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, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202306009
摘要:
地震区工程建设中崩塌危岩体的加固方式目前主要是锚固与支挡两类结构形式。此两类加固结构与危岩体的连结都采用刚性连结，结构与危岩体之间几乎无变形能力，因此抗震性能较差。在地震作用下，特别是强震作用下极易破坏失效，造成崩塌灾害。此类破坏现象在我国西南地震区工程中大量存在。为解决目前加固结构存在的问题，论文设计了一种允许地震作用下危岩体能够有限度的变位、可以缓冲危岩体的地震冲击力、具有减震消能功能的崩塌危岩体复合加固结构：结构由锚杆（索）、减震锚头（一级消能），连梁、支撑桩、以及设于连梁与支撑桩之间的作为二级减震消能装置所组成。为验证该复合加固结构的功效，除理论分析外，利用振动台进行了与同等条件普通锚杆加固结构的物理模型对比试验。试验选用了具有地区代表性的不同波形、幅值与频率的地震波作为输入波形。理论分析与试验结果表明：复合加固结构相较于无防护措施的同样崩塌体理论分析，其位移增长速度大大降低，累积位移幅度显著减小；相较于传统锚杆加固结构其所承受的拉力和压力显著减小；峰值加速度PGA放大系数也明显降低。证明了复合加固结构利用自身的弹塑性变形以及阻尼力，有效抵御了由于地震作用在危岩体上产生的动应力，有效转移了危岩体的冲击动能，减震消能作用明显，大大避免了加固结构的损坏，从而阻止崩塌灾害的发生；证明了复合加固结构能够分层次的削弥小震、中震、大震时产生的地震能峰值，具有良好的减震消能功效。该技术为地震区崩塌危岩体的加固提供了一种新的加固方案，对于提升地震区工程中崩塌危岩体的加固技术具有较大的现实意义。
地震区工程建设中崩塌危岩体的加固方式目前主要是锚固与支挡两类结构形式。此两类加固结构与危岩体的连结都采用刚性连结，结构与危岩体之间几乎无变形能力，因此抗震性能较差。在地震作用下，特别是强震作用下极易破坏失效，造成崩塌灾害。此类破坏现象在我国西南地震区工程中大量存在。为解决目前加固结构存在的问题，论文设计了一种允许地震作用下危岩体能够有限度的变位、可以缓冲危岩体的地震冲击力、具有减震消能功能的崩塌危岩体复合加固结构：结构由锚杆（索）、减震锚头（一级消能），连梁、支撑桩、以及设于连梁与支撑桩之间的作为二级减震消能装置所组成。为验证该复合加固结构的功效，除理论分析外，利用振动台进行了与同等条件普通锚杆加固结构的物理模型对比试验。试验选用了具有地区代表性的不同波形、幅值与频率的地震波作为输入波形。理论分析与试验结果表明：复合加固结构相较于无防护措施的同样崩塌体理论分析，其位移增长速度大大降低，累积位移幅度显著减小；相较于传统锚杆加固结构其所承受的拉力和压力显著减小；峰值加速度PGA放大系数也明显降低。证明了复合加固结构利用自身的弹塑性变形以及阻尼力，有效抵御了由于地震作用在危岩体上产生的动应力，有效转移了危岩体的冲击动能，减震消能作用明显，大大避免了加固结构的损坏，从而阻止崩塌灾害的发生；证明了复合加固结构能够分层次的削弥小震、中震、大震时产生的地震能峰值，具有良好的减震消能功效。该技术为地震区崩塌危岩体的加固提供了一种新的加固方案，对于提升地震区工程中崩塌危岩体的加固技术具有较大的现实意义。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202303033
摘要:
在地下水流和溶质运移问题中，有较多研究基于物理距离局域化集合同化方法反演水文地质参数。当反演参数与观测信息之间不存在物理距离时，这种方法不适用。为了克服这个局限，通过渗透系数与水头信息之间的相关性计算局域化方法的阻滞因子，构建基于相关性的局域化迭代集合平滑方法。为了方便比较，将该方法和一种基于物理距离的局域化迭代集合平滑一同用于同化水头信息反演二维孔隙承压含水层的渗透系数场。算例中考虑了不同集合大小、观测误差及观测数量等因子的组合，便于分析它们对渗透系数反演精度的影响。研究结果显示：（1）在所有算例中新方法得到的渗透系数均方根误差RMSE范围为[0.8307, 0.9590]，都小于基于物理距离方法的均方根误差，范围为[0.8394, 1.0000]；（2）基于物理距离的方法得到渗透系数场空间上存在不连续性，而新方法的结果不存在此现象。文章提出了一种新的基于相关性局域化迭代平滑方法，该方法不需要依赖参数与观测信息之间的物理距离且参数反演精度高于基于物理距离的方法，可作为参数反演的科学工具。
