基于博弈论组合赋权法的泥石流灾害易发性评价云模型

泥石流是我国西部山区常见的地质灾害之一,其强大的致灾能力不仅使人民生命财产蒙受巨大损失,还会对山区生态地质环境造成毁灭性破坏,故准确评价泥石流灾害易发性对防灾减灾工作至关重要。将泥石流灾害易发性分为4级,分别为不易发(Ⅰ)、低易发(Ⅱ)、中易发(Ⅲ)和高易发(Ⅳ)。选取沟谷岸坡坡度(X₁)、沟床纵坡比降(X₂)、植被覆盖率(X₃)、单位面积固体物源储量(X₄)、汇水面积(X₅)、雨季降雨量(X₆)为泥石流灾害易发性定量评价指标,并确定各评价指标分级标准及正态云模型数字特征量,进而构建泥石流灾害易发性评价指标体系与评价指标正态云模型。采用层次分析法与熵权法计算评价指标主、客观权重,基于博弈论思想对主、客观权重进行组合赋权,最终建立基于博弈论组合赋权法的泥石流灾害易发性评价云模型。选取西秦岭地区5条泥石流沟实例验证评价模型有效性,结果表明博弈论组合赋权-正态云模型评价结果与实际情况基本一致。进一步应用该模型对西安大长胜坊与小长胜坊村内的一条黄土沟道进行泥石流灾害易发性评价,结果表明该黄土沟道泥石流灾害易发性等级为Ⅲ级(中易发)。     

陕西省府谷县大石板沟泥石流人为影响因素分析

府谷县大石板沟地处黄土沟壑区,由于附近人类活动影响,大量弃土堆填于大石板沟上游沟谷内,结合地形地貌及区域降雨条件分析,认为人类活动增大了大石板沟发生泥石流的可能性,即可能产生人为泥石流。对人为泥石流的特点、形成条件及发展趋势进行了分析。指出在采用科学治理方法的基础上,通过采取相应措施,可以阻止泥石流灾害的发生。     

泥石流模拟 : Ⅲ—应用

本文将泥石流流团模型用于实际泥石流模拟。根据云南省寻甸回族彝族自治县金源乡沙湾大沟１９９１年发生的粘性泥石流的堆积观测结果，运用数值模型重现当时泥石流在下游地区的堆积过程。计算结果与实测值符合较好，并能合理地反映实际堆积情况，证实泥石流流团模型的可靠性。最后，文中根据计算给出的有关成果，对泥石流堆积扇的全面发展过程进行了详细的分析。     

泥石流模拟：Ⅲ一应用

本文将泥石流流团模型用于实际泥石流模拟。根据云南省寻甸回族彝族自治县金源乡沙湾大沟1991年发生的粘性泥石流的堆积观测结果，运用数值模型重现当时泥石流在下游地区的堆积过程。计算结果与实测值符合较好，并能合理地反映实际堆积情况，证实泥石流流团模型的可靠性。最后，文中根据计算给出的有关成果，对泥石流堆积扇的垒面发展过程进行了详细的分析。     

非饱和重塑黄土的一种简化离散元模型

黄土是一种水敏性颗粒材料,其强度受含水率影响十分明显。基于非饱和土力学的基本理论,利用颗粒离散元方法,建立了一种非饱和黄土的简化离散元模型。在对非饱和黄土的力学特性进行离散元模拟分析后,与室内三轴试验进行了对比验证。对比模型和试验结果发现：不同含水率试样的应力应变关系受土体颗粒间摩擦系数直接影响,表现为试样含水率越高,摩擦系数越小,说明该离散元模型在一定范围内能够反映重塑黄土的土力学特性。     

防撞浮箱对桥墩绕流影响的数值研究

在桥墩自由液面处加装防撞浮箱是目前常用的桥墩防撞方法。为了揭示防撞浮箱对桥墩绕流的影响，该文选取圆形桥墩，通过求解不可压缩流动RANS方程，采用雷诺应力(RSM)湍流模型，数值模拟了加装防撞浮箱的桥墩绕流。首先通过与圆柱绕流模型试验的对比，验证了数值仿真方法的合理性和结果的精确度；然后再进行不同水深下，加装不同截面形状和不同截面尺寸防撞浮箱的桥墩绕流数值计算，分析了防撞浮箱和水深对桥墩阻力系数、流场结构以及桥墩局部冲刷的影响。结果表明：加装防撞浮箱将增大整个结构的阻力，改变桥墩后部的涡结构；防撞浮箱截面形状和尺寸的变化都会对桥墩绕流产生影响，进而影响桥墩自身结构和桥区航道的安全通航，此外水深变化也是不可忽略的因素。研究结果可为桥墩防撞浮箱设计提供相关参考。     

