The 2019 Brumadinho tailings dam collapse: Possible cause and impacts of the worst human and environmental disaster in Brazil     

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2020

On 25th January 2019, the tailings dam of the Brumadinho iron mine operated by Vale S/A failed catastrophically. The death toll stood at 259 and 11 people remained missing as of January 2020. This tragedy occurred three years after Mariana’s tailings dam rupture – the most significant tailing dam disaster in Brazilian history. Thus far, a systematic investigation on the cause and effect of the failure has yet to be conducted. Here, we use satellite-driven soil moisture index, multispectral high-resolution imagery and Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) products to assess pre-disaster scenarios and the direct causes of the tailings dam collapse. A decreasing trend in the moisture content at the surface and the full evanescence of pond water through time (2011–2019) suggest that the water was gradually penetrating the fill downwards and caused the seepage erosion, saturating the tailings dam. Large-scale slumping of the dam (extensional failure) upon the rupture indicates that the materials of the fill were already saturated. InSAR measurements reveal a dramatic, up to 30 cm subsidence in the dam (at the rear part) within the past 12 months before the dam collapse, signifying that the sediments had been removed from the fill. Although the information on the resistance level of the tailings dam to infiltrations is not available, these pieces of evidence collectively indicate that the seepage erosion (piping) is the primary cause for the chronic weakening of the structure and, hence, the internal “liquefaction” condition. Upon the collapse, the fully saturated mud tailings flowed down the gentle slope area (3.13 × 10⁶ m²), where 73 % were originally covered by tree, grass or agricultural tracts. The toxic mud eventually reached the Paraopeba River after travelling 10 km, abruptly increasing the suspended particulate matter (SPM) concentration and the toxic chemical elements in the river, immediately affecting the local livelihoods that depend on its water. The Paraopeba River is a major tributary of the San Francisco River, the second-longest river in Brazil reaching the Atlantic Ocean. We anticipate that the environmental repercussions of this toxic seepage will be felt throughout the entire basin, especially riverine communities located downstream.  相似文献   

重庆市中梁山地区隐伏塌陷特征及物探勘测的思路     

张银松  曹聪  康世海  刘家富 《中国岩溶》2020,39(6):918-927

为查明隐伏塌陷区域，分析重庆市中梁山地区岩溶塌陷的特征，发现塌陷主要发生在以岩溶裂隙发育为主的松散粉质黏土区域；地震映像法能方便、快速地查清土层的松散状态，而高密度电阻率法通过正演模拟发现只能探测出2～3倍电极距的异常范围，但能反映出岩溶裂隙发育的漏斗形态，即只要能找出岩溶裂隙的大致位置和浅表松散土层的范围就能圈定隐伏塌陷的区域。对中梁山地区某居民点进行野外勘测，综合以上两种方法圈定隐伏塌陷区域，其推断结果与钻探资料十分吻合，说明这种隐伏岩溶探测思路是可行的。   相似文献   

滕州荆泉水源地岩溶塌陷特征与成因分析          下载免费PDF全文

贾继成  孟宪洲  白平 《山东国土资源》2018,34(6)

自2015年6月以来,在山东滕州荆泉水源地范围内连续发生多起岩溶塌陷。通过研究区域地质条件,在已有认识的基础上分析得出发育的浅层开口岩溶洞隙的存在,一定厚度的松散覆盖层及地下水位大幅下降是该区产生岩溶塌陷的基本条件。阐述了岩溶塌陷形成发育过程及影响因素,得出长期过量抽采岩溶水是区内岩溶塌陷的主要因素,合理减少地下水开采量是预防岩溶塌陷最有效的方法。  相似文献   

岩溶塌陷灾害的岩溶地下水气压力监测技术及应用   总被引：3，自引：3，他引：0  

蒋小珍  雷明堂 《中国岩溶》2018,37(5):786-791

文章系统、全面地介绍了岩溶地下水气压力监测技术及其应用成果。该技术在监测成孔、孔口的密封及监测频率等方面创新性地提出了相关的工艺方法,能真实、及时且充分地反映出岩溶管道裂隙系统中的地下水气压力变化特点,可为岩溶塌陷的机理研究、监测和预警提供科学依据。岩溶地下水气压力监测技术工艺简单、操作方便、成本低廉,经过20多年的改进,已成功应用于全国11个典型岩溶塌陷区,服务于高铁、水源地、油气管线、市政建设等潜在岩溶塌陷风险性评价、安全降深、监测预警等方面,取得了很好的效果。   相似文献   

基于高分二号卫星数据的煤矿区地质灾害信息提取研究          下载免费PDF全文

赵萍  李志辉  肖瑶袁峰  李晓晖 《地质科学》2018,(4):1361-1374

随着遥感数据获取技术和能力的全面提高,遥感数据呈现出明显的大数据特征。发展适应于遥感大数据的智能分析和信息挖掘技术,成为当前遥感技术研究的前沿。高分二号（GF-2）卫星数据是我国首颗自主研发的亚米级高分辨率卫星数据,具有观测幅宽、重访周期短、高辐射精度、高定位精度等优势,为未来我国地质灾害的长期、动态地监测和研究提供了高精度、稳定可靠的数据源。本文选取安徽谢桥煤矿2015年1月8日的GF-2卫星影像为研究数据,在对煤矿区主要地质灾害遥感地学分析的基础上,采用面向对象的影像分析方法对研究区由采煤活动所诱发的地质灾害信息进行自动提取。结果表明：利用GF-2卫星数据能够有效地识别地质灾害体的位置、范围、形态等空间分布特征;面向对象的自动提取方法对于煤矿区大面积的积水塌陷盆地、小规模的塌陷坑和线性的地裂缝都有很高的提取精度,识别精度达90% 以上;基于逐层剔除的思路构建的提取规则,为GF-2数据在地质灾害调查和大数据分析中的应用提供了很好的技术支持,也为其它地物目标的提取提供了参考,但在特征的选择和阈值的设定上需要具体分析。  相似文献   