在地下水流和溶质运移问题中，有较多研究基于物理距离局域化集合同化方法反演水文地质参数。当反演参数与观测信息之间不存在物理距离时，这种方法不适用。为了克服这个局限，通过渗透系数与水头信息之间的相关性计算局域化方法的阻滞因子，构建基于相关性的局域化迭代集合平滑方法。为了方便比较，将该方法和一种基于物理距离的局域化迭代集合平滑一同用于同化水头信息反演二维孔隙承压含水层的渗透系数场。算例中考虑了不同集合大小、观测误差及观测数量等因子的组合，便于分析它们对渗透系数反演精度的影响。研究结果显示：（1）在所有算例中新方法得到的渗透系数均方根误差RMSE范围为[0.8307, 0.9590]，都小于基于物理距离方法的均方根误差，范围为[0.8394, 1.0000]；（2）基于物理距离的方法得到渗透系数场空间上存在不连续性，而新方法的结果不存在此现象。文章提出了一种新的基于相关性局域化迭代平滑方法，该方法不需要依赖参数与观测信息之间的物理距离且参数反演精度高于基于物理距离的方法，可作为参数反演的科学工具。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202212030
摘要:
鱼雷锚作为一种新型深海锚固装置，在海洋油气开发等工程中应用广泛，目前关于钙质砂海床中鱼雷锚贯入特性的研究较为匮乏。基于离散元方法，对钙质砂地基中的鱼雷锚贯入过程进行了数值分析，通过与已有室内试验结果的对比验证了数值模型的可靠性，数值模拟重点分析了鱼雷锚贯入过程中锚周土体颗粒破碎的演化规律及其对锚体贯入特性的宏细观影响。结果表明：在鱼雷锚贯入过程中，锚尖及锚端周围土体破碎严重，锚侧颗粒破碎相对较弱，颗粒破碎数量随着贯入深度的增加而增加；颗粒速度场分布基于锚体中心轴基本对称，随着贯入深度的增加，颗粒速度场分布范围扩大，颗粒运动速度峰值在贯入过程中先增加后下降；随着贯入深度增加，应力峰值先增加后逐渐减少，在翼板开始接触土体后，应力峰值达到最大值。研究结果可为岛礁工程动力锚贯入设计提供参考。
鱼雷锚作为一种新型深海锚固装置，在海洋油气开发等工程中应用广泛，目前关于钙质砂海床中鱼雷锚贯入特性的研究较为匮乏。基于离散元方法，对钙质砂地基中的鱼雷锚贯入过程进行了数值分析，通过与已有室内试验结果的对比验证了数值模型的可靠性，数值模拟重点分析了鱼雷锚贯入过程中锚周土体颗粒破碎的演化规律及其对锚体贯入特性的宏细观影响。结果表明：在鱼雷锚贯入过程中，锚尖及锚端周围土体破碎严重，锚侧颗粒破碎相对较弱，颗粒破碎数量随着贯入深度的增加而增加；颗粒速度场分布基于锚体中心轴基本对称，随着贯入深度的增加，颗粒速度场分布范围扩大，颗粒运动速度峰值在贯入过程中先增加后下降；随着贯入深度增加，应力峰值先增加后逐渐减少，在翼板开始接触土体后，应力峰值达到最大值。研究结果可为岛礁工程动力锚贯入设计提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202301009
摘要:
由于沉积环境的差异，古土壤较上覆黄土致密，其饱和渗透系数应低于黄土，但试验结果却显示二者的饱和渗透系数相近。为揭示这一现象的机理，在陕西泾阳南黄土塬开挖一33 m的探井，沿井壁按1 m间距取黄土和古土壤原状试样，进行变水头渗透试验，测定试样的饱和渗透系数。同时用压汞试验（mercury intrusion porosimetry, MIP）及扫描电镜（scanning electron microscope, SEM）测试分别获取试样的孔隙分布曲线和微观结构图像，分析了黄土-古土壤饱和渗透性与孔隙分布特征的关系。结果表明：（1）黄土-古土壤地层的饱和渗透系数整体上沿深度方向规律性减小，但相邻黄土和古土壤层的饱和渗透系数无明显差异；（2）MIP及SEM测试结果表明，黄土结构均匀，孔隙大小较为一致，而古土壤具有不均匀的团块-裂隙结构，虽然团块内部较黄土致密，但团块间存在裂隙；（3）饱和渗透系数的大小取决于透水孔隙含量，其中黄土的透水孔隙主要为较大孔隙（孔径>2 μm），而古土壤的透水孔隙主要为团块间的微裂隙，虽然二者渗透系数相近，但渗透机理完全不同。为研究黄土与古土壤的孔隙分布特性和解决黄土区工程建设中的问题提供了理论依据。
