堆积体滑坡内部变形与表层宏观形变特征的对应耦合关系及其应用

张明钰; 郑光; 刘震东; 李为乐; 刘奇; 杨金宁; 陈俊

doi:10.13203/j.whugis20240345

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

堆积体滑坡内部变形与表层宏观形变特征的对应耦合关系及其应用

应急定位 | 更新时间：2026-11-05

- 堆积体滑坡内部变形与表层宏观形变特征的对应耦合关系及其应用
- Coupling Mechanism Between Internal Deformation and Macroscopic Deformation Characteristics of Accumulation Landslides and Its Application
- 武汉大学学报（信息科学版） 2025年50卷第6期页码：1235-1250
- 作者机构：
  
  1.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都，610059
  2.成都理工大学环境与土木工程学院，四川成都，610059
- 作者简介：
  
  张明钰，硕士生，主要从事边坡失稳破坏与宏观形变特征对应关系研究。mingyu11zhang@163.com
  郑光，博士，高级实验师。flywing140@163.com
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2021YFC3000401)
- DOI：10.13203/j.whugis20240345
  中图分类号： P237
- 收稿：2024-10-26，
  
  纸质出版：2025-06-05
- 稿件说明：
移动端阅览
张明钰,郑光,刘震东，等.堆积体滑坡内部变形与表层宏观形变特征的对应耦合关系及其应用[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(6):1235-1250.

ZHANG Mingyu,ZHENG Guang,LIU Zhendong,et al.Coupling Mechanism Between Internal Deformation and Macroscopic Deformation Characteristics of Accumulation Landslides and Its Application[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(6):1235-1250.
张明钰,郑光,刘震东，等.堆积体滑坡内部变形与表层宏观形变特征的对应耦合关系及其应用[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(6):1235-1250. DOI：10.13203/j.whugis20240345

ZHANG Mingyu,ZHENG Guang,LIU Zhendong,et al.Coupling Mechanism Between Internal Deformation and Macroscopic Deformation Characteristics of Accumulation Landslides and Its Application[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(6):1235-1250. DOI：10.13203/j.whugis20240345

摘要

综合遥感技术可以捕捉滑坡地表变形迹象，但无法准确获得斜坡内部变形特征，从而限制了其评估当前斜坡所处阶段或滑动风险的能力。为克服这一问题，开展大型离心模型试验，利用多角度相机和图像处理技术收集堆积体斜坡地表和内部的变形数据，建立内部变形和宏观变形特征之间的联系。利用合成孔径雷达和激光雷达等技术，为早期滑坡识别提供了一个半定量框架。研究表明，滑坡后缘的裂缝水平延伸，形成出现近似平行于坡体走向的弧形拉裂缝的发展趋势；堆积体滑坡破坏通常始于坡顶，由后向前逐步发展。所提的滑坡阶段划分方法将位移-加速度曲线与土壤的超固结比相结合，以超固结比突变点为界，突变前为土体固结沉降阶段以及应力重分布阶段，突变后为斜坡发生破坏阶段。选取两个典型案例进行对比分析，证明运用模型试验结果可以提高遥感技术识别滑坡变形阶段的能力，使用堆积体滑坡内部形变与表层形变特征的对应图谱对利用遥感解译结果判释滑坡体的变形阶段有一定的指导意义。

Abstract

Objectives

Integrated remote sensing technology primarily captures deformation indicators on the surface of the slope but fails to delineate the internal deformation characteristics clearly. Consequently

it can only facilitate preliminary identification without accurately determining the current stage of the slope or assessing the risk of sliding.

Methods

To investigate these issues

a centrifugal model test of a large-scale accumulation landslide was performed. Deformation characteristic data for both the surface and interior of the slope were obtained through multi-angle imaging

image processing

and observational deduction. This approach established a correlation between the internal deformation and the macroscopic deformation characteristics of the accumulation landslide. The resulting data provide a semi-quantitative reference framework for the early identification and warning of landslides using technologies such as aperture radar

light detection and ranging

and optical remote sensing to ascertain the deformation stage of landslides.

