模型耦合具有较好的评价效果。经过评价得出，地质灾害极高易发区与高易发区面积占全区总面积25.74%，主要分布于中低山丘陵地区。依据逻辑回归计算结果，该地区滑坡的发生与河流、人类工程活动以及坡度关系最为密切。经ROC曲线检验，该耦合模型评价精度高达89.7%(AUC=0.897)，通过现场检验，本文模型得出的易发性评价结果更为精确合理且符合实际情况，可以为该地区的地质灾害预防和治理工作提供重要参考。
2023, 31(4): 1364-1374.
本文以新源县喀拉海依苏滑坡隐患体为研究案例，采用COMSOL Multiphysics数值模拟有限元软件，建立了基于非饱和渗流理论与Mohr-Coulomb准则的滑坡稳定性计算模型。根据数值模拟结果得到研究区滑坡体原始应力分布与初始孔隙压力的分布情况、在降雨入渗条件下的内部应力、有效塑性应变、塑性区、含水率、潜在滑移面等的分布情况，并计算得到滑坡体在降雨入渗条件下的安全系数。根据模型计算，滑坡体在不同降雨入渗工况下的安全系数随降雨量的增大而减小，滑坡体在连续降雨5天的临界阈值为218.82 mm，根据安全系数的变化可得到滑坡体临界降雨阈值。该论文提供了一种强度折减安全系数计算降雨型黄土滑坡降雨阈值的数值模拟方法，研究结果为西北地区降雨型黄土滑坡失稳破坏的临界降雨阈值研究提供了一种有效的研究手段。
本文以新源县喀拉海依苏滑坡隐患体为研究案例，采用COMSOL Multiphysics数值模拟有限元软件，建立了基于非饱和渗流理论与Mohr-Coulomb准则的滑坡稳定性计算模型。根据数值模拟结果得到研究区滑坡体原始应力分布与初始孔隙压力的分布情况、在降雨入渗条件下的内部应力、有效塑性应变、塑性区、含水率、潜在滑移面等的分布情况，并计算得到滑坡体在降雨入渗条件下的安全系数。根据模型计算，滑坡体在不同降雨入渗工况下的安全系数随降雨量的增大而减小，滑坡体在连续降雨5天的临界阈值为218.82 mm，根据安全系数的变化可得到滑坡体临界降雨阈值。该论文提供了一种强度折减安全系数计算降雨型黄土滑坡降雨阈值的数值模拟方法，研究结果为西北地区降雨型黄土滑坡失稳破坏的临界降雨阈值研究提供了一种有效的研究手段。
2023, 31(4): 1375-1393.
新疆巩留县广泛发育冻融降雨型滑坡地质灾害，对其现有的研究多考虑降水，而缺乏温度影响的研究，为此，本文特增加了温度因子来进行巩留县滑坡灾害危险性评价。基于巩留县已发生的682个滑坡灾害点，选取坡度、起伏度、坡向、曲率、温度、距断层距离、距河流距离、距道路距离、工程地质岩组等9个评价因子。采用信息量模型(I)、确定性系数模型(CF)、信息量模型+逻辑回归模型(I+LR)以及确定性系数模型+逻辑回归模型(CF+LR)等4种模型对巩留县滑坡危险性进行了评价，划分为极高、高、中和低4个危险等级分区并进行了精度检验与现场实际验证。结果表明：(1)温度对滑坡有较大的触发作用；(2)耦合模型极高、高危险性分区面积明显低于单一模型极高、高危险性分区面积，其中CF+LR模型的极高、高危险性分区面积最小，低危险性分区面积最大；(3)4种模型ROC精度检验AUC值分别为0.889、0.893、0.895和0.900，均能较为客观地评价巩留县滑坡危险性。CF+LR模型精度最高，且经局部地区现场检验，CF+LR模型评价结果与实际情况也最为相符，研究成果对新疆地区巩留县滑坡地质灾害的预防和治理具有一定的借鉴意义。