由于沉积环境的差异，古土壤较上覆黄土致密，其饱和渗透系数应低于黄土，但试验结果却显示二者的饱和渗透系数相近。为揭示这一现象的机理，在陕西泾阳南黄土塬开挖一33 m的探井，沿井壁按1 m间距取黄土和古土壤原状试样，进行变水头渗透试验，测定试样的饱和渗透系数。同时用压汞试验（mercury intrusion porosimetry, MIP）及扫描电镜（scanning electron microscope, SEM）测试分别获取试样的孔隙分布曲线和微观结构图像，分析了黄土-古土壤饱和渗透性与孔隙分布特征的关系。结果表明：（1）黄土-古土壤地层的饱和渗透系数整体上沿深度方向规律性减小，但相邻黄土和古土壤层的饱和渗透系数无明显差异；（2）MIP及SEM测试结果表明，黄土结构均匀，孔隙大小较为一致，而古土壤具有不均匀的团块-裂隙结构，虽然团块内部较黄土致密，但团块间存在裂隙；（3）饱和渗透系数的大小取决于透水孔隙含量，其中黄土的透水孔隙主要为较大孔隙（孔径>2 μm），而古土壤的透水孔隙主要为团块间的微裂隙，虽然二者渗透系数相近，但渗透机理完全不同。为研究黄土与古土壤的孔隙分布特性和解决黄土区工程建设中的问题提供了理论依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202212013
摘要:
基坑的支护桩通常采用等桩长布置，而在深厚软土地区的基坑工程中，围护桩需要嵌入软土以下的好土，所以桩长较长，等桩长布置的情况下经济性较差。为了研究部分围护桩嵌入好土的长短桩组合支护在深厚软土基坑中的作用及表现，采用现行设计方法计算全长桩支护和全短桩支护情况下围护桩的结构内力和变形，由此估计采用长短桩组合支护情况下围护桩的变形应介于全长桩支护和全短桩支护之间；进一步通过三维数值模拟对不同长度的长短桩组合支护进行对比分析，确定了合适的短桩桩长，然后将分析结果用于指导实际项目设计并对项目展开监测。研究表明：（1）长短桩组合支护的短桩桩长可截取至全长桩支护条件下围护桩弯矩计算的第二个反弯点，实现短桩与长桩共同受力、协调变形；（2）给出了基于现行设计计算软件的长短桩组合支护设计计算方法；（3）监测数据表明采用长短桩组合支护可以在项目中的成功应用。研究成果可为深厚软土基坑工程提供参考。
基坑的支护桩通常采用等桩长布置，而在深厚软土地区的基坑工程中，围护桩需要嵌入软土以下的好土，所以桩长较长，等桩长布置的情况下经济性较差。为了研究部分围护桩嵌入好土的长短桩组合支护在深厚软土基坑中的作用及表现，采用现行设计方法计算全长桩支护和全短桩支护情况下围护桩的结构内力和变形，由此估计采用长短桩组合支护情况下围护桩的变形应介于全长桩支护和全短桩支护之间；进一步通过三维数值模拟对不同长度的长短桩组合支护进行对比分析，确定了合适的短桩桩长，然后将分析结果用于指导实际项目设计并对项目展开监测。研究表明：（1）长短桩组合支护的短桩桩长可截取至全长桩支护条件下围护桩弯矩计算的第二个反弯点，实现短桩与长桩共同受力、协调变形；（2）给出了基于现行设计计算软件的长短桩组合支护设计计算方法；（3）监测数据表明采用长短桩组合支护可以在项目中的成功应用。研究成果可为深厚软土基坑工程提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202209029
摘要:
2022年9月5日四川省泸定县Ms6.8级地震诱发大量次生地质灾害。为深入认识此次地震地质灾害发育分布规律及特征，分析地质灾害发展趋势及潜在风险，文章在现场调查获取的一手资料，结合震区首轮地质灾害排查资料、遥感解译和区域地质背景资料综合研究，对地震地质灾害的特征、控灾条件及防灾减灾对策进行了研究。结果表明：截至2022年9月14日22时，地震重灾区泸定县和石棉县境内共诱发有威胁对象的地质灾害隐患点565处，包括崩塌331处、滑坡234处，导致81处已有地质灾害隐患点加剧变形；地震诱发的地质灾害类型主要以中、小型群发性高位崩塌和滑坡为主，主要集中分布在震中附近地震烈度Ⅸ度区域，包括泸定县磨西镇、得妥乡、得妥乡—德威镇段大渡河两岸及石棉县草科乡、王岗坪乡；位于地震烈度Ⅸ度区内的湾东河等流域，根据汶川地震经验认为，在未来5年内泥石流将处于活跃期，泥石流防治工程设计需考虑其高频率、黏性泥石流等特征；得妥乡—德威镇段大渡河两岸残留在坡面的崩滑体在降雨作用下易转化成坡面泥石流，建议在防治工程设计时要充分考虑两种灾害类型的转化形式。研究可为震区地震地质灾害防范及灾后重建规划提供科学参考。
