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40000字硕士毕业论文贵州某地质灾害群自动监测技术研究

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:40000字
论点:地质灾害,监测,贵州省
论文概述:

本文以贵州省都匀市马达岭地灾群为研究对象,在搜集相关资料和现场调查的基础上,对区域内的马达岭滑坡残体、接娘坪变形体和笕槽冲泥石流 3 个地灾体的变形发育特征进行了分析,在此基

论文正文:

第1章序言

1.1 选题依据及研究意义贵州省地处云贵高原,是一个强烈喀斯特化的高原山地,各种褶皱和断裂构造发育,常成为崩滑流及岩溶地质灾害易发部位。贵州省大部分地区地质环境脆弱,加之不合理的人类工程活动(如矿产采掘)进一步恶化地质环境,导致各类地质灾害频发,每年发生地质灾害的次数、人员伤亡和直接经济损失在全国一直处于前几位。贵州省发生的地质灾害多以中小型规模为主,但重大级的地质灾害每年都有发生。1993 年以来全省共发生重大级以上的地质灾害逾 50 起,其中死亡 30 人以上或经济损失 1000 万元以上的特大地质灾害近 20 起[20]。如:2004年 12 月 3 日凌晨 1:30 至 2:30,贵州省纳雍县鬃岭镇左家营村岩脚发生崩塌,因崩塌推动斜坡产生的滑坡,掩埋山坡下岩脚村住户 18 户,造成 44 人死亡,108人受灾,共计 158 户、658 人被疏散,直接经济损失一百多万元[22]。;2010 年 6 月28 日 14 时 30 分,贵州省关岭县岗乌镇大寨村发生一起淹埋 37 户,造成 42 人死亡、57 人失踪的特大滑坡—碎屑流复合型灾害[23][24];2011 年 6 月 5~6 日在最大降雨量 105.9mm/h 的暴雨激发下,贵州望谟县内多个乡镇暴发泥石流灾害,造成 37人死亡、15 人失踪[25]。教训深刻,地质灾害防治亟待研究与实行。对于地质灾害的防治,国内外主要有:工程治理、搬迁避让和监测预报,而监测预报是技术可行、经济合理、安全可靠的首选防治措施之一。自从我国从 2003年开始实行地质灾害的监测预报以来,全国突发性地质灾害造成的人员伤亡的数量逐年下降,取得明显成效[26]。但目前在监测预警过程中,对灾害的监测方法研究较薄弱,预警预报工作也有诸多不足。如监测仪器数据采集主要依靠工作人员在现场完成,这样导致数据观测周期较长,且观测时间受外界因素影响较大,容易错失灾前敏感信息,采集的数据信息仍需要由人工对其进行处理、分析、保存等,以至于灾害信息反馈滞后,没有将各种监测方法的数据采集、传输、处理与分析组成一个完整的系统,导致灾害预警延迟、应急响应滞后,最终造成严重后果。因此建立对地质灾害连续、实时、动态的自动化监测以及预警预报的系统研究,具有十分重要的现实意义。鉴于贵州省地质灾害防治现实需求,2010 年由贵州省国土资源厅下达,我校组织实施的“贵州省地质灾害监测预警与决策支持平台研究”项目正式启动。该项目在全面掌握全省地质灾害的类型、规模、危险性和分布特征的基础上,选取20 个崩塌、滑坡、泥石流典型地质灾害监测示范点,开展自动化监测,开发地质灾害监测预警信息系统,构建一个以地质灾害灾情信息采集系统为基础、通信系统为保障、计算机网络系统为依托、国土部门为中心的地质灾害信息管理系统和决策支持平台,研究探索适合贵州省具体实际的地质灾害调查、评价、监测、预警、应急响应理论和方法体系,为贵州省地质灾害监测预警和信息化建设提供示范,为贵州省各级国土部门地质灾害防治管理和决策提供技术支撑。马达岭地区所在的贵州省都匀市,地处贵州高原东南斜坡,苗岭山脉南侧,地貌为黔中山原向黔南倾斜的过渡地带,以黔南山原中低山为主,兼有丘陵、凹地地貌,地形起伏大,切割强烈。马达岭地区主要由煤洞坡斜坡和青山煤矿斜坡组成,属溶蚀侵蚀低中山地形地貌,地表多为峰丛、峰林、槽谷地形,局部见有溶丘、洼地分布,基岩常以陡崖形式出露。区内人类工程活动较为强烈,主要是煤矿采掘、运输煤矿而修建的道路和耕种垦植。
 第 2 章 工程地质环境条件
 2.1 区域地质及地震2.1.1 褶皱构造
都匀市处于扬子准地台陷黔南台陷贵定南北向构造变形区,以挤压型的 SN 向构造为主体,其余的 NE 向构造和近东西向的弧形构造均少量发育,见图 2-1。该区域主要发育 SN 向构造,为一系列箱状背斜、紧密向斜及逆断层组成,构成典型的隔槽式褶皱,以甘塘—都匀—奉合分界,东部断裂发育,且其北端多向NNE 向偏转,中部向西凸起的弧形断裂群,低级别,低序次的伴生断裂十分发育,构造复合部位大型节理密集,尤以白云岩中最为发育,西部发育程度差。这一构造格局致使背斜呈山,向斜呈谷的起伏地势,使得岩体节理裂隙发育,力学强度低。主要褶皱有黄丝背斜、都匀向斜,王司背斜(因断裂发育,轴迹不清),断层有都匀断层、绕河断层等(见图 2-2)。
