滑坡GIS可视化研究与应用

在研究工作的基础上,论述了滑坡GIS基础数据库、滑坡体三维地质界面数据库及滑坡可视化分析模型的建立途径.并结合研究实例,探讨了GIS可视化技术在滑坡主滑动方向确定、建筑物适宜程度综合解析方面的应用,为全方位快速进行滑坡综合评价、分析工作提供了新的途径和手段.     

基于三维地理信息的滑坡监测及变形预测智能分析

将滑坡监测与当前先进的三维可视化及地理信息技术相结合，建立了三维滑坡的监测信息系统，实现了滑坡监测信息与监测场址三维地理信息的综合表达，为滑坡监测方案设计和监测成果的综合分析提供了一个可视化的信息平台。针对滑坡位移复杂的非线性演化问题，结合时间序列分析的基本思想，采用遗传算法确定时间序列模型的结构和参数，从而获得滑坡变形的预测模型。以福宁高速公路八尺门滑坡为研究实例。介绍了三维滑坡监测信息系统的结构、功能及算法，并对滑坡变形的非线性位移进行了智能预测分析。     

滑坡稳定性分析评价的可视化实现及其应用

通过可视化编程，详细介绍了模块中的稳定性分析、Sarma发及剩余推力求解的计算依据，并对洛湛路DK282洞里院子滑坡进行了稳定性分析和评价，为滑坡的治理提供了可靠的依据。     

基于神经网络的离散元细观参数标定方法研究——以甘肃黑方台黄土滑坡为例

离散元细观力学参数与宏观力学参数之间存在着很高的非线性特征,目前人工试算的参数标定方法存在着很大的随机性和盲目性,标定过程效率低,标定结果可重复性差。因此为了找到一种新的准确、高效的参数标定方法,以黑方台2015～2017年发生的7起典型黄土滑坡为研究对象,采用离散元数值试验及神经网络等方法,首先根据前人力学试验及相关研究确定出6个本征参数的取值,利用室内休止角试验以及GEMM材料数据库,确定出剩余的6个待标定参数的取值范围;然后通过对剩余6个待标定参数的敏感性进行分析,确定出JKR模型能量密度的取值为100J/m~2,并设计出其中6起滑坡以剩余5个待标定参数为变量的系列数值模拟试验,得到各组参数及其对应的模拟形态(滑源区横向宽、滑源区纵向宽、滑坡的壁高、滑坡整体落差、滑距、堆积区横向宽);然后以此作为样本进行神经网络训练,确定出模拟形态与参数之间的映射关系;进而利用此映射关系反演标定出这6起滑坡的最优模拟参数,并以这6组最优模拟参数作为该地区黄土滑坡数值模拟参数的取值范围;最后通过对第7个滑坡的正演结果,验证了该参数取值范围的可靠性和准确性,避免相同地质条件下人工标定参数所带来的复杂性和随机性。     

库岸滑坡体失稳三维动态模拟与分析研究

滑坡的滑动过程是一个复杂的动态过程,库岸滑坡由于涉及到和涌浪的相互作用,其失稳运动过程难以进行数字化描述。基于重建的库岸滑坡体三维地质模型,运用三维极限平衡法分析滑坡的失稳诱发机制,为失稳运动的可视化仿真提供环境模拟背景。在判断滑坡可能失稳的前提下,针对库岸滑坡地面运动和水下运动的特点,提出库岸滑坡运动过程的数值模拟计算和可视化动态模拟分析流程,最终实现滑坡运动全过程的统一和三维可视化动态表达。实例分析验证了上述方法的可行性和实用性,模拟结果形象表现了滑坡体可能发生失稳时的运动面貌和涌浪过程,为滑坡失稳运动的研究提供了一种直观、实用的分析手段。     

三维滑坡可视化演绎系统及破坏演变规律跟踪

分析滑坡可视化演绎系统的研究内容与意义,介绍一种基于VC和OpenGL的三维滑坡可视化演绎系统的功能与设计,包括复合地形图的生成与绘制和人机交互的分类与实现等。采用跟踪球算法完成了灵活的人机交互功能。根据滑坡演变规律将滑坡破坏过程划分为5个阶段。针对滑坡发展的不同阶段实施监测,分析滑坡变形特征和影响因素,研究滑坡破坏机制。以秭归鸡鸣寺滑坡为例,根据边坡变形的宏观现象和边坡位移蠕变曲线,结合滑坡跟踪监测预报的方法是可行的,且预报结果准确。     