新疆巩留县广泛发育冻融降雨型滑坡地质灾害，对其现有的研究多考虑降水，而缺乏温度影响的研究，为此，本文特增加了温度因子来进行巩留县滑坡灾害危险性评价。基于巩留县已发生的682个滑坡灾害点，选取坡度、起伏度、坡向、曲率、温度、距断层距离、距河流距离、距道路距离、工程地质岩组等9个评价因子。采用信息量模型(I)、确定性系数模型(CF)、信息量模型+逻辑回归模型(I+LR)以及确定性系数模型+逻辑回归模型(CF+LR)等4种模型对巩留县滑坡危险性进行了评价，划分为极高、高、中和低4个危险等级分区并进行了精度检验与现场实际验证。结果表明：(1)温度对滑坡有较大的触发作用；(2)耦合模型极高、高危险性分区面积明显低于单一模型极高、高危险性分区面积，其中CF+LR模型的极高、高危险性分区面积最小，低危险性分区面积最大；(3)4种模型ROC精度检验AUC值分别为0.889、0.893、0.895和0.900，均能较为客观地评价巩留县滑坡危险性。CF+LR模型精度最高，且经局部地区现场检验，CF+LR模型评价结果与实际情况也最为相符，研究成果对新疆地区巩留县滑坡地质灾害的预防和治理具有一定的借鉴意义。
2023, 31(4): 1394-1406.
机器学习已经在滑坡易发性评价中大量应用且取得了较好的表现，但在进行大区域评价时，仍存在数据库样本需求量大，算力要求高；影响因素分级机械化，未考虑其与滑坡机理的相关性等情况。为减少数据库样本需求，本文提出了构建包含3种坡体状态的滑坡的数据库：已经发生过失稳的坡体、正处于失稳状态的坡体、失稳概率小的坡体，该数据库可以在数值上划分出临界值，便于模型更准确地识别滑坡，较大幅度地减小了数据量。针对影响因素分级机械化的问题，提出了基于频数分布图、累计曲线及其导数图的数理统计方式，更精细地描述因数与滑坡易发性的关系。以新疆滑坡灾害为例，验证了“包含3种坡体状态的数据库”与“基于数理统计的描述方法”的适用性，获得了新疆滑坡灾害易发性分区图。结果表明与传统数据库对比，在不明显改变精度的前提下，减少了90%以上的样本量；基于数理统计的描述方法可以绘制出更加细致的滑坡危险性分区图；活动性断裂和地形起伏度对新疆滑坡易发性起到重要的控制作用。
机器学习已经在滑坡易发性评价中大量应用且取得了较好的表现，但在进行大区域评价时，仍存在数据库样本需求量大，算力要求高；影响因素分级机械化，未考虑其与滑坡机理的相关性等情况。为减少数据库样本需求，本文提出了构建包含3种坡体状态的滑坡的数据库：已经发生过失稳的坡体、正处于失稳状态的坡体、失稳概率小的坡体，该数据库可以在数值上划分出临界值，便于模型更准确地识别滑坡，较大幅度地减小了数据量。针对影响因素分级机械化的问题，提出了基于频数分布图、累计曲线及其导数图的数理统计方式，更精细地描述因数与滑坡易发性的关系。以新疆滑坡灾害为例，验证了“包含3种坡体状态的数据库”与“基于数理统计的描述方法”的适用性，获得了新疆滑坡灾害易发性分区图。结果表明与传统数据库对比，在不明显改变精度的前提下，减少了90%以上的样本量；基于数理统计的描述方法可以绘制出更加细致的滑坡危险性分区图；活动性断裂和地形起伏度对新疆滑坡易发性起到重要的控制作用。
2023, 31(4): 1407-1417.
