基于深度神经网络的高位滑坡范围预测

以贵州尖山营滑坡为工程背景,通过对深度学习的总结与分析,建立多层感知器模型以对该滑坡危险区范围进行非线性预测研究。通过对深度神经网络算法的优化,构建64-128-32-1四层多层感知器模型,并以滑坡最大高差、滑坡体积、滑源区坡度、坡脚坡度、地层倾角作为输入量,以滑坡最大水平运动距离作为输出量对该模型进行训练,实现影响因素与运动距离的非线性映射。根据对贵州省尖山营滑坡调查和研究,尖山营滑坡区域面积约648 700 m2,体积约1 200万 m3,属于特大型滑坡。依据最优模型对该滑坡进行滑距预测,滑坡平面直线距离1 769 m区域内为危险区域。     

大光包滑坡滑带碎裂岩体原位钻孔剪切试验研究

安县大光包滑坡是汶川地震触发的最大规模滑坡,滑坡南侧暴露长约1.8 km顺层滑带,其岩体高度碎裂化,引起广泛关注。为准确评价滑带碎裂岩体的强度参数,笔者在前人研究的基础上开展了细致的野外调查工作,采用法国Phicometre岩土两用原位钻孔剪切试验仪对大光包滑坡滑带碎裂岩体进行了原位剪切试验。将试验结果与Hoek–Brown岩体强度准则估值和基于工程地质类比法的力学参数建议值进行了对比分析。基于以上研究,提出了大光包滑坡南侧顺层滑带碎裂岩体力学参数建议值:内聚力为245~480 k Pa,内摩擦角为25.0°~26.5°。     

武隆鸡尾山滑坡形成机理数值模拟研究

2009年发生的重庆武隆鸡尾山滑坡,因滑源区斜坡岩层整体缓倾山内,缺乏有效的临空面和滑移空间,因此,在滑坡孕育过程中存在前缘岩溶带压缩变形、底部剪切滑移、后缘拉裂以及最终前缘关键块体(岩溶带)侧向剪断滑出等一系列的复杂动力学行为。这一过程存在显著的连续变形向非连续变形的过渡与转化,单纯用连续介质的有限元和离散介质的离散元来分析模拟都很难取得较好的效果。为探究鸡尾山滑坡的孕育过程和失稳机理,运用将连续–非连续单元有机耦合的大型数值模拟软件CDEM,模拟鸡尾山滑坡的失稳过程和形成机制。研究表明:滑体前方岩溶发育带具有"可压缩性",为滑体运动提供了一定的变形空间;滑源区下方的采矿活动产生应力重分布,滑带抗剪强度降低,滑体沿其底部软弱带发生剪切蠕滑,并逐渐形成滑体后缘拉裂缝;滑动块体在向前滑移过程中不断挤压向前缘"易压缩带",坡体应力自组织调整,并逐渐在前部三角区形成垂直的第二破裂面,前缘抗力体(关键块体)形成,最后剪断岩溶带个别与稳定山体咬合岩块,整体失稳破坏。数值模拟结果较好地揭示了武隆鸡尾山滑坡前缘视倾向展布岩溶带"软基效应"所提供"准临空面",重现了鸡尾山滑坡"蠕滑—拉裂—压缩(压碎)—剪切滑出"的致灾机理。     

燃煤电厂砷的动态分布及排放特征

煤中的砷（As）在高温燃烧过程中以不同形态进入环境,对人体健康造成危害。围绕燃煤过程As的行为和燃煤电厂大气As排放特征,综述了近些年来国内外研究成果,得出温度是As形态分布的主要影响因素。在高温燃烧过程中,As以气态氧化砷（AsO（g））形态存在;As是中等挥发元素,其挥发率受燃烧温度、时间以及As的赋存特征影响,挥发率随温度的升高而增加;As挥发富集于细微颗粒并主要以飞灰形式排放进入环境,因此应充分利用现有大气污染控制设施除As。同时,针对研究中存在的问题,提出了未来研究的重点和方向。     

层状岩质斜坡竖向动力响应特性的振动台试验研究

以‘5&;#8226;12’汶川地震灾区典型斜坡岩体组合结构为模拟特征,采用水平层状上硬下软和上软下硬两种岩性组合概念模型,设计并完成了相应的大型振动台试验。基于有限元计算的模态分析及仪器记录结果表明,模型箱具有一定的刚度,既不会与模型产生共振,也不会产生明显放大效应。基于斜坡灾害中竖直向地震作用日益突出,而相关的试验研究又少,本文通过绘制不同振动强度下斜坡模型竖直向峰值加速度及其放大系数沿高程的变化规律曲线,揭示了正弦波尤其是汶川地震波作用下模型的竖直向加速度动力响应特性。主要结论为：（1）在两种波作用下,竖直向峰值加速度总体表现出高程放大效应,但基本上是模型下段放大速度稍快,而最大放大值则出现在中上部;（2）在汶川地震波作用下,随着振动强度增加,斜坡模型上段的峰值放大系数逐渐降低至趋于变化稳定,而下段基本不变,表明斜坡模型的高程放大效应逐渐减弱;（3）合成向地震波的作用强度大于单向地震波作用,但加载方向对竖直向加速度响应的规律性影响不明显;（4）上软下硬斜坡模型的竖直向加速度响应程度高于上硬下软斜坡模型。本文对斜坡竖直向加速度响应特性的研究将有助于人们更好地理解地震作用下一些由竖向地震力引起的变形破坏现象,同时也能够为斜坡动力稳定性计算中竖直向地震力的取值提供一定的参考价值。     

