●第一篇 黑方臺黃土滑坡成災模式與成因機理研究
第1章 黑方臺地質環境概況 3
1.1 自然地理概況 3
1.1.1 黑方臺位置 3
1.1.2 氣像狀況 6
1.2 工程地質條件 7
1.2.1 地層岩性 7
1.2.2 區域地質構造 10
1.2.3 地形地貌 11
1.2.4 水文地質條件 14
1.3 人類工程經濟活動 16
1.3.1 農業灌溉 16
1.3.2 地質災害防治工程 17
1.3.3 公路工程開挖 17
1.3.4 人為采砂 17
1.4 本章小結 18
第2章 黃土滑坡空間分布規律和發育特征 19
2.1 黃土滑坡類型與編錄 19
2.2 黃土滑坡空間分布規律 22
2.3 黃土滑坡發育特征與成災模式 23
2.3.1 黃土基岩型 24
2.3.2 滑移崩塌型 25
2.3.3 黃土泥流型 27
2.3.4 靜態液化型 29
2.4 黃土滑坡致災因素 31
2.4.1 地層岩性控制滑坡類型 31
2.4.2 地下水控制成災模式 32
2.5 本章小結 34
第3章 灌溉引起地下水響應 36
3.1 高密度電阻率成像法基本原理 36
3.1.1 二維高密度電阻率成像法基本原理 36
3.1.2 三維高密度電阻率法基本原理 37
3.2 地下水分布調查方法 38
3.2.1 現場調查 38
3.2.2 高密度電阻率法的方法與流程 42
3.3 地下水位劃定依據 43
3.3.1 實驗室測定黃土質量含水率與電阻率關繫特性 43
3.3.2 研究區黃土質量含水率與電阻率關繫特性 45
3.3.3 鑽孔水位標定 47
3.3.4 理論地質模型正反演分析 47
3.4 灌溉引起地下水位響應特征 48
3.4.1 黑臺臺塬地下水位分布 48
3.4.2 塬邊黃土層地下水分布特征 50
3.4.3 灌溉引起土壤質量含水率和地下水位動態變化 54
3.5 地下水分布影響因素 58
3.5.1 地下水位與建築物、果樹的分布密切相關 58
3.5.2 地下水位分布與斷層分布無關 60
3.6 本章小結 61
第4章 灌溉水入滲模式 62
4.1 優勢通道流 62
4.1.1 現場灌溉試驗方案 63
4.1.2 塬邊區域裂縫和土洞是地表水入滲的優勢通道 65
4.2 活塞流 67
4.2.1 現場入滲試驗步驟及描述 68
4.2.2 現場試驗結果分析 73
4.2.3 數值模擬分析 78
4.2.4 ERT監測結果與數值模擬對比分析 84
4.2.5 非飽和入滲影響因素 85
4.3 本章小結 86
第5章 灌溉對黃土物理化學性質的影響 87
5.1 地下水長期作用對黃土微結構的影響 88
5.2 地下水長期作用對黃土物理性質的影響 91
5.2.1 黏粒含量隨浸水天數變化規律 91
5.2.2 Zeta電位隨浸水天數變化規律 92
5.3 地下水長期作用對黃土化學性質的影響 94
5.3.1 黃土礦物成分隨浸水天數變化規律 94
5.3.2 浸泡液離子濃度隨浸水天數變化規律 96
5.4 本章小結 100
第6章 灌溉誘發黃土斜坡失穩機理 102
6.1 黃土軟化的時效性 102
6.1.1 環剪試驗 102
6.1.2 黃土強度隨浸水天數變化規律 104
6.1.3 水土相互作用對黃土強度弱化的時效性分析 107
6.2 黃土中可溶鹽含量對其強度的影響 108
6.2.1 “洗鹽”前後黃土強度變化規律 109
6.2.2 可溶鹽溶解對黃土強度的影響 110
6.3 黃土濕陷、溶濾(軟化)變形 112
6.3.1 黃土變形曲線 112
6.3.2 固結壓力對黃土濕陷繫數、軟化繫數的影響 113
6.4 原狀黃土的靜態液化特性 115
6.4.1 黃土靜態液化試驗設計 115
6.4.2 試驗結果與分析 119
6.5 黃土靜態液化影響因素研究 123
6.5.1 黃土靜態液化試驗設計 123
6.5.2 試驗結果與分析 128