消落带是关系到库岸滑坡稳定性的敏感地带，尤其在库水下降作用下，消落带应力、渗流及变形发生明显改变。而伞形锚作为一种新型锚固技术，以其结构简单、安装方便、承载力高等优点逐渐运用于工程实践。因此，研究库水位骤降下消落带滑坡-伞型锚固体系破坏机理具有重要意义。本文以新疆TH1水库滑坡水位消落带为原型，采用透明土模型试验，考虑不同坡角和锚固间距，设计了6个消落带滑坡-伞型锚固体系物理试验。采用粒子图像测速(PIV)技术获得了滑坡内部位移、速度和宏观变形数据。结果发现：(1)较未加固模型，减少坡角、植入伞型锚杆可以明显提高消落带滑坡稳定性，减少消落带滑坡滑移速度及破坏程度；(2)不同锚固间距与消落带坡角条件下，消落带滑坡-伞型锚固体系呈现3种典型破坏模式：完全贯穿式，局部滑移式及多级滑移式；(3)坡角越大，滑坡受库水位骤降影响越大，滑动面越深，而伞型锚杆的植入可以改变滑动面的形态、位置，提高滑坡整体稳定性。
消落带是关系到库岸滑坡稳定性的敏感地带，尤其在库水下降作用下，消落带应力、渗流及变形发生明显改变。而伞形锚作为一种新型锚固技术，以其结构简单、安装方便、承载力高等优点逐渐运用于工程实践。因此，研究库水位骤降下消落带滑坡-伞型锚固体系破坏机理具有重要意义。本文以新疆TH1水库滑坡水位消落带为原型，采用透明土模型试验，考虑不同坡角和锚固间距，设计了6个消落带滑坡-伞型锚固体系物理试验。采用粒子图像测速(PIV)技术获得了滑坡内部位移、速度和宏观变形数据。结果发现：(1)较未加固模型，减少坡角、植入伞型锚杆可以明显提高消落带滑坡稳定性，减少消落带滑坡滑移速度及破坏程度；(2)不同锚固间距与消落带坡角条件下，消落带滑坡-伞型锚固体系呈现3种典型破坏模式：完全贯穿式，局部滑移式及多级滑移式；(3)坡角越大，滑坡受库水位骤降影响越大，滑动面越深，而伞型锚杆的植入可以改变滑动面的形态、位置，提高滑坡整体稳定性。
2023, 31(4): 1418-1428.
滑坡是世界上分布最广、危害最严重的地质灾害类型。降雨等因素作用下滑坡沿着滑动面发生剪切大变形，造成抗滑结构发生剪切破坏，然而目前抗滑结构设计未能充分考虑滑坡剪切大变形的静态、刚性设计，亟需开展滑坡-韧性锚固体系演化机理的深入研究。本文基于塑性变形理论提出了一种韧性锚固结构，建立了其力学模型，并以开挖后种蜂场滑坡为原型，设计了模型试验，对比分析了有无锚杆加固下边坡体变形、土压力等多源数据变化规律，结果发现：(1)韧性锚杆加固作用下边坡内测点侧向应力分布与曲线形态发生显著变化，边坡抗滑力增大了20%。(2)边坡剪切大变形过程中，韧性锚杆轴力呈周期性变化，与理论相符。(3)韧性锚杆明显减少了边坡位移及变形破坏范围，滑动范围减少了约25%。
滑坡是世界上分布最广、危害最严重的地质灾害类型。降雨等因素作用下滑坡沿着滑动面发生剪切大变形，造成抗滑结构发生剪切破坏，然而目前抗滑结构设计未能充分考虑滑坡剪切大变形的静态、刚性设计，亟需开展滑坡-韧性锚固体系演化机理的深入研究。本文基于塑性变形理论提出了一种韧性锚固结构，建立了其力学模型，并以开挖后种蜂场滑坡为原型，设计了模型试验，对比分析了有无锚杆加固下边坡体变形、土压力等多源数据变化规律，结果发现：(1)韧性锚杆加固作用下边坡内测点侧向应力分布与曲线形态发生显著变化，边坡抗滑力增大了20%。(2)边坡剪切大变形过程中，韧性锚杆轴力呈周期性变化，与理论相符。(3)韧性锚杆明显减少了边坡位移及变形破坏范围，滑动范围减少了约25%。
2023, 31(4): 1429-1437.