 第 3 章 研究区地质灾害发育特征........... 193.1 概述 ...............193.2 马达岭滑坡残体发育特征.............. 193.3 接娘坪变形体发育特征 ............ 223.4 笕槽冲泥石流发育特征分析 .............. 273.4.1 流域特征分析 ................. 273.4.2 沟道特征分析 .............283.4.3 形成条件分析 ..........313.5 小结 ..............32第 4 章 地灾群自动化监测设计.................... 344.1 概述 ...............344.2 监测项目选择 ................... 344.3 监测仪器工作原理 .................... 384.4 监测仪器的布置 ................. 414.5 自动化采集方式研究与设备选型 .......... 434.6 马达岭地灾群自动化采集设备选型 .................. 524.7 接娘坪 GPS 自动化变形监测设备选择................. 534.8 监测数据远程传输方式研究 .......... 544.9 野外供电选择 ............... 564.10 马达岭地灾群自动化监测系统设计方案 ............... 564.11 小结...............57第 5 章 地灾群自动化监测系统的建设......... 595.1 监测仪器的安装与调试 ............ 595.2 地质灾害监测预警与决策支持系统 ................. 655.3 小结 ..............67
 结 论
  (1)马达岭滑坡残体包括崩滑体 BH1 和变形体 BH2。BH1 物质组成为软硬相间的中厚层状砂岩和炭质页岩互层,下错坐落在下部中厚层砂岩上,块体已完全脱离母岩,其上发育的两条裂缝切割形成 2 个分别为 120m3和 40m3的小危岩体,崩滑体 BH1 变形特征表现为岩体的倾摆和裂缝开合。变形体 BH2 由一条裂缝切割形成,物质组成同崩滑体 BH1,发育特征较简单,宏观上仅有裂缝的张开变形。(2)接娘坪变形体位于煤洞坡之上,变形体中上部为中厚层砂岩,下部为石英砂岩夹与炭质泥岩的互层,变形体上发育的 5 条宽大主裂缝及次级裂缝将变形体切割形成 4 个块体,各块体变形表现为向采空区沉降和斜坡临空面的变形。变形破坏机制为:底部煤层采空后,变形体在自身重力作用下,斜坡地表形成宏观裂缝,伴随变形体的沉降,采空区煤柱崩裂,裂缝沿岩体结构面向下发展直至贯通,变形体被切割解体,后期块体整体沿煤层向临空方向滑动,直至失稳滑崩。(3)笕槽冲泥石流沟呈上陡下缓的特征,沟道上游宽下游窄,两岸坡度较陡。泥石流沟的物源十分丰富,主要有沟道中上游停淤的碎屑堆积物和后缘不稳定的滑坡残体,沟道的碎屑物由马达岭滑坡崩解形成,大部分堆积在滑坡前缘,平均厚度 8m,方量约为 16?104m3,沟道中部有 2 个巨石堵塞形成的天然堰塞坝,亦将部分碎屑物挡在沟道内。冲沟流域面积仅 0.7km2,汇水面积较小,但区域内降雨经常以持续性降雨和强降雨的形式出现,造成形成泥石流的可能性较大。(4)结合马达岭 3 个地灾体的变形现象和发育特征,研究确定其监测项目主要为降雨量、表面绝对位移、表面相对位移、岩体倾斜、沟口表层水位、物位、和次声。在地表绝对位移监测的技术选择中,对 GPS 信号强度进行现场测试,分析结果表明,GPS 技术适用于该区域的地表绝对位移监测。在监测数据传输方式的研究中,对区域范围内的 CDMA、GPRS 的通信信号强度进行测试研究,将测试结果和已选采集仪器的兼容性考虑,确定GPS的监测数据利用CDMA通信方式,其余监测仪器均采用 GPRS 通信方式远程传输。(5)从滑坡残体的监测成果分析可知,崩滑体 BH1 的倾摆变形较小,其上40m3危岩体裂缝张开变化 29.7mm,处于变形发展的过程中。变形体 BH2 的裂缝累计张开 0.8mm,变化值极小,目前处于逐渐张开的阶段,并向下贯通。(6) 接 娘 坪 变 形 体 4 个 块 体 水 平 位 移 呈 匀 速 增 长 , 累 计 位 移 为6.28mm~13.28mm,相应的速率为 0.79~1.66mm/month,运动方向均为南西向,总体与斜坡倾向相同;各块体竖向沉降表现为突变性的增加,累计沉降值10mm~20mm。变形体前缘裂缝 LF4-2 的变形过程呈台阶状,裂缝的张开具有“阵发性”的特点。总体来看,各块体的变形以沉降为主,监测期内的累计位移较小,速率亦较小,变形体目前处于稳定状态。(7)基于仪器的运行状况和监测成果对马达岭地灾群自动化监测效果进行评价,认为地灾群自动化监测系统的实施工作达到了预期目的,监测效果较好。
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