6.6 基於常偏應力排水剪三軸試驗的應變與孔壓變化關繫 145
6.6.1 試驗方案 146
6.6.2 試驗過程和分析 147
6.7 基於物理模擬實驗的黃土滑坡機理研究 149
6.7.1 實驗裝置及模型設計 149
6.7.2 數據采集過程 150
6.7.3 實驗過程和數據分析 150
6.8 本章小結 155
第二篇 黃土滑坡早期識別研究
第7章 黃土滑坡早期識別方法研究 159
7.1 早期識別方法的研究思路 159
7.1.1 我國常見地質災害隱患點的特點 159
7.1.2 地質災害隱患點識別與監測的國家需求 160
7.1.3 地質災害隱患點識別方法技術體繫 160
7.2 “地質判識”+“技術識別”相融合的識別方法體繫 163
7.3 “天-空-地”一體化的重大地質災害隱患識別的“三查”體繫 164
7.3.1 基於光學遙感和InSAR的地質災害隱患普查 164
7.3.2 基於機載LiDAR和無人機航拍的地質災害隱患詳查 170
7.3.3 基於地面調查和監測的地質災害隱患核查 173
7.4 早期識別技術方法在其他地區應用 173
7.4.1 丹巴縣城及周邊 173
7.4.2 理縣通化鄉 175
7.4.3 青海拉西瓦果卜岸坡 177
7.4.4 三峽庫區 177
7.5 多源空間信息技術融合方法在黑方臺示範 177
7.6 本章小結 179
第8章 黃土滑坡識別圖譜研究 180
8.1 黃土滑坡識別圖譜編制方法 180
8.1.1 黃土滑坡變形時間曲線 181
8.1.2 黃土滑坡演化基本規律和破壞運動過程 183
8.1.3 黃土滑坡識別圖譜編制思路 184
8.1.4 滑坡識別圖譜包括內容和識別指標 184
8.2 各類黃土滑坡識別圖譜研究 185
8.2.1 黃土崩塌 185
8.2.2 黃土內滑坡 190
8.2.3 黃土基岩接觸面滑坡 193
8.2.4 黃土基岩滑坡 194
8.3 本章小節 196
第9章 基於光學遙感和InSAR的黃土滑坡潛在隱患普查 197
9.1 黃土滑坡時空演化特征 198
9.1.1 黨川段黃土滑坡時空演化特征 199
9.1.2 陳家溝黃土滑坡時空演化特征 202
9.1.3 焦家段黃土滑坡時空演化特征 204
9.1.4 焦家崖段黃土滑坡時空演化特征 205
9.2 黃土滑坡時空演化規律 207
9.3 基於光學遙感的黃土滑坡潛在隱患普查 210
9.3.1 塬邊“溝壑區” 210
9.3.2 滑坡“空區” 211
9.4 基於InSAR的黃土滑坡潛在隱患普查 215
9.4.1 時序InSAR分析技術 215
9.4.2 實驗數據 216
9.4.3 黑方臺地區多時相滑坡識別結果 218
9.4.4 InSAR滑坡識別結果驗證 220
9.5 本章小結 226
第10章 基於無人機低空攝影測量技術的黃土滑坡潛在隱患詳查 228
10.1 無人機低空攝影測量原理與數據獲取方法 228
10.1.1 無人機低空攝影測量原理 228
10.1.2 無人機低空攝影測量繫統 229
10.1.3 數據獲取流程與方法 230
10.1.4 滑坡變形識別方法 237
10.2 無人機低空攝影測量結果精度分析 241
10.3 基於無人機低空攝影測量的滑坡特征分析 244
10.3.1 滑坡運動過程重建 244
10.3.2 滑坡體積精細測繪 246
10.4 基於無人機低空攝影測量的黃土滑坡潛在隱患詳查 249
10.4.1 裂縫時空演化規律 249
10.4.2 斜坡體微變形 252
10.5 本章小結 256
第11章 黃土滑坡形成和發生條件 258
11.1 裂縫分布與滑坡發育空間配套關繫 259
11.1.1 裂縫發育規律 259
11.1.2 裂縫形成機理 262
11.1.3 裂縫分布演化與滑坡發育空間配套關繫 263
11.2 地下水富集和壅高地段 265
11.2.1 模式一：先期滑坡覆蓋和黃土水力梯度作用 265