泥石流灾害的防治通常采用“稳、拦、排”的基本模式，但对于不具备排导条件的泥石流治理方法，仍在探索之中。本文以阿勒泰布尔津县科克逊泥石流为例，对排导受限条件下的泥石流防治模式进行了探索性的分析研究，提出了“上游拦挡物源、中游稳固沟道和消能、下游综合排导”泥石流治理新模式。该模式在稳定和拦截泥石流物源的基础上，充分利用下游地形地质条件，在下游沟口地形开阔处修建拦水堤坝，坝前设置渗水区，拦截和储存水体，借助该区地层良好的渗透性，使临时储存的水体快速下渗转化为地下水进行排泄，从而有效达到治理泥石流灾害的目的。本文以新疆布尔津科克逊泥石流为例，系统分析了研究区地形地貌、水文、工程地质条件、下游堆积区地质结构等，优化了工程布局和结构设计，通过现场工程应用验证了新模式的可行性和有效性，并根据不同地质条件、气候特征、社会经济情况等提出了相应的适应性调整措施，提高泥石流防治的长期有效性，成果可为排导困难区域的泥石流防治提供借鉴。
泥石流灾害的防治通常采用“稳、拦、排”的基本模式，但对于不具备排导条件的泥石流治理方法，仍在探索之中。本文以阿勒泰布尔津县科克逊泥石流为例，对排导受限条件下的泥石流防治模式进行了探索性的分析研究，提出了“上游拦挡物源、中游稳固沟道和消能、下游综合排导”泥石流治理新模式。该模式在稳定和拦截泥石流物源的基础上，充分利用下游地形地质条件，在下游沟口地形开阔处修建拦水堤坝，坝前设置渗水区，拦截和储存水体，借助该区地层良好的渗透性，使临时储存的水体快速下渗转化为地下水进行排泄，从而有效达到治理泥石流灾害的目的。本文以新疆布尔津科克逊泥石流为例，系统分析了研究区地形地貌、水文、工程地质条件、下游堆积区地质结构等，优化了工程布局和结构设计，通过现场工程应用验证了新模式的可行性和有效性，并根据不同地质条件、气候特征、社会经济情况等提出了相应的适应性调整措施，提高泥石流防治的长期有效性，成果可为排导困难区域的泥石流防治提供借鉴。
2023, 31(4): 1438-1449.
本文对莎车县泥石流防治工程区域2 m范围内的表层土进行了系统性采样，并对其含盐量进行分析，对该区域盐渍土的分布特征、对防治工程的影响、盐渍土的成因及盐渍化影响因素进行深入探讨。研究发现，研究区主要是中、弱盐渍土，强盐渍土的分布区域很小，没有出现超盐渍土。在气象、地形、地下水、地层岩性等因素综合作用下，研究范围内土壤盐分之中各个离子的相对含量由于盐分含量的不断增加出现了规律性改变。平面上分布呈现自南向北逐渐增强的趋势，临近叶尔羌河方向，盐渍化程度越来越高。垂向上，盐渍土出现明显的分带性和表聚性，表层普遍积盐，全区范围内易溶盐总体上呈向下含盐量逐渐降低的趋势；土壤pH值变化随垂向深度增加而增大。研究区内工程病害为结构物裂缝，分为表面裂缝和深部变形裂缝两类，盐分对工程的侵入破坏导致防治工程表面裂缝的产生，盐渍土的盐胀和溶陷特性导致深部变形裂缝的产生。利用SPSS25对盐渍化的影响因素进行回归分析得到，研究区含盐量与矿化度、潜水埋深、高程空间分布吻合度较高，矿化度与研究区土壤含盐量空间相关性最高，且表现为直接影响。研究成果可为莎车县地质灾害防灾减灾、地区开发建设提供参考，并对其他类似地区盐渍土的研究提供借鉴。
本文对莎车县泥石流防治工程区域2 m范围内的表层土进行了系统性采样，并对其含盐量进行分析，对该区域盐渍土的分布特征、对防治工程的影响、盐渍土的成因及盐渍化影响因素进行深入探讨。研究发现，研究区主要是中、弱盐渍土，强盐渍土的分布区域很小，没有出现超盐渍土。在气象、地形、地下水、地层岩性等因素综合作用下，研究范围内土壤盐分之中各个离子的相对含量由于盐分含量的不断增加出现了规律性改变。平面上分布呈现自南向北逐渐增强的趋势，临近叶尔羌河方向，盐渍化程度越来越高。垂向上，盐渍土出现明显的分带性和表聚性，表层普遍积盐，全区范围内易溶盐总体上呈向下含盐量逐渐降低的趋势；土壤pH值变化随垂向深度增加而增大。研究区内工程病害为结构物裂缝，分为表面裂缝和深部变形裂缝两类，盐分对工程的侵入破坏导致防治工程表面裂缝的产生，盐渍土的盐胀和溶陷特性导致深部变形裂缝的产生。利用SPSS25对盐渍化的影响因素进行回归分析得到，研究区含盐量与矿化度、潜水埋深、高程空间分布吻合度较高，矿化度与研究区土壤含盐量空间相关性最高，且表现为直接影响。研究成果可为莎车县地质灾害防灾减灾、地区开发建设提供参考，并对其他类似地区盐渍土的研究提供借鉴。
2023, 31(4): 1450-1460.