国内外抗连续倒塌设计规范研究及对比     

裴强  郭航  丁彧 《地震研究》2022,45(1):26-35

结构的连续性倒塌一直是土木工程领域关注的焦点,现阶段各个国家关于连续倒塌的规范在设计方法以及具体规定上均有所差异。回顾了抗连续倒塌研究的发展历史,梳理了国内外抗连续倒塌设计规范中的不同规定,对国内外抗连续倒塌规范的设计方法进行了归纳总结,比较了各国规范安全等级划分方式以及验算时荷载组合的异同,并对破坏发生范围的界定做了详细对比,为将来形成统一的规范提供一定参考。  相似文献   

主余震作用下高强钢筋混凝土框架的易损性分析          下载免费PDF全文

刘平  王超  张健新 《世界地震工程》2022,38(1):020-27

为研究主余震作用下配置高强钢筋的RC框架结构的抗震性能,根据相同设计指标和"等强代换"的原则,设计了三榀六层四跨的钢筋混凝土框架,纵向受力钢筋的强度等级分别为HRB400、HRB500和HRB600。通过OpenSees平台进行有限元建模,将最大层间位移角作为结构损伤指标,反应地震作用的结构响应。选取15条地震加速度时程,通过重复法构造人工主余震序列并进行IDA分析,得到结构在不同强度的主余震序列作用下的地震易损性曲线。结果表明:主震PGA越大,余震的最大层间位移角越大,结构达到各极限状态的概率越高。对比配置不同钢筋强度的三榀框架的计算结果,可知"等强代换"原则下,相同主余震序列作用时,钢筋强度的提高对结构抗倒塌性能有不利影响,但影响有限。  相似文献   

Treatment Effects of Tunnel Entrance Collapse Section Based on Field Monitoring Results北大核心CSCD     

郝付军 《地质与勘探》2022,58(5):1099-1107

为评价隧道洞口塌方段的安全性,基于累计变形预测和变形速率趋势分析模型,结合工程实例,研究隧道洞口塌方段的处理效果。实例分析表明：在累计变形预测方面,GA-VMD模型在隧道变形数据的信息分解过程中具有明显的优越性,可利用其将隧道变形数据分解为趋势项和误差项,且通过组合预测能有效保证预测精度,得出累计变形的后期仍具一定增加趋势,但增加速率相对较小;在变形速率趋势分析方面,变形速率具下降趋势,且随时间持续,下降趋势更为显著。综合对比两者结果,隧道变形无明显增加趋势,并趋于稳定方向发展,说明塌方处理措施是合理有效的,为其防治效果评价提供了理论依据。  相似文献   

桩间黄土卸荷湿陷过程中卸荷量计算方法初探     

金鑫  王铁行  郝延周  赵再昆  张亮  张猛 《岩土力学》2022,43(9):2399-2409

为确定桩间黄土卸荷湿陷过程中卸荷量的合理取值,开展桩−土界面大型剪切试验,研究桩间黄土卸荷湿陷状态下桩−土界面剪切强度、剪切位移及桩−土界面法向力之间的相关关系。结果表明：在桩间土中性点深度范围内,不同竖向应力和含水率状态下的桩−土界面剪切强度可代表桩侧负摩阻力。利用卸荷量与桩侧负摩阻力互为作用力与反作用力的力学原理,并在分析卸荷量随湿陷深度和湿陷进程变化规律的基础上,提出黄土卸荷湿陷过程中卸荷量计算方法,通过对比卸荷量计算值与不同黄土地区桩侧负摩阻力现场实测值,以验证其合理性。该方法不仅为科学评价黄土卸荷湿陷特性提供卸荷作用量化手段,还为相关黄土工程的优化设计提供理论参考依据。  相似文献   

特高位远程危岩群破坏成因及稳定性评价——以滇东北乌峰山地区为例     

胡君春  彭军  陈志军  焦德光 《地质与资源》2022,31(2):206

特高位远程危岩崩塌具有突发性强、速度快、势能大、摧毁力强、冲击性大、影响范围广等特征. 滇东北地区镇雄县5处危岩位于乌峰山南缘斜坡地带, 地层近水平, 崩塌区地形坡度达70°以上. 崩塌区和危岩区基岩裸露面积为0.07 km², 坡脚与坡顶高差达222 m, 危岩体平均高差159 m, 落石水平最大位移216 m, 属典型特高位远程危岩群. 采用定性和定量方法, 结合内外部条件, 综合分析危岩的10项基本影响因子, 评价其稳定性. 5处危岩在不同工况下稳定性差, 破坏模式为倾倒式, 高速远程动力崩塌易产生碎屑流, 呈散态扇形高速冲击流动, 裸露区面积大, 生态环境脆弱, 亟待治理.  相似文献