青藏高原泥石流的形成及运动过程研究

传统的泥石流模拟模型对青藏高原泥石流的模拟与实际情况的吻合度较低,无法为预防与治理泥石流提供合理的数据。为此,构建泥石流形成运动模拟模型对青藏高原泥石流形成及运动过程进行模拟研究。根据质量守恒原则、侵蚀、降雨与摩擦影响因素,建立泥石流形成、运动模拟模型,采用有限差分数值方法对泥石流厚度与流速进行计算。通过对泥石流厚度与流速的计算,实现了对青藏高原泥石流形成、运动过程的模拟。通过实验对比结果可知,泥石流形成及运动模拟模型与实际情况的吻合度远远高于传统模拟模型,说明泥石流形成运动模拟模型具备较高的有效性。     

基于可拓灰色关联分析法的泥石流危险性评价

基于可拓灰色关联分析法,对黄河上游某水电站坝址区的泥石流沟进行研究。利用可拓法建立泥石流沟危险性评价的物元模型,结合灰色关联分析法分析各评价因子的权重值,建立可拓灰色关联分析模型,对泥石流沟进行危险性评价。最后将模糊数学法和规范法两种方法进行对比,结果非常接近,与现场勘察情况吻合,说明可拓灰色关联分析法在对泥石流危险性评价中有很好的适用性,也很好地解决了泥石流的多样性、复杂性及评价结果不确定性等问题。     

结构性黄土压缩特性的微观非连续变形分析

黄土的结构性与其形成过程密切相关,并对其物理力学性质产生重要影响。针对结构性黄土的大孔隙和胶结特性,对DDA算法进行了扩展,将结构性黄土中起主要胶结作用的黏粒胶结嵌入已有的DDA算法中;使用Monte Carlo法和DDA模拟黄土的沉积过程,该方法能够模拟颗粒下落过程中的相互碰撞及摩擦,分析结构性黄土在压缩过程中颗粒的平动和转动规律,由此构建与原状黄土孔隙比接近的微观结构模型;进一步使用扩展DDA对所生成的黄土结构模型进行不同压力下的一维压缩试验模拟,并与室内压缩试验进行对比。发现胶结试样颗粒位移比不含胶结试样颗粒位移小,但整体规律相似;每个颗粒位移的大小和方向不尽相同,但主要以竖向位移为主;在压缩过程中,不同区域的颗粒位移存在较大差异,上部颗粒位移大,越往下部颗粒的位移越小。该研究成果可为从微观认识黄土力学行为提供一条途径。     

桥墩组交叉布置对河道流场影响的数值模拟研究

采用平面二维数学模型,对河道中不同的桥墩组布置组合进行数值模拟研究,分析不同的桥墩组组合对流场的影响。结果表明,新建桥墩和最靠近的一组桥墩对齐布置对水流的影响较小。     

泥石流模拟 : Ⅱ—验证

根据中国科学院成都山地灾害与环境研究所刘希林和云南省地理研究所唐川所做的泥石流堆积模型实验，对论文（Ⅰ）建立的泥石流流团模型进行了验证。文中首先介绍有关实验与计算的基本概况，然后分别根据不同的实验条件，应用数值模型计算泥石流的堆积范围，并对平面堆积形态进行分析。通过与实验结果的对比表明，计算与实测值符合较好，泥石流流团模型的正确性从而得以证实。     

基于SPH的泥石流重力式拦砂坝削峰效应研究

拦砂坝削峰效应是衡量拦砂坝防治效益的一个重要指标。为研究泥石流重力式拦砂坝的削峰效果,利用SPH建立三维模型,对比分析数值模拟与物理试验两种不同方法的模拟结果,论证SPH模型的可用性;并以四川省绵竹市清平乡文家沟为例,估算不同泥石流事件下拦砂坝对过坝泥石流的削峰比例。研究结果表明:泥石流削峰效应受总库比和泥石流重度的影响,削峰率与总库比呈对数关系,与泥石流重度呈线性关系;在数值模拟结果与物理试验结果的对比中,两种方法的相对误差均值为12%,采用SPH模型研究泥石流削峰效应可行;对文家沟泥石流事件进行削峰分析时,获得了近年来文家沟泥石流的削峰率均值为53%,较好地量化了拦砂坝对泥石流的削峰效应。     

基于联系期望的泥石流易发性评价模型

泥石流的发生受到多种自然条件的影响,泥石流易发性评价是一个复杂的不确定性问题。为了对中巴公路沿线泥石流进行易发性评价,应用区间数理论与集对分析相耦合的方法,建立了基于联系期望的泥石流易发性评价模型。该模型结合泥石流实地调查和遥感解译结果,选取了14个评价指标,采用区间数理论表示评价指标量值和评价等级分级标准,利用集对分析理论计算联系期望,然后结合评价指标权重得出指标关于各易发性等级的综合联系数,最后根据最大联系数原则判定易发性等级。通过中巴公路沿线泥石流易发性评价实例以及与其他评价方法对比表明:联系期望模型能有效预测泥石流易发性等级,简化区间数关系的分析过程,为解决类似不确定性问题提供了一种新方法。     