风吹雪作为一种由气流挟带起分散的雪粒在近地面运行的二相流现象，在风的作用下发生迁移与重新沉积。风吹雪成灾是雪颗粒、大气流场、微地貌等因素多重作用的结果。拟建伊宁(伊)—阿克苏(阿)铁路穿越尤路都斯盆地，盆地冬春季气候寒冷，降雪量较大，地面常形成较厚的积雪，发育有风吹雪灾害，可对研究区内交通工程安全造成潜在威胁。本文以新疆天山地区尤路都斯盆地风吹雪为研究对象，通过现场气象监测、冬季雪害调查等方法对盆地内积雪与风吹雪特征进行研究。进而以受风吹雪影响较大的拟建铁路阿尔先段为例，系统分析该区段风吹雪成因特征及其工程防治措施。研究发现尤路都斯盆地风吹雪宏观孕灾背景主要是受西伯利亚寒流和蒙古高压的影响，冷空气使盆地产生强劲西北向大风。低温和较低的湿度使得积雪能够以较低密度的形式持续存在，进而在较低风速下启动形成风吹雪。通过拟建铁路阿尔先段典型路堑工程数值模拟研究，得出积雪平台宽度宜设置为5 m，下导风板与水平面夹角设为90°，下导风口高度设置为1.6 m，下导风板板高设置为5 m。研究成果可为寒区交通建设防灾减灾提供有益借鉴。
风吹雪作为一种由气流挟带起分散的雪粒在近地面运行的二相流现象，在风的作用下发生迁移与重新沉积。风吹雪成灾是雪颗粒、大气流场、微地貌等因素多重作用的结果。拟建伊宁(伊)—阿克苏(阿)铁路穿越尤路都斯盆地，盆地冬春季气候寒冷，降雪量较大，地面常形成较厚的积雪，发育有风吹雪灾害，可对研究区内交通工程安全造成潜在威胁。本文以新疆天山地区尤路都斯盆地风吹雪为研究对象，通过现场气象监测、冬季雪害调查等方法对盆地内积雪与风吹雪特征进行研究。进而以受风吹雪影响较大的拟建铁路阿尔先段为例，系统分析该区段风吹雪成因特征及其工程防治措施。研究发现尤路都斯盆地风吹雪宏观孕灾背景主要是受西伯利亚寒流和蒙古高压的影响，冷空气使盆地产生强劲西北向大风。低温和较低的湿度使得积雪能够以较低密度的形式持续存在，进而在较低风速下启动形成风吹雪。通过拟建铁路阿尔先段典型路堑工程数值模拟研究，得出积雪平台宽度宜设置为5 m，下导风板与水平面夹角设为90°，下导风口高度设置为1.6 m，下导风板板高设置为5 m。研究成果可为寒区交通建设防灾减灾提供有益借鉴。
2023, 31(4): 1461-1473.