Results

The results show that during the development of the accumulation landslide

cracks at the trailing edge extend significantly in the horizontal direction

while cracks on the back wall exhibit an arc-shaped tensile development trend

approximately parallel to the slope's alignment. Slip failure in homogeneous soil slopes typically initiates at the slope crest

with overall failure occurring as the sliding surface gradually advances from back to front. A novel method for classifying landslide stages is proposed

which combines the displacement-acceleration curve of the accumulation landslide with the soil's over-consolidation ratio. A sudden change in the over-consolidation ratio serves as a segmentation point

with the soil consolidation settlement stage and stress redistribution stage preceding the change

and the slope failure stage following it.

Conclusions

By comparing and analyzing typical cases

the results indicate that model test outcomes can aid remote sensing technology in distinguishing the deformation stages of landslides for early identification. This suggests that utilizing the correspondence mapping between the internal deformation of the accumulation landslide and the surface deformation characteristics offers valuable guidance for interpreting the deformation stage of the landslide through remote sensing.

关键词

Keywords

references

NGECU W M ， ICHANG’I D W . The Environmental Impact of Landslides on the Population Living on the Eastern Footslopes of the Aberdare Ranges in Kenya： A Case Study of Maringa Village Landslide ［J］. Environmental Geology ， 1999 ， 38 （ 3 ）： 259 - 264 .

GUZZETTI F ， CARDINALI M ， REICHENBACH P ， et al . Comparing Landslide Maps： A Case Study in the Upper Tiber River Basin， Central Italy ［J］. Environmental Management ， 2000 ， 25 （ 3 ）： 247 - 263 .

文海家，张永兴，柳源 . 滑坡预报国内外研究动态及发展趋势［J］. 中国地质灾害与防治学报， 2004 ， 15 （ 1 ）： 1 - 4 .

WEN Haijia ， ZHANG Yongxi ， LIU Yuan . A Home and Abroad Investigative-Tendency of Landslide Forecast ［J］. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control ， 2004 ， 15 （ 1 ）： 1 - 4 .

CRUDEN D ， VARNES D . Landslides： Investigation and Mitigation. Chapter 3 - Landslide Types and Processes ［R］. Transportation Research Board Special Report ，Gothenburg ，Sweden ， 2016

胡广韬，文宝萍，赵法锁 . 铜川市缓动式低速滑坡的动态规律［J］. 中国地质灾害与防治学报， 1991 ， 2 （ 4 ）： 36 - 46 .

HU Guangtao ， WEN Baoping ， ZHAO Fasuo . Law of the Dynamic State of Slowmoving and Low-Speed Landslides in Tongchuan City ［J］. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control ， 1991 ， 2 （ 4 ）： 36 - 46 .

杨建宏，胡广韬，文宝萍 . 圈闭地形内斜坡破坏的多期性和规律性［J］. 地球科学与环境学报， 1988 ， 10 （ 2 ）： 78 - 89 .

YANG Jianhong ， HU Guangtao ， WEN Baoping . The Multiple Phases of Slope Failure and Its Reoccurence in Trap Topography ［J］. Journal of Earth Science and Enivronmental ， 1988 ， 10 （ 2 ）： 78 - 89 .

谭福林，胡新丽，张玉明，等 . 不同类型滑坡渐进破坏过程与稳定性研究［J］. 岩土力学， 2016 ， 37 （ S2 ）： 597 - 606 .

TAN Fulin ， HU Xinli ， ZHANG Yuming ， et al . Study of Progressive Failure Processes and Stabilities of Different Types of Landslides ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2016 ， 37 （ S2 ）： 597 - 606 .

许强，汤明高，黄润秋，等 . 大型滑坡监测预警与应急处置［M］. 北京：科学出版社， 2015 .

XU Qiang ， TANG Minggao ， HUANG Runqiu ， et al . Monitoring， Early Warning， and Emergency Response for Large Landslides ［M］. Beijing ： Science Press ， 2015 .

许强，董秀军，李为乐 . 基于天-空-地一体化的重大地质灾害隐患早期识别与监测预警［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2019 ， 44 （ 7 ）： 957 - 966 .