11.2.2 模式二：降雨作用 269
11.3 黃土斜坡臨界水位 270
11.3.1 地下水對不同類型滑坡的影響 270
11.3.2 基於臨界水位早期識別方法 275
11.3.3 地下水位與坡體穩定性關繫分析 276
11.3.4 基於臨界水位的黃土滑坡潛在隱患早期識別 277
11.4 黃土斜坡豎向臨界變形量 279
11.4.1 豎向臨界變形量識別理論基礎 279
11.4.2 基於臨界豎向變形量的早期識別方法 280
11.4.3 臨界豎向變形量預警實例 283
11.5 基於地表活動的黃土滑坡潛在隱患綜合識別方法 284
11.5.1 黃土基岩型地表活動早期識別 284
11.5.2 滑移崩塌型地表活動早期識別 284
11.5.3 黃土泥流型地表活動早期識別 285
11.5.4 靜態液化型地表活動早期識別 286
11.6 本章小結 288
第三篇 黃土滑坡監測預警理論方法與示範
第12章 黃土滑坡監測技術方法研究 291
12.1 黃土滑坡監測預警基本流程 292
12.2 黃土滑坡監測位置選擇 294
12.3 監測方法和設備布設 296
12.3.1 監測方法和設備選用 296
12.3.2 監測儀器布設 299
12.4 本章小結 301
第13章 黃土滑坡監測預警理論方法 302
13.1 基於WebGIS的黑方臺黃土滑坡信息管理繫統 302
13.2 監測數據處理與分析 303
13.2.1 移動平均法 303
13.2.2 最小二乘法 306
13.3 早期預警判據 307
13.3.1 變形速率閾值的確定 308
13.3.2 基於過程預警的判據 311
13.3 預警信息發布 312
13.4 早期預警成功示範 314
13.4.1 黑方臺地區成功預警的滑坡 314
13.4.2 典型滑坡成功預警的實現過程：CJ6#滑坡 315
13.4.3 典型滑坡成功預警的實現過程：DC4#滑坡 317
13.5 本章小結 319
第14章 黃土滑坡短期臨滑預報方法研究 321
14.1 基於速度倒數法模型短期時間預報方法 321
14.1.1 速度倒數法模型在變形曲線上的應用 321
14.1.2 基於速率倒數法模型的短期預報方法 323
14.2 基於齋籐模型的滑坡臨滑時間預報方法改進及應用 326
14.2.1 滑坡臨滑時間預報方法的改進 326
14.2.2 臨滑時間預報方法應用實例 331
14.3 本章小結 334
第四篇 黃土滑坡危害範圍預測預報研究
第15章 基於數據挖掘方法的黃土滑坡危害範圍預測預報 337
15.1 滑坡空間危險範圍預測預報模型 337
15.1.1 多機器算法模型預測滑動距離 337
15.1.2 K-S檢驗與VaR(TVaR)計算滑坡危險範圍 339
15.2 地貌數據獲取方法簡介 340
15.3 危險範圍模型結果及分析 341
15.3.1 滑距預測模型結果 341
15.3.2 滑距危險範圍計算結果 343
15.4 本章小結 345
第16章 基於數值模擬的黃土滑坡危害範圍預測預報 346
16.1數值計算方法 346
16.1.1 地形數據的獲取 347
16.1.2 滑體及滑床的三維構建 347
16.1.3 任意幾何形狀的顆粒快速填充及平衡 348
16.1.4 參數範圍的確定 350
16.2 基於神經網絡細觀參數反演 355
16.2.1 正交試驗設計 355
16.2.2 神經網絡介紹 362
16.2.3 神經網絡模型建立及訓練 364
16.2.4 模型結果 365
16.3 黑方臺黃土滑坡滑距預測研究 368
16.3.1 潛在滑面搜索 368
16.3.2 滑體模型構建 376
16.3.3 滑坡滑距 379
16.4 本章小結 381
參考文獻 382
附錄 393
利用TensorFlow實現神經網絡構建及訓練過程的代碼 393
