基于贝叶斯方法的降雨诱发滑坡概率型预警模型研究

为提高区域降雨型滑坡的预警精度,以陕南秦巴山区为例,首先通过人工神经网络(ANN)和逻辑回归模型(LR)进行滑坡易发性建模,使用滑坡发生频率比(FR)对易发性模型进行检验和校准,用来表达滑坡发生的空间概率;其次在敏感性分析的基础上选取最优的降雨变量组合和衰减系数,在二维贝叶斯公式的基础上构建概率型降雨阈值模型,用以计算滑坡发生的时间概率,并使用2016～2020年的降雨数据进行验证;之后在贝叶斯公式的基础上对滑坡发生的时空概率进行耦合,构建研究区降雨型滑坡的概率型预警模型(PLEWM),并对2016～2020年的雨季(7～9月份)逐日进行模拟预警;最后分别从预警效果和成本效益角度出发,使用预警成本投入、滑坡造成的损失、预警成功率、漏报率、误报率等指标对预警模型的性能进行评估。结果表明：(1)研究区构建降雨阈值模型最优的变量组合为有效降雨量–持时(EE-D),最优的衰减系数为0.816;(2)概率型阈值模型预测2016～2020年发生致灾降雨213.71起,实际发生201起,累积误差为10.07%,各概率区间内的预测值与实际发生数量沿着斜率为1的对角线分布;(3)模拟预警结果显示,PLE...     

唐家山滑坡变形运动机制的离散元模拟

 地震是滑坡灾害的一个重要触发因素,而这类形式的滑坡通常危害较大。以汶川地震触发的唐家山滑坡为例,在野外现场调查基础上,采用离散元数值模拟技术,对滑坡由变形累积到破坏滑动的全过程进行模拟,以研究地震作用下顺层岩质滑坡的变形破坏过程。结果表明：在地震力及滑体重力作用下,坡顶首先形成应力集中,滑体沿中后部的软弱面产生蠕变变形,随着持续的地震动力输入,应力不断向中前部的锁固段集中,使得变形沿接触面不断向坡脚方向扩展,最终从坡脚剪出,破裂面贯通形成滑带;通过滑动过程模拟表明,唐家山滑坡运动模式为：启动→高速滑动→碰撞停积→自稳过程,滑坡滑动过程中,斜坡表层部分块体在地震水平力作用下发生临空抛射现象,表层岩体在滑动过程中,受地震竖向作用力而发生垂直抛落现象;地震力作用下坡体中质点加速度、速度具有高程放大效应,表现为水平加速度放大系数大于竖向加速度放大系数、水平速度放大系数大于竖向速度放大系数,对比结构面监测点和基岩监测点加速度、速度放大系数,表明滑坡启动时具有较大的加速度,也说明不连续结构面对岩质边坡的动力反应起着控制性作用。     

西北地区主要工程地质问题及研究现状

西部大开发中的大规模工程建设不可避免的导致大量的工程地质与环境问题,西北地区特殊的地质环境,使得工程建设遇到了各种工程地质问题,主要有构造活动带岩土体动力稳定性、区域稳定问题、滑坡和泥石流、地面沉降、地裂缝、高陡边坡稳定问题、深埋隧道以及各种生态环境问题等.这些问题的研究决定了各种重大工程建设的顺利进行,为了对西北地区各种工程地质问题的研究现状有一个深刻的了解,在列举这些问题的基础上,对其研究现状进行梳理.     

地铁隧道穿越地裂缝带的物理模型试验研究

 根据西安地裂缝的分布特征与活动方式,结合西安地铁2号线的走向,建立地质模型,通过物理模型试验来研究地裂缝对地铁隧道的影响。由试验结果可知：地裂缝环境下隧道结构的受力、变形模式相当于一悬臂式弹性地基梁,处于拉、压的受力状态,受拉变形区主要在固定盘距裂缝20～80 cm范围内的衬砌顶部,受压区则主要分布在下降盘距裂缝20 cm至固定盘距裂缝80 cm范围内的衬砌底部;地裂缝的活动增加了下降盘内隧道顶部的竖向围岩压力,同时减小了该范围内衬砌底部的竖向围岩压力;地裂缝环境下隧道衬砌的破坏模式以环向开裂为主,次生裂缝的发展则受张剪区的控制,主要形成阶梯形、“y”形的贯通裂缝。在试验分析的基础上,提出地铁隧道穿越地裂带时的设防范围及设防位置     