XU Qiang ， DONG Xiujun ， LI Weile . Integrated Space-Air-Ground Early Detection， Monitoring and Warning System for Potential Catastrophic Geohazards ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2019 ， 44 （ 7 ）： 957 - 966 .

朱静，唐川 . 遥感技术在我国滑坡研究中的应用综述［J］. 遥感技术与应用， 2012 ， 27 （ 3 ）： 458 - 464 .

ZHU Jing ， TANG Chuan . An Overview of Remote Sensing Applications for Landslide Research in China ［J］. Remote Sensing Technology and Application ， 2012 ， 27 （ 3 ）： 458 - 464 .

许强，陆会燕，李为乐，等 . 滑坡隐患类型与对应识别方法［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2022 ， 47 （ 3 ）： 377 - 387 .

XU Qiang ， LU Huiyan ， LI Weile ， et al . Types of Potential Landslide and Corresponding Identification Technologies ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2022 ， 47 （ 3 ）： 377 - 387 .

闫开云，李江，许强，等 . 综合遥感精准解译红层岩质滑坡四维特征：以垮梁子滑坡为例［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2023 ， DOI： 10.13203/j.whugis20230118 http://dx.doi.org/10.13203/j.whugis20230118 .

YAN Kaiyun ， LI Jiang ， XU Qiang ， et al . Accurate Interpretation of Four-Dimensional Characteristics of Red Bed Rock Landslide by Comprehensive Remote Sensing： A Case Study of Kuoliangzi Landslide ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2023 ， DOI： 10.13203/j.whugis20230118 http://dx.doi.org/10.13203/j.whugis20230118 .

付豪，李为乐，陆会燕，等 . 基于“三查” 体系的丹巴县滑坡隐患早期识别与监测［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2024 ， 49 （ 5 ）： 734 - 746 .

FU Hao ， LI Weile ， LU Huiyan ， et al . Early Detection and Monitoring of Potential Landslides in Danba County Based on the Space-Air-Ground Investigation System ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2024 ， 49 （ 5 ）： 734 - 746 .

陈鹏，邱梁才，姚宜斌，等 . 基于InSAR和光学影像解译的2023年甘肃积石山Ms 6.2震后地表形变和灾害分析［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2025 ， 50 （ 2 ）： 257 - 270 .

CHEN Peng ， QIU Liangcai ， YAO Yibin ， et al . Surface Deformation and Hazard Analysis After the 2023 Ms 6.2 Earthquake in Jishishan， Gansu Province Based on InSAR and Optical Imagery Interpretation ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2025 ， 50 （ 2 ）： 257 - 270 .

GUO H Y ， MARTÍNEZ-GRAÑA A M . Susceptibility of Landslide Debris Flow in Yanghe Township Based on Multi-Source Remote Sensing Information Extraction Technology （Sichuan， China）［J］. Land ， 2024 ， 13 （ 2 ）： 206 .

DONG J H ， NIU R Q ， LI B Q ， et al . Potential Landslides Identification Based on Temporal and Spatial Filtering of SBAS-InSAR Results ［J］. Geomatics， Natural Hazards and Risk ， 2023 ， 14 （ 1 ）： 52 - 75 .

马博，朱杰勇，刘帅，等 . 联合时序InSAR和滑坡灾害易发性的元阳县滑坡灾害隐患识别［J］. 地质灾害与环境保护， 2023 ， 34 （ 3 ）： 8 - 14 .

MA Bo ， ZHU Jieyong ， LIU Shuai ， et al . Hidden Landslide Disaster Identification in Yuanyang County with Combined Time-Series InSAR and Landslide Disasters Susceptibility ［J］. Journal of Geological Hazards and Environment Preservation ， 2023 ， 34 （ 3 ）： 8 - 14 .

李宗仁，沙永莲，辛荣芳，等 . 基于时序InSAR的青海同仁市滑坡隐患早期识别与特征解析［J］. 科学技术与工程， 2023 ， 23 （ 35 ）： 15158 - 15170 .

LI Zongren ， SHA Yonglian ， XIN Rongfang ， et al . Early Identification and Characteristic Analysis of Landslide Hidden Danger in Tongren City of Qinghai Province Based on Time Series InSAR ［J］. Science Technology and Engineering ， 2023 ， 23 （ 35 ）： 15158 - 15170 .

