红原县湿地时空格局变化及其生态效应

基于1975年、1990年、1995年、2000年、2005年和2010年的Landsat TM/MSS遥感影像,采用面向对象与决策树相结合的分类方法,完成了红原县湿地信息的遥感解译和动态特征分析,并结合生态效应指数和土壤侵蚀量对湿地变化的生态效应进行了分析。结果表明:红原县湿地以沼泽化草甸为主,近年显示出泥炭沼泽→沼泽化草甸→湿草甸→草甸的演化趋势;1975年以来,62.03%的湿地面积呈现持续减小和波动变化的特点;湿地质心发生偏移,其中1975—2000年向东北偏移128.56 m,2000—2010年向西南偏移757.26 m;湿地集中分布在坡度小于6°且排水不畅的区域,湿地面积减小率随坡度增大而增大,在坡度为2°~6°的区域,各湿地类型的转化面积随坡度的增大而减小;近年来红原县湿地生态效应指数逐渐增大,湿地区土壤强烈侵蚀的比例不断增大,揭示出红原县湿地生态安全受威胁程度日益加重。     

山地地表覆被野外采样系统研究及应用

野外样点数据是土地覆被遥感制图中训练样本和精度检验样本的重要来源。在山区地表覆被野外样点采集过程中,受采样距离以及河流、地形等的阻挡,大量样点难以直接到达,影响了山地地表覆被野外样点的代表性。为了获取高质量的山区地表覆被野外样点,研发一款高精度、远距离、不接触、自动化采样的山地地表覆被信息野外采样系统显得十分必要。以移动式客户端为工作平台,基于Android操作系统和ArcGIS API for Android设计了一套山地地表覆被野外采样系统。该系统提供了单点和双点交会采样两种模式,用户可以根据地表覆被距离选择不同模式自动化获取采样地物的地理坐标、地表覆被类型信息、图像信息和用户定制的其他属性信息。经野外实地验证,该系统可以获取肉眼可辨的不同距离的山地地表覆被样点,提高了地表覆被野外采样效率。获取的可见远距离地表覆被目标的坐标距离误差在30m以内,满足30m尺度土地覆被产品生产对样点定位精度的要求。     

碎屑流冲击刚性挡墙的力学模型研究

山体滑坡或山体崩塌所产生的碎屑流常对拦挡结构造成严重的危害,通过室内模型试验研究刚性挡墙抗碎屑流冲击的力学模型。根据64组试验的碎屑流冲击过程,建立冲击力力学模型,计算出法向冲击力、切向冲击力及冲击力的作用高度。并将试验结果中的最大冲击力及残余力,与Ashwood模型、Adel模型及所提模型进行比较。结果表明,所提模型计算出的冲击力与试验结果更加吻合,Ashwood模型计算出的冲击力相比试验结果偏小,Adel模型的结果相比试验结果也较接近。在假设基底反作用力的位置为堆积区长度的2/3的条件下,冲击力作用高度与试验结果最接近。最大的法向力与切向力都随着基底摩擦角的增大而不同程度的增大,挡墙摩擦角只对切向力有明显影响。研究结果可为滑坡或崩塌碎屑流的防灾减灾设计提供参考依据。     

考虑弹塑性变形的泥石流大块石冲击力计算

以Hertz接触理论为基础,考虑结构的弹塑性特性,给出泥石流大块石冲击力的计算方法。采用Thornton假设,即材料为理想弹塑性体,对Hertz接触理论进行弹塑性修正,推导考虑材料塑性的接触压力计算公式。为模拟泥石流大块石对构筑物的冲击,将构筑物假设成静止不动的平面,将大块石简化为以某速度运动的质点,建立基于修正Hertz接触理论的计算模型。计算结果表明,泥石流大块石在很小的冲击速度(小于1m/s)下就可能导致混凝土材料冲击接触面上产生塑性变形。考虑结构弹塑性特性后,冲击压力计算结果小于弹性冲击压力,更符合实际情况。     

关于Sarma法改进算法的补充

对作者提出的Sarma法改进算法做进一步的补充，给出保证安全系数稳定收敛的迭代程式，通过算例说明方法的有效性。     

水平荷载作用下深埋锚板变形分析

根据Mindlin应力解，研究了长方形深埋锚板(当然也可以是圆形或其他形状的锚板)承受水平抗拔荷载下的应力状态，提出采用修正分层总和法计算深埋锚板变形特性的新方法。新方法能考虑土体三向应力状态以及土的非线性对锚板变形的影响，通过一实例的分析表明，该方法能合理地预测深埋锚板的变形。     

泥石流冲击力的野外测量

冲击作用是泥石流最为剧烈的一种破坏方式。泥石流的冲击力因此也成为泥石流工程防治和危险性分区中的重要参数。然而,由于其破坏力巨大,可靠的野外泥石流的冲击力数据比较少。2004年通过在云南蒋家沟建立的泥石流冲击力野外测试装置和新研制的力传感器以及数据采集系统,首次测得不同流深位置、长历时、波形完整的泥石流冲击力信号。原始信号经过低通滤波处理后,得到真实的泥石流冲击力数据。对数据的初步分析发现,在同等流速的条件下,连续流的冲击力要比阵性流的大得多。单就阵性流而言,泥石流的冲击力最大值也不是随流速而单调增加的,而应该跟它所携带的固体物质的大小有很密切的关系。最后,对不同位置的冲击力过程线的分析说明泥石流中中等粒径的石块多集中在龙头和流体表面,而大粒径的石块应该是在泥石流体中半悬浮运动。     

中部“砥柱”锁固平面旋转切向层状岩质滑坡启动力学机理与稳定性判据

中部“砥柱”锁固平面旋转滑坡,是切向层状岩质斜坡在特殊的边界条件控制下,发生渐进性变形而形成的。其主要特征是：在平面上,滑体中部的潜在滑床面部位,岩层抗剪强度较高,出现坡体变形的相对锁固段：而由滑体中部向周围边界,坡体变形逐渐增大。且变形岩体围绕着滑体的中部呈现出平面旋转变形之趋势。引起滑坡平面旋转的根本原因是滑体在变形时,其所受诸力的合力不通过滑体重心,从而产生了使滑体发生旋转的力矩。其变形与破坏模式可以概化为：在自重力、滑床摩擦力、滑床锁固段阻力和滑体周围边界处围岩切层阻力的共同作用下,圆环状岩块(岩板)所发生的平面旋转变形以及临界状态下“锁固段”的旋转破坏问题。基于弹性力学的平面应力问题,分析了圆环状岩块的旋转应力场：并应用极限平衡方法,分析了旋转滑坡下滑失稳的启动条件和旋转滑动的力学机理,建立了滑坡稳定性的判据。     

饱和砂土的断裂现象研究

当饱和砂土层液化后,可能发生不均匀渗流,导致砂土中断层的形成,从而为滑坡提供了滑动面。对饱和砂土中的断裂(或称作水层)现象进行了分析,结果表明,只有当砂土层中某处被堵塞不能渗流且该状态一直保持时,才有稳定的断层,否则断层会逐渐消失。同时,对分析结果与试验结果进行了对照。