2022年9月5日四川省泸定县Ms6.8级地震诱发大量次生地质灾害。为深入认识此次地震地质灾害发育分布规律及特征，分析地质灾害发展趋势及潜在风险，文章在现场调查获取的一手资料，结合震区首轮地质灾害排查资料、遥感解译和区域地质背景资料综合研究，对地震地质灾害的特征、控灾条件及防灾减灾对策进行了研究。结果表明：截至2022年9月14日22时，地震重灾区泸定县和石棉县境内共诱发有威胁对象的地质灾害隐患点565处，包括崩塌331处、滑坡234处，导致81处已有地质灾害隐患点加剧变形；地震诱发的地质灾害类型主要以中、小型群发性高位崩塌和滑坡为主，主要集中分布在震中附近地震烈度Ⅸ度区域，包括泸定县磨西镇、得妥乡、得妥乡—德威镇段大渡河两岸及石棉县草科乡、王岗坪乡；位于地震烈度Ⅸ度区内的湾东河等流域，根据汶川地震经验认为，在未来5年内泥石流将处于活跃期，泥石流防治工程设计需考虑其高频率、黏性泥石流等特征；得妥乡—德威镇段大渡河两岸残留在坡面的崩滑体在降雨作用下易转化成坡面泥石流，建议在防治工程设计时要充分考虑两种灾害类型的转化形式。研究可为震区地震地质灾害防范及灾后重建规划提供科学参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202211058
摘要:
隐伏断层的精准识别对水利工程建设而言至关重要。物探是快速识别隐伏断层的有效方法。但由于地球物理问题的多解性，单一物探方法又带有片面性。如何选用优化物探方法组合快速准确识别隐伏断层，是目前亟需解决的难点和热点问题。在综合分析豫北太行山灰岩区各类岩土体物性特征和现场地质条件的基础上，分别对F1小尺度张扭性正断层和F16大尺度扭性平移-正断层开展高密度电法、地震反射波法、折射层析法和瞬态瑞雷面波法等综合物探方法的探测研究工作。研究发现，折射层析法和地震反射波法联合探测成果分别从横波速度和反射波同相轴变化特征完整揭示了F1断层的发育特征。而对于F16断层，高密度电法、地震反射波法和瞬态瑞雷面波法综合探测成果异常区高度吻合，折射层析法也取得一定效果。经钻探和孔内电视验证，F16断层规模庞大，并伴生溶洞，与物探结果吻合。研究结果表明，地震反射波法和折射层析法相结合探测类似F1断层，可有效降低解译成果的多解性，节省探测成本。而采用高密度电法普查、地震反射波法和瞬态瑞雷面波法详查，实现了类似F16断层的快速准确识别。两种组合探测技术能够快速确定灰岩区两类典型薄覆盖隐伏断层的位置、深度、产状和性质，有效避免了探测工作的盲目性和片面性，为类似工况的高效探测提供了新思路，也将会在该领域发挥更大作用。
隐伏断层的精准识别对水利工程建设而言至关重要。物探是快速识别隐伏断层的有效方法。但由于地球物理问题的多解性，单一物探方法又带有片面性。如何选用优化物探方法组合快速准确识别隐伏断层，是目前亟需解决的难点和热点问题。在综合分析豫北太行山灰岩区各类岩土体物性特征和现场地质条件的基础上，分别对F1小尺度张扭性正断层和F16大尺度扭性平移-正断层开展高密度电法、地震反射波法、折射层析法和瞬态瑞雷面波法等综合物探方法的探测研究工作。研究发现，折射层析法和地震反射波法联合探测成果分别从横波速度和反射波同相轴变化特征完整揭示了F1断层的发育特征。而对于F16断层，高密度电法、地震反射波法和瞬态瑞雷面波法综合探测成果异常区高度吻合，折射层析法也取得一定效果。经钻探和孔内电视验证，F16断层规模庞大，并伴生溶洞，与物探结果吻合。研究结果表明，地震反射波法和折射层析法相结合探测类似F1断层，可有效降低解译成果的多解性，节省探测成本。而采用高密度电法普查、地震反射波法和瞬态瑞雷面波法详查，实现了类似F16断层的快速准确识别。两种组合探测技术能够快速确定灰岩区两类典型薄覆盖隐伏断层的位置、深度、产状和性质，有效避免了探测工作的盲目性和片面性，为类似工况的高效探测提供了新思路，也将会在该领域发挥更大作用。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202210015
摘要:
破裂面形成演化特征是反倾层状斜坡研究的重点之一，也是稳定性评价和工程设计治理的基础。利用室内大型土工离心机，获取坡体受力和变形参数，同时结合PFC数值模拟成果，展示了斜坡破裂面的形成演化过程和特征并讨论破裂面的形成机理。结果表明：（1）首先在坡体内部产生压剪裂隙，随后向中下部扩展，坡体压剪分区；（2）裂隙向中上部发展，破裂面初步形成，深部坡体发生弯折；（3）浅层裂隙完全贯通，形成由坡顶至坡脚的完整破裂面Ⅰ，内部潜在破裂面（Ⅱ、Ⅲ）中上部近似平行坡面，下部合并后至坡脚，而稳定受压区域与弯折区分界潜在破裂面Ⅳ呈阶梯形，同时浅层存在3条次级破裂面；（4）揭示了斜坡的变形破坏由于重力作用，使得岩层差异性受力，在压剪、拉剪及弯折作用下，裂隙由预制裂隙尖端萌生、扩展，最终贯通形成破裂面。因此，重力是内在原因，而坡体结构特征是基础条件。该研究成果为反倾层状斜坡进一步深入研究和实践提供了基础。