葛大庆，戴可人，郭兆成，等 . 重大地质灾害隐患早期识别中综合遥感应用的思考与建议［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2019 ， 44 （ 7 ）： 949 - 956 .

GE Daqing ， DAI Keren ， GUO Zhaocheng ， et al . Early Identification of Serious Geological Hazards with Integrated Remote Sensing Technologies： Thoughts and Recommendations ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2019 ， 44 （ 7 ）： 949 - 956 .

许强，郑光，李为乐，等 . 2018年10月和11月金沙江白格两次滑坡-堰塞堵江事件分析研究［J］. 工程地质学报， 2018 ， 26 （ 6 ）： 1534 - 1551 .

XU Qiang ， ZHENG Guang ， LI Weile ， et al . Study on Successive Landslide Damming Events of Jinsha River in Baige Village on Octorber 11 and November 3， 2018 ［J］. Journal of Engineering Geology ， 2018 ， 26 （ 6 ）： 1534 - 1551 .

许强，汤明高，徐开祥，等 . 滑坡时空演化规律及预警预报研究［J］. 岩石力学与工程学报， 2008 ， 27 （ 6 ）： 1104 - 1112 .

XU Qiang ， TANG Minggao ， XU Kaixiang ， et al . Research on Space-Time Evolution Laws and Early Warning-Prediction of Landslides ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2008 ， 27 （ 6 ）： 1104 - 1112 .

ZHANG L ， HUANG Y . Centrifuge Modeling of Large Homogeneous Soil Slopes Under Seismic Loading ［J］. Soil Dynamics and Earthquake Engineering ， 2020 ， 138 ： 106 - 125 .

ZHOU H. ， ZHANG Y . Centrifuge Tests on the Behavior of Large Homogeneous Soil Slopes Under Monotonic and Cyclic Loading ［J］. Geotechnical Testing Journal ， 2023 ， 45 （ 3 ）： 251 - 263 .

XU C ， WANG Z . Dynamic Response of Large-Scale Homogeneous Soil Slopes in Centrifuge Tests ［J］. Journal of Earthquake Engineering ， 2022 ， 27 （ 1 ）： 45 - 62 .

卢宁， William J Likos ，韦昌富，等 . 非饱和土力学［M］. 北京：高等教育出版社， 2012 .

LU Ning ， LIKOS W J ， WEI Changfu ， et al . Unsa⁃turated Soil Mechanics ［M］. Beijing ： Higher Education Press ， 2012 .

FANG K ， TANG H M ， LI C D ， et al . Centrifuge Modelling of Landslides and Landslide Hazard Mitigation： A Review ［J］. Geoscience Frontiers ， 2023 ， 14 （ 1 ）： 101493 .

章为民，徐光明 . 土石坝填筑过程的离心模拟方法［J］. 水利学报， 1997 ， 28 （ 2 ）： 8 - 13 .

ZHANG Weimin ， XU Guangming . Study on Modeling the Construction Process of Embankment Dams in Centrifugal Test ［J］. Journal of Hydraulic Engineering ， 1997 ， 28 （ 2 ）： 8 - 13 .

HERVÁS J ， BARREDO J I ， ROSIN P L ， et al . Monitoring Landslides from Optical Remotely Sensed Imagery： The Case History of Tessina Landslide， Italy ［J］. Geomorphology ， 2003 ， 54 （ 1/2 ）： 63 - 75 .

MENG Q K ， LI W L ， RASPINI F ， et al . Time-Series Analysis of the Evolution of Large-Scale Loess Landslides Using InSAR and UAV Photogrammetry Techniques： A Case Study in Hongheyan， Gansu Province， Northwest China ［J］. Landslides ， 2021 ， 18 （ 1 ）： 251 - 265 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

高植被山区泥石流物源LiDAR遥感精细识别方法研究

滑坡隐患类型与对应识别方法

时空智能学：理论与应用

秦岭生态地质环境监测研究进展与智能化监测体系构建

土壤水分机器学习遥感反演：进展与挑战