泥石流模拟：Ⅱ一验证

根据中国科学院成都山地灾害与环境研究所刘希林和云南省地理研究所唐川所做的泥石流堆积模型实验．对论文(I)建立的泥石流流团模型进行了验证。文中首先介绍有关实验与计算的基本概况，然后分别根据不同的实验条件，应用数值模型计算泥石流的堆积范围，并对平面堆积形态进行分析。通过与实验结果的对比表明，计算与实测值符合较好，泥石流流团模型的正确性从而得以证实；     

基于Voellmy模型的哀牢山地区滑坡泥石流灾害运动过程数值模拟

我国西南山区滑坡泥石流灾害常发,滑坡泥石流灾害体运移堆积的范围是开展区域地质灾害危险性评价的重要指标之一。以云南省哀牢山地区水塘镇芭蕉树滑坡泥石流灾害为研究对象,利用Voellmy流体运动模型进行灾害体运移堆积全过程数值模拟反分析,获取数值模拟模型参数。利用反分析得到的模型参数建立与芭蕉树滑坡泥石流所处地质环境条件相似的戛洒镇南恩小学滑坡数值模型,进行滑坡泥石流灾害运移堆积过程模拟分析,模拟结果与野外地质灾害危险性评估结论符合程度较高。     

九绵高速平武段泥石流运动参数特征与工程危害

泥石流特性及其工程危害分析是道路设计施工的重要依据。九寨沟至绵阳高速公路平武境内有7条沟道曾暴发泥石流,对公路安全造成潜在威胁。通过现场调查与高清遥感解译分析,计算了泥石流运动参数特征并分析了其危害模式,提出了相应的治理措施。研究表明:(1)该区域泥石流为低频沟谷降雨型中小规模稀性泥石流;泥石流容重为1.4~1.8 g/cm~3,流速为2.02~10.55 m/s,流量为2.91~581.33 m~3/s,冲击力为2 078~5 380 k N。(2)西南山区交通干线建设中泥石流对工程体的4种危害模式为冲击桥墩型、掏蚀岸坡型、冲刷顶板型、过流涵洞型;相对应的4类泥石流工程防护模式为桥墩防护、岸坡防护、顶板防护、路基防护。研究结果对九绵高速泥石流防治工程的规划设计具有一定参考作用,也可为西南山区重要交通干线的合理选线提供科学依据。     

土质修正系数β_0对湿陷性黄土场地的湿陷类型判定的影响

土质修正系数β0值是判定湿陷性黄土湿陷类型的关键指标,不同的值对判定结论会产生很大的影响。按照《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）,山西的黄土地区,β0值可以有1.2和0.5两种选择。为了合理选定这一系数值,在地处湿陷性黄土地区的山西禹门口提水工程的PCCP项目上,沿管线48.8 km范围内,取土样49处,完成室内压缩试验200余组,并在管线现场进行了2组室外浸水试验,通过沉陷量的计算和比较,探讨了这一问题,并得出结论：在工程较为重要的地区,应增加室外试验予以判定。     

黄土湿载结构性本构模型的数值实现

在已提出的黄土湿载结构性本构模型的基础上,通过对天然黄土应力应变特性的数值模拟及数值模拟结果与黄土的试验结果对比,分析了结构性黄土的应力应变关系特征。研究结果表明:所提出的黄土湿载结构性本构模型在描述饱和重塑黄土的力学特性方面与修正剑桥模型具有相同的特性;模型仍然能够模拟具有不同含水率的重塑黄土的宏观力学反应;更重要是所建议的模型在模拟天然结构性黄土的力学特性方面,相对于剑桥模型及修正剑桥模型,具有明显的优势,更能对实验室所试验的天然结构性黄土的宏观力学特性给出准确的描述。通过黄土常规三轴实验室试测结果的对比分析,论证了所提出的黄土的湿载结构性本构模型的合理性和准确性。     

浅析甘肃舟曲县泥石流地质灾害形成原因及防治措施

甘肃省舟曲县2010年8月8日凌晨发生了特大泥石流山洪自然灾害。对该地区泥石流灾害的诱发因素、形成的基本条件及形成的机制进行了调查分析,对该地区泥石流的活动状况及人类活动对泥石流的影响进行了简要介绍。最后在对泥石流排洪沟道进行勘察分析的基础上,提出了对泥石流灾害的防治措施。     

基于支持向量机的桥墩局部冲刷深度预测模型

基于支持向量机（SVM）建立了圆柱型桥墩局部冲刷深度预测模型，采用440组恒定流工况下圆柱型桥墩基础局部冲刷试验数据，对模型进行训练并对桥墩冲刷影响因素进行敏感性分析。分析结果表明，建立的模型冲刷深度预测值与试验值吻合良好，模型具有可行性和有效性；泥沙分层系数和水流强度对模型训练结果影响较大。