破裂面形成演化特征是反倾层状斜坡研究的重点之一，也是稳定性评价和工程设计治理的基础。利用室内大型土工离心机，获取坡体受力和变形参数，同时结合PFC数值模拟成果，展示了斜坡破裂面的形成演化过程和特征并讨论破裂面的形成机理。结果表明：（1）首先在坡体内部产生压剪裂隙，随后向中下部扩展，坡体压剪分区；（2）裂隙向中上部发展，破裂面初步形成，深部坡体发生弯折；（3）浅层裂隙完全贯通，形成由坡顶至坡脚的完整破裂面Ⅰ，内部潜在破裂面（Ⅱ、Ⅲ）中上部近似平行坡面，下部合并后至坡脚，而稳定受压区域与弯折区分界潜在破裂面Ⅳ呈阶梯形，同时浅层存在3条次级破裂面；（4）揭示了斜坡的变形破坏由于重力作用，使得岩层差异性受力，在压剪、拉剪及弯折作用下，裂隙由预制裂隙尖端萌生、扩展，最终贯通形成破裂面。因此，重力是内在原因，而坡体结构特征是基础条件。该研究成果为反倾层状斜坡进一步深入研究和实践提供了基础。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202301025
摘要:
中国山东省平原区和美国大休斯顿地区都存在过量开采地下水引发的地面沉降问题，休斯顿积累了100多年的监测成果和50多年防控经验，对山东省平原区30多年来的地面沉降监测与防控具有一定的借鉴意义。为进一步推 动 和加强山东省地面沉降监测与防治、地下水资源管理、数字赋能和数据共享，文章对两个地区的地面沉降成因、监测技术、地下水管理和地面沉降防控进行了对比分析。结果表明：过度抽取地下水是导致地面沉降的主要原因，两地都采取了以限制地下水开采为主的地面沉降管理措施，当前沉降面积和沉降速率都趋于减小；两地目前使用的监测方法和技术基本相同,主要使用精密水准测量、分层标或深孔伸缩仪、全球卫星定位系统和干涉合成孔径雷达技术，观测点的密度和监测频次都在逐步增加。然而，两地在观测数据的管理和共享方面存在很大差异。休斯顿地区的地面沉降管理部门主要负责采集数据和协调数据共享，不承担观测数据的处理和研究任务，所有的观测数据都向社会开放，基于观测数据的研究工作主要由美国地质调查局和大学的研究团体承担，研究成果公开发表；山东平原区的地面沉降和地下水位监测由自然资源和水利部门承担，下属的事业单位承担野外观测、数据保管、数据分析和研究，为制定地下水管理规章制度提供科技支撑，部门间的数据共享和整合存在一定困难，限制了对地面沉降的深入系统研究。
中国山东省平原区和美国大休斯顿地区都存在过量开采地下水引发的地面沉降问题，休斯顿积累了100多年的监测成果和50多年防控经验，对山东省平原区30多年来的地面沉降监测与防控具有一定的借鉴意义。为进一步推 动 和加强山东省地面沉降监测与防治、地下水资源管理、数字赋能和数据共享，文章对两个地区的地面沉降成因、监测技术、地下水管理和地面沉降防控进行了对比分析。结果表明：过度抽取地下水是导致地面沉降的主要原因，两地都采取了以限制地下水开采为主的地面沉降管理措施，当前沉降面积和沉降速率都趋于减小；两地目前使用的监测方法和技术基本相同,主要使用精密水准测量、分层标或深孔伸缩仪、全球卫星定位系统和干涉合成孔径雷达技术，观测点的密度和监测频次都在逐步增加。然而，两地在观测数据的管理和共享方面存在很大差异。休斯顿地区的地面沉降管理部门主要负责采集数据和协调数据共享，不承担观测数据的处理和研究任务，所有的观测数据都向社会开放，基于观测数据的研究工作主要由美国地质调查局和大学的研究团体承担，研究成果公开发表；山东平原区的地面沉降和地下水位监测由自然资源和水利部门承担，下属的事业单位承担野外观测、数据保管、数据分析和研究，为制定地下水管理规章制度提供科技支撑，部门间的数据共享和整合存在一定困难，限制了对地面沉降的深入系统研究。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202210050
摘要:
针对川东地区含裂隙近水平红层软岩边坡在长时强降雨条件下易产生滑坡灾害的问题，依托含双软弱夹层的此类典型坡体实例，以弹性模量和抗拉强度为主控因素制备可表征软岩遇水软化开裂特性的相似材料，构建了含裂隙近水平红层软岩边坡的室内物理试验模型，研究了边坡在长期雨水入渗作用下的坡体变形、裂隙扩展和稳定性演变规律。结果表明：（1）坡体变形发展可分为初始变形阶段、匀速变形阶段、加速变形破坏阶段。（2）坡体裂隙扩展主要包括在坡体后部的自下而上发育的“上窄下宽”裂隙，以及在坡体前部的自上而下发育的“上宽下窄”裂隙。裂隙扩展区域主要集中在上、下软弱夹层之间，其中易产生超孔隙水压力。（3）试验模型的FLAC3D数值模拟再现了该推移式滑坡的渗流过程，超孔隙水压力随时间呈现先增大后逐渐趋于稳定的变化特征；在软弱夹层和竖向裂隙处，超孔隙水压力呈累计增大的特征。（4）坡体滑面形成及失稳破坏演变过程可划分为3个阶段：浅表层裂隙发育贯通阶段、裂隙向软弱夹层延伸发育并逐步贯通阶段、裂隙扩展与坡体滑动失稳阶段。长期雨水入渗致岩体强度弱化，以及裂隙逐渐向坡体深部发育并与软弱夹层贯通形成多级阶梯式滑裂面，是造成含裂隙近水平红层软岩边坡滑动失稳的根本原因。
针对川东地区含裂隙近水平红层软岩边坡在长时强降雨条件下易产生滑坡灾害的问题，依托含双软弱夹层的此类典型坡体实例，以弹性模量和抗拉强度为主控因素制备可表征软岩遇水软化开裂特性的相似材料，构建了含裂隙近水平红层软岩边坡的室内物理试验模型，研究了边坡在长期雨水入渗作用下的坡体变形、裂隙扩展和稳定性演变规律。结果表明：（1）坡体变形发展可分为初始变形阶段、匀速变形阶段、加速变形破坏阶段。（2）坡体裂隙扩展主要包括在坡体后部的自下而上发育的“上窄下宽”裂隙，以及在坡体前部的自上而下发育的“上宽下窄”裂隙。裂隙扩展区域主要集中在上、下软弱夹层之间，其中易产生超孔隙水压力。（3）试验模型的FLAC3D数值模拟再现了该推移式滑坡的渗流过程，超孔隙水压力随时间呈现先增大后逐渐趋于稳定的变化特征；在软弱夹层和竖向裂隙处，超孔隙水压力呈累计增大的特征。（4）坡体滑面形成及失稳破坏演变过程可划分为3个阶段：浅表层裂隙发育贯通阶段、裂隙向软弱夹层延伸发育并逐步贯通阶段、裂隙扩展与坡体滑动失稳阶段。长期雨水入渗致岩体强度弱化，以及裂隙逐渐向坡体深部发育并与软弱夹层贯通形成多级阶梯式滑裂面，是造成含裂隙近水平红层软岩边坡滑动失稳的根本原因。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202211009
摘要:
泥石流的冲击力是造成拦砂坝破坏损毁的主要原因，在高海拔地区，由于山高谷深，再加上坡表物质受物理风化严重，物源级配宽度范围大，泥石流的发育频率高，冲击力大，导致该地区拦砂坝损毁严重。为了研究高海拔地区宽级配泥石流对拦砂坝的冲击规律，以西藏地区发育的泥石流为原型，建立了此类宽级配泥石流的冲击拦砂坝的物理试验模型，选取泥石流容重、水槽坡度与泥石流固相最大粒径为变量因素，分别进行27组水槽试验研究冲击力的特征。结果表明：（1）宽级配泥石流在冲击拦砂坝过程中主要经历“冲击爬高-旋滚回流-堆积回淤”3个接触演化阶段，泥石流容重越小，其爬高越大，冲淤过程的阶段性表现越明显；（2）拦砂坝的坝前冲击力随宽级配泥石流容重的增大而减小，在相同坡度和级配的条件下，容重越大，水流携带固体物源运动越困难，泥石流流速降低，泥石流的冲击力减小；（3）拦砂坝的坝前冲击力随沟槽坡度增大而增大，沟槽坡度越大，宽级配泥石流的流速和流深越大，泥石流冲击力就越大，并且泥石流固相粒径越大，两者的影响效果越明显；（4）拦砂坝的坝前冲击力随宽级配泥石流固相最大粒径增大而增大，且变化趋势较泥石流容重及沟槽坡度条件改变时更加显著，最大粒径与泥石流流速、流深没有明显规律关系。研究成果将为宽级配泥石流防治和研究提供依据。
泥石流的冲击力是造成拦砂坝破坏损毁的主要原因，在高海拔地区，由于山高谷深，再加上坡表物质受物理风化严重，物源级配宽度范围大，泥石流的发育频率高，冲击力大，导致该地区拦砂坝损毁严重。为了研究高海拔地区宽级配泥石流对拦砂坝的冲击规律，以西藏地区发育的泥石流为原型，建立了此类宽级配泥石流的冲击拦砂坝的物理试验模型，选取泥石流容重、水槽坡度与泥石流固相最大粒径为变量因素，分别进行27组水槽试验研究冲击力的特征。结果表明：（1）宽级配泥石流在冲击拦砂坝过程中主要经历“冲击爬高-旋滚回流-堆积回淤”3个接触演化阶段，泥石流容重越小，其爬高越大，冲淤过程的阶段性表现越明显；（2）拦砂坝的坝前冲击力随宽级配泥石流容重的增大而减小，在相同坡度和级配的条件下，容重越大，水流携带固体物源运动越困难，泥石流流速降低，泥石流的冲击力减小；（3）拦砂坝的坝前冲击力随沟槽坡度增大而增大，沟槽坡度越大，宽级配泥石流的流速和流深越大，泥石流冲击力就越大，并且泥石流固相粒径越大，两者的影响效果越明显；（4）拦砂坝的坝前冲击力随宽级配泥石流固相最大粒径增大而增大，且变化趋势较泥石流容重及沟槽坡度条件改变时更加显著，最大粒径与泥石流流速、流深没有明显规律关系。研究成果将为宽级配泥石流防治和研究提供依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202306051
