科技成果

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成果名称: 西北典型黄土塬边滑坡地貌演化与平衡预测研究

成果登记号: 9612022J0329

第一完成单位: 西安交通大学

联 系 人: 刘兴华

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 研究报告

应用行业: 水利、环境和公共设施管理业

学科分类: 工程地质学(410.30)

完成人: 许领

成果简介:

随着习近平总书记“在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话”精神的贯彻落实,黄土高原生态环境保护与高质量发展迎来重大机遇。但黄土的地质特性使得黄土高原重大工程建设和生态环境保护面临严峻的挑战,黄土滑坡灾害防治是其中的重难点之一。如2013 年7 月,特大暴雨在延安市引发了7594 起滑坡,造成42 人死亡。地质灾害的发生不仅摧毁了当地生态环境,还造成严重的经济损失和人员伤亡。因此,迫切需要开展黄土滑坡等地质灾害科技攻关,这对于黄河流域生态保护和高质量发展具有重要的战略意义。

在国家自然科学基金委面上项目支持下,重点围绕黄土滑坡灾变机理开展研究,从地质背景和人类活动揭示灾害促发机制,从地表过程与特征揭示滑坡模式与驱动机制,从土性力学揭示滑坡启动与运移机制,形成了相对完整、特色鲜明的黄土滑坡灾变研究体系取得的主要科学发现和价值如下:

(1)探索了黄土灾变力学过程,发现了“黄土结构效应相似性”、“液化流动非线性”、“力学行为记忆性”等科学规律和现象,深化了对黄土滑坡与黄土结构演变关系的认识。

(2)发现了黄土地质结构-人类活动协同孕灾机制,提出了阶地型滑坡滑移液化模式,揭示黄土滑坡静态液化启动机制,解决了灌溉诱发型黄土滑坡灾变机理等关键性难题。

(3)揭示了黄土滑坡演化关键过程与控制机制,论证了滑坡地貌变化,斜坡水文响应,黄土灾变行为在滑坡演化过程中的内在联系,提出了黄土滑坡演化平衡场景预测模型,阐明了演化平衡的驱动机制。

该成果系统研究了黄土灾变物理机制与灾变力学行为,揭示了黄土微观结构对宏观灾变力学的控制作用,阐明了水力耦合作用下黄土变形破坏以及静态液化过程;系统查明水致滑坡灾害的地质结构特征,揭示了黄土灾变行为在滑坡发生、发展全过程的协同作用机制;厘定了水致黄土斜坡演化的关键阶段,提出了黄土斜坡滑坡演化模型,预测了滑坡演化平衡场景。因此,解决了水致滑坡“孕滑、起滑,再平衡”系列关键性难题,为黄土地质灾害防灾减灾提供了重要理论指导和依据,提升了我国黄土滑坡研究的科学内涵,得到了国内外学术界的好评和认可,有重要的学术价值和理论意义,对学科建设和经济社会发展有重要的指导作用。

成果发表在包括Géotechnique,Engineering Geology等专业权威期刊论文,其中1篇入选ESI高被引论文。成果得到了包括中国科学院院士、英国皇家工程院院士、国际土力学与岩土工程学会主席、国际顶级期刊主编等国内外知名学者的积极评价。