基于离散元法研究颗粒球度对粗粒土抗剪强度的影响

粗粒土颗粒形状是决定其宏观力学性质的主要影响因素之一。为探究粗粒土颗粒形状对其抗剪强度特性的影响规律,以不同颗粒形状的3种粗颗粒土为研究对象,利用离散元数值分析手段,以球度指标为量化参数,研究了颗粒形状对粗粒土直剪试验过程中应力、位移变化及宏观抗剪强度的影响,并分析了抗剪强度参数的变化规律。同时通过室内直剪试验双向验证所揭示规律的可靠性。研究结果表明:法向荷载相同时,随着球度的减小剪应力越过峰值应力后的应变软化现象越明显,同时其峰值应力、位移及残余强度均逐渐增加;球度相同时,随着法向荷载的增大其峰值应力、位移和残余强度均呈规律性递增。黏聚力和内摩擦角随着球度的减小而增加,球形颗粒的黏聚力明显小于其它两种球度的颗粒。     

三峡库区滑坡堆积体非饱和土的土——水特征研究

滑坡堆积体在自然界广泛分布,在三峡库区尤为常见。据统计,三峡库区滑坡体多为不同类型的土石混合物所组成。研究滑坡堆积体的土—水特征对三峡库区地质灾害防治与土木工程建设具有重要价值。采用室内压力板试验仪,重点分析碎石粒径大小、碎石含量、颗粒级配、干密度以及土的塑性指数对滑坡堆积体的土—水特征曲线的影响,并基于Fredlund-Xing(FX3)模型采用SPSS软件回归分析得出简便的计算三特征参数的函数。分析表明:碎石颗粒较小、碎石含量较大两因子相比干密度较小、塑性指数较小两因子对滑坡堆积体的土—水特征曲线的影响具有相同趋势。碎石级配较好的滑坡堆积体有利于脱水,进气值一般较大。非饱和滑坡堆积体的土—水特征曲线的预测方法应用简便,具有一定实用性。     

地质灾害危险性评价模型的比较分析与应用

地质灾害危险性评价过程中模型的选取是评价的关键。为了研究评价模型的适用性,分析比较了常用模型的优缺点。以黄登水电站库区为例,根据适用条件选取了信息量模型和逻辑回归模型进行分析应用。通过ROC曲线的比较,两种模型都能很好的评价黄登水电站库区的灾害危险性,但是逻辑回归模型能够剔除对地质灾害贡献小的因子,从而使得评价结果更为精确。分析表明,合适的模型能够快速、有效地对地质灾害做出危险性评价,从而为地质灾害防治提供科学依据。     

不对称发育深卸荷地质力学模式

揭示不对称发育深卸荷空间分布规律、变形破坏类型及地质力学模式。以白鹤滩水电站深卸荷为典型实例,基于现场调查、精细描述,分析深卸荷空间分布特征、变形破坏特征、变形破坏类型,结合河谷演化历史,揭示深卸荷岩体能量演化过程,从能量存储、释放角度建立不对称发育深卸荷地质力学模式。研究表明：深卸荷分布于距边坡表面水平、垂向深度均为50～150 m空间范围,均处于历次谷底高应力集中影响范围;深卸荷变形破坏类型可划分为3类：继承性拉张型、新生性张剪型与错动扩展型;偏移-下切河谷演化使左岸岩体经历多次循环加卸载过程,能量演化过程具有区别于右岸的三高特点：储存量高,耗散量高,强度劣化程度高,这是深卸荷不对称分布的根本原因;深卸荷地质力学模式可概括为先期沿结构面与岩桥拉裂,以及后期沿缓倾角错动带产生的滑移-拉裂;深卸荷形成过程可概括为3阶段：损伤加剧与强度劣化阶段、局部拉应力形成阶段、错动扩张阶段。     

考虑基体变形和微凸体变形相互作用的岩石节理闭合变形理论模型

地下岩体工程建设和运营过程中,需要考虑节理岩体的水力学性质,这与节理的闭合变形密切相关。对法向应力作用下节理微凸体的变形特征进行详细分析,逐个计算接触微凸体的法向变形和接触应力;采用接触理论计算微凸体基圆半径之外的基体变形,并以此调整微凸体的法向位置,进而提出新的闭合变形理论模型。新模型可反映节理的基体变形和微凸体变形相互作用的影响,也能体现形貌分量和接触类型对闭合变形的影响。与已有的理论模型比较,新模型的计算值更为接近试验值。采用叠加原理,新模型计算得到的初始法向刚度最小;但随法向应力的增加,法向刚度增加速率逐步加快。