摘要:
强降雨引起的滑坡多以浅表堆积层滑移为主，易群发、危害性大，其地下水和土体内部含水率对降雨的水文响应机制复杂，难以精准开展稳定性预测。为研究降雨引起的滑坡水文响应对滑坡稳定性的影响，以四川省青川县后山里滑坡为例，开展现场降雨入渗监测、相关性分析和力学分析。通过连续三年的降雨量、土体水分和地下水位等监测，分析了降雨入渗-土体体积含水率-地下水位的响应规律，建立了降雨量与地下水位的相关关系，并基于无限斜坡稳定性计算公式构建了基于降雨量和地下水位埋深的浅层滑坡稳定性预测模型。结果表明：（1）年内地下水呈周期性波动，分为缓慢下降期、快速下降期和快速上升期三个阶段，且降雨量与地下水埋深呈线性负相关，与水位升幅相关性不显著；（2）根据稳定性预测模型确定了该滑坡失稳的临界降雨阈值81.8 mm/d和地下水埋深阈值0.73 m。研究结果可为降雨诱发浅表堆积层滑坡的预警预报提供参考。
强降雨引起的滑坡多以浅表堆积层滑移为主，易群发、危害性大，其地下水和土体内部含水率对降雨的水文响应机制复杂，难以精准开展稳定性预测。为研究降雨引起的滑坡水文响应对滑坡稳定性的影响，以四川省青川县后山里滑坡为例，开展现场降雨入渗监测、相关性分析和力学分析。通过连续三年的降雨量、土体水分和地下水位等监测，分析了降雨入渗-土体体积含水率-地下水位的响应规律，建立了降雨量与地下水位的相关关系，并基于无限斜坡稳定性计算公式构建了基于降雨量和地下水位埋深的浅层滑坡稳定性预测模型。结果表明：（1）年内地下水呈周期性波动，分为缓慢下降期、快速下降期和快速上升期三个阶段，且降雨量与地下水埋深呈线性负相关，与水位升幅相关性不显著；（2）根据稳定性预测模型确定了该滑坡失稳的临界降雨阈值81.8 mm/d和地下水埋深阈值0.73 m。研究结果可为降雨诱发浅表堆积层滑坡的预警预报提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202211018
摘要:
福建省滑坡灾害频发，开展区域尺度上的滑坡灾害预警是有效防灾减灾的重要手段，由于滑坡成灾机理复杂，传统的区域滑坡预警方法存在精度不足等问题。深度学习主要是指通过构建神经网络模型进行特征的提取、抽象、表示与学习的技术，是机器学习的一种。卷积神经网络作为一种经典的深度学习算法，具有比传统机器学习更强大的分类能力与表征能力。文章以福建省为研究区，将卷积神经网络引入滑坡灾害预警领域，构建福建省区域滑坡预警模型，过程如下：①采用SMOTE优化算法对2010—2018年福建省滑坡灾害样本库进行优化，扩充正样本的个数，将正负样本比例从1∶3.4扩充到1∶2，样本总量达到19151个。②构建卷积神经网络模型结构，模型结构包括一个输入层、两个卷积层、两个最大池化层和一个全连接层以及一个输出层。③使用卷积神经网络对优化后的样本（2010—2018年样本的80%作为训练集）进行训练，并用贝叶斯优化算法优化模型超参数，得到福建省区域滑坡预警模型。④以2010—2018年样本的20%作为测试集对模型进行校验，采用混淆矩阵、ROC曲线进行模型校验，结果显示模型准确度为0.94−0.97，AUC值达到0.975，模型精度与泛化能力良好。⑤以2019年汛期滑坡灾害实况作为正样本，通过时空采样的方法采集负样本，构建2019年区域滑坡样本校验集（样本数603个），对模型进行进一步实况校验，采用混淆矩阵、ROC曲线进行模型校验，结果显示模型准确度为0.75−0.80，AUC值为0.852。虽然仅用了2019年一年汛期的滑坡实况样本进行校验，但也达到较好的效果。本文将卷积神经网络算法应用到区域滑坡预警中，为建立区域滑坡预警模型提供了一种新的途径，初步校验表明，模型效果良好，今后将在福建省对模型进行进一步的应用与校验。