近景摄影测量在滑坡监测中的应用研究

近景摄影测量是一种非接触量测方式,具有可以实时获取地表信息、以数字方式存储和实时观测等优点。本文将近景摄影测量技术应用到滑坡监测中,模拟并制定了一套完整的监测方案,包括相机标定、控制点及检查点的布设与量测、影像的拍摄、数据处理,最后通过对控制点和检查点的精度分析,得出了应用近景摄影测量监测滑坡变形的可行性结论。     

碎石桩在滑坡治理工程中的应用研究

采用碎石桩治理滑坡,既提高了土体抗剪强度,又有利于滑坡体的排水,从而达到治理滑坡的目的。基于Priebe复合地基理论,研究碎石桩在云南华电镇雄电厂滑坡治理工程中的应用,验算了治理后滑坡的稳定性。治理后的滑坡稳定性较好,变形、裂缝均在设计控制范围内,对于今后碎石桩治理滑坡具有现实的指导意义。     

高层框剪结构土建施工中的免抹灰施工技术

免抹灰施工技术作为一个在建筑行业发展高峰期兴起的施工工艺,其在高层框剪结构土建施工作业中的应用,极大提升了建筑工程的质量和效率,同时也为保障人民的生命财产安全提供了技术支撑。本文主要基于现实的角度对免抹灰施工技术在高层框剪结构土建施工中的应用进行了分析,以进一步推动免抹灰施工技术在建筑领域中的应用和发展。     

GIS技术支持下的滑坡涌浪灾害分析研究

引入水波动力学模型,结合GIS技术,开发形成滑坡涌浪灾害快速评价系统软件(FAST),该软件由前处理模块、涌浪计算模块和后处理模块组成,能够按滑坡失稳类型处理涌浪计算,能够更直观地展示水质点、剖面线、水面和水体的高程变化情况,具有易入手、易操作、高效率和可视化等特点。以三峡库区巫峡茅草坡滑坡为例,应用FAST预测该滑坡失稳后的涌浪效应,验证FAST的可行性和实用性。模拟结果表明茅草坡滑坡失稳会造成最大的涌浪高度为25 m,最大涌浪爬高为12.5 m,滑坡发生444.5 s后以2.5 m的最大爬坡浪到达巫山县城。该技术方法为快速合理确定水库崩滑体涌浪灾害预警范围及风险管理评价等工作提供一套新的分析手段和可视化平台。     

基于虚拟现实的建筑可视化研究

从虚拟现实技术在建筑可视化设计的应用方面进行了分析,探讨了未来建筑可视化领域对虚拟现实技术的需求及趋势,指出虚拟建筑是未来建筑可视化创作中的一项探索方向。     

复杂岩质高边坡三维地质建模及虚拟现实可视化

结合复杂岩质高边坡工程三维地质建模和可视化需要,通过综合分析国内外在计算机图形学领域对描述空间拓扑关系的常用三维数据结构,提出基于半边B-Rep和裁减NURBS数据结构的边坡三维地质建模方法,实现具有复杂地质条件和基础洞室群的边坡工程三维模型拓扑关系的快速、准确建立,为边坡工程三维地质可视化提供高质量的几何数据和拓扑关系信息。分析计算机可视化技术的发展趋势和虚拟现实技术的特点,论证应用桌面级虚拟现实技术的X3D规范,实现边坡工程地质可视化的可行性。鉴于X3D灵活的场景交互和对复杂NURBS几何造型的支持,实现基于X3D的边坡工程虚拟现实场景的实时动态可视化、虚拟现实场景对象的可视化交互式查询。以锦屏一级水电站左岸边坡工程为例,给出三维地质虚拟现实可视化在边坡开挖进度模拟和地质超前预报、边坡地质条件可视化查询、边坡安全监测断面地质条件解析、边坡安全监测系统可视化查询和综合分析等方面的应用,为三维地质虚拟现实可视化方法在其他工程领域的应用拓展提供参考。     

基于图像的虚拟现实技术在土木工程领域的应用

基于图像的虚拟现实 (Image BasedVirtualReality—IBVR)使观察者能够同时看到真实世界以及扩充了真实世界的、来自于计算机模型的信息 ,从而具有更丰富的信息空间。IBVR是计算机领域的前沿课题之一。本文首次提出了IBVR技术在土木工程领域的应用 ,论证了基于仿射变换的IBVR方法及其对桥梁工程的应用。结果表明IB VR为土木工程可视化提供了一个新的好方法 ,具有广阔的应用前景。     