为了有效验证和评估地质碳封存的持久性和安全性，本文设计空地一体化的地质碳封存区域泄露风险监测方法，并对封存区域的大气CO2浓度时空变化进行了分析。以地质资料、CO2地面站点数据、OCO-2卫星等数据为研究基础，以新疆维吾尔自治区准噶尔盆地油田碳封存区为研究区域，构建了空地一体化的地质碳封存泄露风险监测方案，设计了“特征提取-特征嵌入-距离度量-特征解码”的空地监测数据融合方法，设计可变密度的地表监测传感节点优化部署网络算法，或密集或稀疏地布设监测节点有效提高监测的准确性，处理OCO-2碳卫星数据分析封存区域大气CO2自然背景浓度波动本底，基于局部近似回归法逐步逼近回归拟合并分离地表监测时序数据，实现全生命周期长期而持续的地表监测CO2局域特征及浓度梯度场分布对比分析。结果表明，空地一体化的地质碳封存泄露地表监测方法，能有效优化CO2地质封存区的传感监测节点部署，通过融合碳卫星观测数据实现地质碳封存泄露扩散场景的长期监测并追踪，为封存泄露过程的精准监测和预警提供科学数据基础，为落实地质负碳创新技术成效和有关政策制定提供重要数据支撑。
为了有效验证和评估地质碳封存的持久性和安全性，本文设计空地一体化的地质碳封存区域泄露风险监测方法，并对封存区域的大气CO2浓度时空变化进行了分析。以地质资料、CO2地面站点数据、OCO-2卫星等数据为研究基础，以新疆维吾尔自治区准噶尔盆地油田碳封存区为研究区域，构建了空地一体化的地质碳封存泄露风险监测方案，设计了“特征提取-特征嵌入-距离度量-特征解码”的空地监测数据融合方法，设计可变密度的地表监测传感节点优化部署网络算法，或密集或稀疏地布设监测节点有效提高监测的准确性，处理OCO-2碳卫星数据分析封存区域大气CO2自然背景浓度波动本底，基于局部近似回归法逐步逼近回归拟合并分离地表监测时序数据，实现全生命周期长期而持续的地表监测CO2局域特征及浓度梯度场分布对比分析。结果表明，空地一体化的地质碳封存泄露地表监测方法，能有效优化CO2地质封存区的传感监测节点部署，通过融合碳卫星观测数据实现地质碳封存泄露扩散场景的长期监测并追踪，为封存泄露过程的精准监测和预警提供科学数据基础，为落实地质负碳创新技术成效和有关政策制定提供重要数据支撑。
2023, 31(4): 1474-1485.
煤层采动后形成的顶板导水裂隙带是沟通顶板充水含水层的主要通道之一，同时也是顶板水害防治需要重点研究的关键问题。近年来，西部矿区已成为我国煤炭资源主要开采区，其主采侏罗系含煤地层与东部石炭-二叠系有着明显差异，并具有典型的孔隙度高、胶结程度差等特征，顶板采动导水裂隙的演化特征也与东部矿区具有较大差异，相关的研究尚未形成普适性成果。因此，本文选取典型的弱胶结地区——新疆哈密大南湖矿区为例，采用UDEC数值模拟、现场三维钻孔电视成像等方法，并结合“S-R”稳定理论，以垮落带高度为自变量，建立砌体梁承载强度与垮落带高度关系式，全面揭示该区煤层开采过程中顶板的采动破坏过程与演化特征，并以此为依据确定顶板导水裂隙带的发育高度。在此基础上，通过收集侏罗系同类型煤矿导水裂隙带高度的实测数据，采用回归分析方法，拟合并修正现有经验公式。研究表明：研究区顶板导水裂隙带发育高度的范围是60.07~62 m，裂采比为17.67~18.24，整体形态呈“梯台”型特征，结合邻矿现场实测对比证实了此次实测结果的可靠性；开采范围内导水裂隙带发育高度受垮落带高度增量、岩块回转角变化的影响呈现：“快速增加-缓慢增加-逐渐稳定”的发展与演化规律；验证计算结果表明，论文提出的回归公式预测精度一般在10.30% ~17.25%之间，相较于传统经验公式平均误差降低了51.84%，显著提高了导水裂隙带高度的预测精度。论文的相关研究成果可为新疆地区相似开采条件下顶板导水裂隙带发育高度计算提供理论依据。