福建省滑坡灾害频发，开展区域尺度上的滑坡灾害预警是有效防灾减灾的重要手段，由于滑坡成灾机理复杂，传统的区域滑坡预警方法存在精度不足等问题。深度学习主要是指通过构建神经网络模型进行特征的提取、抽象、表示与学习的技术，是机器学习的一种。卷积神经网络作为一种经典的深度学习算法，具有比传统机器学习更强大的分类能力与表征能力。文章以福建省为研究区，将卷积神经网络引入滑坡灾害预警领域，构建福建省区域滑坡预警模型，过程如下：①采用SMOTE优化算法对2010—2018年福建省滑坡灾害样本库进行优化，扩充正样本的个数，将正负样本比例从1∶3.4扩充到1∶2，样本总量达到19151个。②构建卷积神经网络模型结构，模型结构包括一个输入层、两个卷积层、两个最大池化层和一个全连接层以及一个输出层。③使用卷积神经网络对优化后的样本（2010—2018年样本的80%作为训练集）进行训练，并用贝叶斯优化算法优化模型超参数，得到福建省区域滑坡预警模型。④以2010—2018年样本的20%作为测试集对模型进行校验，采用混淆矩阵、ROC曲线进行模型校验，结果显示模型准确度为0.94−0.97，AUC值达到0.975，模型精度与泛化能力良好。⑤以2019年汛期滑坡灾害实况作为正样本，通过时空采样的方法采集负样本，构建2019年区域滑坡样本校验集（样本数603个），对模型进行进一步实况校验，采用混淆矩阵、ROC曲线进行模型校验，结果显示模型准确度为0.75−0.80，AUC值为0.852。虽然仅用了2019年一年汛期的滑坡实况样本进行校验，但也达到较好的效果。本文将卷积神经网络算法应用到区域滑坡预警中，为建立区域滑坡预警模型提供了一种新的途径，初步校验表明，模型效果良好，今后将在福建省对模型进行进一步的应用与校验。
, 最新更新时间 , doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202212043
摘要:
区域差异性地面沉降已经对城市基础设施、线性轨道交通和地下空间开发利用形成重大威胁，制约着经济和社会的可持续发展。本文围绕区域地表形变信息获取、地面沉降演变机制和演变模拟方面的研究进展进行系统阐述，重点分析了InSAR形变监测和多源形变数据融合的区域地表形变信息获取技术，基于室内土工实验数据和长时序观测数据，利用相关分析、统计分析和机器学习等方法分析地面沉降演变与各影响因素的关系。在此基础上，探讨了地下水流场—土体变形模型、数理统计模型和机器学习模型等地面沉降演变模拟模型的优缺点。发现多源形变数据融合能够提高区域地表形变信息的时空分辨率，地质构造、土体岩性、地下水开采和动静载荷等影响因素的差异性是造成地面沉降差异性演化的机制，地面沉降数学模型的计算效率与可解释性难以兼顾是当前沉降模拟存在的主要问题。据文献检索，当前研究主要关注地下水超量开采引发的地面沉降。本文进而提出未来区域地面沉降研究方向，在气候变化叠加新水情、新数据背景下，充分融合遥感大数据与野外观测站实测小数据集，耦合物理模型和机器学习模型，优化集成InSAR、GeoAI、云平台等技术的最新进展，揭示全球气候变化和人类活动综合作用下的区域地面沉降演变机制，为区域地面沉降防控和城市安全提供技术支撑。
区域差异性地面沉降已经对城市基础设施、线性轨道交通和地下空间开发利用形成重大威胁，制约着经济和社会的可持续发展。本文围绕区域地表形变信息获取、地面沉降演变机制和演变模拟方面的研究进展进行系统阐述，重点分析了InSAR形变监测和多源形变数据融合的区域地表形变信息获取技术，基于室内土工实验数据和长时序观测数据，利用相关分析、统计分析和机器学习等方法分析地面沉降演变与各影响因素的关系。在此基础上，探讨了地下水流场—土体变形模型、数理统计模型和机器学习模型等地面沉降演变模拟模型的优缺点。发现多源形变数据融合能够提高区域地表形变信息的时空分辨率，地质构造、土体岩性、地下水开采和动静载荷等影响因素的差异性是造成地面沉降差异性演化的机制，地面沉降数学模型的计算效率与可解释性难以兼顾是当前沉降模拟存在的主要问题。据文献检索，当前研究主要关注地下水超量开采引发的地面沉降。本文进而提出未来区域地面沉降研究方向，在气候变化叠加新水情、新数据背景下，充分融合遥感大数据与野外观测站实测小数据集，耦合物理模型和机器学习模型，优化集成InSAR、GeoAI、云平台等技术的最新进展，揭示全球气候变化和人类活动综合作用下的区域地面沉降演变机制，为区域地面沉降防控和城市安全提供技术支撑。
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