基于虚拟现实技术的消防救援模拟演练系统

为全面提升消防员针对典型灾害事故的协同作战技能及应急救援处置能力,分析了消防救援队伍灭火救援训练过程中面临的问题,提出了一种将虚拟现实可视化技术和应急救援训练内容相结合的模拟演练方法。通过虚拟现实技术模拟不同典型灾害事故场景,逼真的场景和交互式的体验让消防救援人员在虚拟环境中进行真实化、实战化、专业化的模拟演练,从而提升消防员救援能力,解决了目前消防救援队面临的战训难题。     

火场人员疏散的虚拟现实模拟研究

虚拟现实技术的发展使得观察者能够借助计算机模拟增强对危险场景的理解与认识。本文针对火灾场景下的人员疏散,结合虚拟现实与数值模拟开发了原型系统AutoEscape。系统采用FDS对火场的发生发展进行模拟,基于GIS技术设计并实现了疏散计算引擎。在此基础上,构建了虚拟现实表现模块,结合数值模拟结果对场景各要素的分布状况及行为特征进行综合描述。应用实例表明,系统有助于观察者对火场人员疏散形成深入全面的认识,从而为应急疏散演习、消防救援指挥等提供虚拟训练环境。     

Sustainability: real and/or virtual?

The starting point for this paper is the identification of the four necessary and sufficient conditions which a building should exhibit to be judged to be sustainable; fitness-for-purpose, cost effectiveness, environmental friendliness, and cultural significance. The contribution which the current generation of CAD tools is making to the complex human activity of designing sustainable buildings is then discussed under the headings of widening the search for solutions, integrating the decision-making process, improving design insights, differentiating objective/subjective issues and photorealistic visualization. The paper then describes developments in the next generation of IT tools, based on virtual reality, which will allow multiple designers, working in distributed locations and on different computer platforms, to design from within the virtual world.     

滑坡稳定性评价系统的构建

利用GeoView平台通过地质勘察建立滑坡空间及属性数据库;对滑坡体进行三维可视化分析,可以对不同方向切分的剖面进行计算,也可以在同一剖面中对不同的条块划分方案进行计算;利用空间分析方法对滑坡荷载估值准确,且避免了许多烦琐编程和人为干扰。利用接口技术将建库、可视化分析、空间分析、数值计算各功能模块集成,构成滑坡稳定性评价系统,其计算速度快,易于复算和对比分析。     

滑坡监测点运动轨迹的分形特性及其应用研究

 通过对滑坡监测数据的理论分析,表明监测点位移累加值依赖于监测周期,其运动轨迹具有分形特征;同时,基于滑坡的演化过程及地表裂缝的分期配套,提出在滑坡灾变过程中,内部各点运动方向的趋势性将逐渐增强,运动分维数是一个降低的过程。根据三峡库区一复活型滑坡的宏观变形特征,判定出该滑坡处于缓慢变形阶段;利用计盒定理,求解该滑坡2007～2009年的地表GPS监测点运动轨迹曲线的分维数,其值均接近于1,反映出滑坡运动方向趋势性较强,滑坡变形对主控因素的响应较敏感,该结论与滑坡的实际变形特征吻合。监测点运动轨迹的分形理论对滑坡监测数据的有效利用、滑坡演化阶段的判断及变形趋势的预测具有一定的理论与指导意义。     

考虑滑动过程内部崩解耗散的滑坡体运动模型

滑坡体运动模型是计算滑速、滑距及滑体动能等运动特征参数的基础,是滑坡致灾范围及致灾强度评估的关键技术,现有运动模型将滑体作为质点或刚性块体,没有考虑下滑过程中内部崩解摩擦耗散的能量,而实际滑坡中这部分能量对滑坡致灾强度指标有较大影响,为此,基于滑体下滑运动机理提出了一种考虑内部耗能的运动模型,该模型将滑体下滑运动抽象为变形体平面运动问题,并将滑体简化为内部变形受力服从滑体土直剪实验破坏后应力应变关系的质点黏壶系统,从而建立其运动学控制方程。还推导了黏阻力计算公式,与运动方程联立得出滑速、滑体动能、滑体重力势能、滑体内部耗能及滑距的计算公式。结合实际滑坡工程进行计算分析得出,该模型一定程度上反映了滑体运动过程中内部崩解摩擦耗能的规律,计算结果与离散单元模拟结果及模型试验规律相近,比传统的运动模型更贴近实际,且比数值模拟更简捷,为滑体运动模型理论研究和工程推广提供了一种新的途径。