煤层采动后形成的顶板导水裂隙带是沟通顶板充水含水层的主要通道之一，同时也是顶板水害防治需要重点研究的关键问题。近年来，西部矿区已成为我国煤炭资源主要开采区，其主采侏罗系含煤地层与东部石炭-二叠系有着明显差异，并具有典型的孔隙度高、胶结程度差等特征，顶板采动导水裂隙的演化特征也与东部矿区具有较大差异，相关的研究尚未形成普适性成果。因此，本文选取典型的弱胶结地区——新疆哈密大南湖矿区为例，采用UDEC数值模拟、现场三维钻孔电视成像等方法，并结合“S-R”稳定理论，以垮落带高度为自变量，建立砌体梁承载强度与垮落带高度关系式，全面揭示该区煤层开采过程中顶板的采动破坏过程与演化特征，并以此为依据确定顶板导水裂隙带的发育高度。在此基础上，通过收集侏罗系同类型煤矿导水裂隙带高度的实测数据，采用回归分析方法，拟合并修正现有经验公式。研究表明：研究区顶板导水裂隙带发育高度的范围是60.07~62 m，裂采比为17.67~18.24，整体形态呈“梯台”型特征，结合邻矿现场实测对比证实了此次实测结果的可靠性；开采范围内导水裂隙带发育高度受垮落带高度增量、岩块回转角变化的影响呈现：“快速增加-缓慢增加-逐渐稳定”的发展与演化规律；验证计算结果表明，论文提出的回归公式预测精度一般在10.30% ~17.25%之间，相较于传统经验公式平均误差降低了51.84%，显著提高了导水裂隙带高度的预测精度。论文的相关研究成果可为新疆地区相似开采条件下顶板导水裂隙带发育高度计算提供理论依据。
2023, 31(4): 1486-1493.
采掘诱发裂隙导通顶板上覆含水砂层中产生的水力坡度是渗透型溃砂的关键判断依据之一，但是，到目前为止主要是采用定流量下的稳定流水力坡度表达式计算，而实际上，上覆含水层中水动力条件和涌水量在溃水溃砂过程中都是非稳定的。本文依据非稳定流理论，给出了二维潜水、承压水单井定降深模型下的水力坡度J的解析公式，并分析了J随时间和距离的演变特征。结果表明，对于潜水，J随与井的距离r的增加而下降，下降速度随r的增加而减小；存在拐点r′，当r<r′时，J随时间延长而下降，在r>r′时，J随时间延长而增加；随着地下水头H0的增加，J是增加的；本文获得的潜水的非稳定流条件下的J大于潜水稳定流的J。对于承压水，J随r的增加而下降，下降速度随r的增加而减小；与潜水不同的是，在不同r处，J随时间延长而下降，不存在拐点；随着H0的增加，J是增加的；本文获得的承压水的非稳定流条件下的J不总大于承压水稳定流的J。最后，在伊犁河谷某矿对本文方法进行了初步应用。
采掘诱发裂隙导通顶板上覆含水砂层中产生的水力坡度是渗透型溃砂的关键判断依据之一，但是，到目前为止主要是采用定流量下的稳定流水力坡度表达式计算，而实际上，上覆含水层中水动力条件和涌水量在溃水溃砂过程中都是非稳定的。本文依据非稳定流理论，给出了二维潜水、承压水单井定降深模型下的水力坡度J的解析公式，并分析了J随时间和距离的演变特征。结果表明，对于潜水，J随与井的距离r的增加而下降，下降速度随r的增加而减小；存在拐点r′，当r<r′时，J随时间延长而下降，在r>r′时，J随时间延长而增加；随着地下水头H0的增加，J是增加的；本文获得的潜水的非稳定流条件下的J大于潜水稳定流的J。对于承压水，J随r的增加而下降，下降速度随r的增加而减小；与潜水不同的是，在不同r处，J随时间延长而下降，不存在拐点；随着H0的增加，J是增加的；本文获得的承压水的非稳定流条件下的J不总大于承压水稳定流的J。最后，在伊犁河谷某矿对本文方法进行了初步应用。
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