基于人工模拟试验的小秦岭金矿区矿渣型泥石流起动研究

 遵循相似性原理,采用缩尺结构,以小秦岭金矿区采矿堆排的废渣作为物源进行直斜式模拟起动试验,探讨影响和控制矿渣型泥石流起动的颗粒级配、底床坡度、临界水量等主要因子之间的定量关系。初步试验表明,颗粒级配一定时,底床坡度愈大,其起动的临界水量值愈小。含有一定水份的湿渣比干渣更易起动。对于坡面上的矿渣堆,在饱和度一定的情况下,底床坡度愈大,愈易起动。当试验中细粒物质含量占到总量的28%时,起动所需水量最小。废渣堆质量愈大,渣堆高度愈高,矿渣愈易起动。三角形断面较其他形态断面易起动。     

矿渣性泥石流的成因机理和防治措施研究

矿渣性泥石流是一种典型的人为干预下产生的泥石流,它在物源、水源及动力条件上具有不同于自然泥石流的特点.通过分析矿渣性泥石流体构成的物源特点、水源特点及启动机理,并针对其特点提出矿区泥石流的防治措施建议,从而达到事半功倍的效果.     

镇巴县地质灾害发育规律与危险性评价

以"汉江中游任河流域镇巴县幅地质灾害调查及专题研究"项目为依托，基于区域地质环境概况、遥感解译与野外实地考察，研究了镇巴县幅地质灾害的发育规律。在此基础上，选择坡高、坡度、坡形、降雨量、工程地质岩组、距断层距离、距河流距离、人类工程活动与灾害点密度9种评价因子，采用层次分析法建立各评价因子的判断矩阵，确定地质灾害危险性评价指数，对镇巴县幅地质灾害危险性进行评价和分区。结果表明：（1）镇巴县幅地质灾害类型主要为滑坡、崩塌、泥石流，其中滑坡93处，崩塌6处，泥石流4处；（2）地质灾害多发育在坡形为凹凸面坡、坡度为0°~10°、起伏度为0~30 m的斜坡中，且集中分布在河谷两侧的高程为500~800 m的低山区；（3）地质灾害危险性可分为高、中、低三类，面积分别为62.05、143.43、224.57 km²。高危险区主要分布在泾洋河流域，占总面积的14.4%。     

基于GIS的汶川地震滑坡灾害影响因子确定性系数分析

 2008年5月12日14时28分,四川省汶川发生了8.0级大地震,地震诱发了数以万计的滑坡灾害。在大约48 678 km2的区域内,采用震后航空像片与多源卫星影像解译并结合野外调查验证的方法,共圈定出48 007个地震滑坡灾害。在此基础上,选取地层、岩性、断裂、地震烈度、宏观震中、地表破裂调查点、地形坡度、坡向、顺坡向曲率、高程、水系与公路共12个影响因子作为汶川地震诱发滑坡影响因子,利用GIS强大的空间分析能力与确定性系数方法,对这12个影响因子进行敏感性研究。研究结果表明：(1) 寒武与震旦系是地震滑坡易发地层,侵入岩组、灰岩为主的岩组是地震滑坡发育的高敏感性岩组;(2) 地震滑坡受中央断裂影响最大,同时还受控于前山断裂,受后山断裂的影响较小;(3) 地震滑坡易发性分别随着地震烈度、与震中的距离、与地表破裂点距离的增加而减少;(4) 坡度大于40°是地震滑坡的易发坡度,E,ES方向为地震滑坡的易发坡向,高程范围为1 000～2 000 m,尤其是高程1 000～1 500 m范围为地震滑坡易发区;(5) 400 m水系缓冲区和2 000 m公路缓冲区范围内滑坡易发性较高。确定研究区内各地震滑坡影响因子最利于滑坡发生的数值区间,为进一步地震滑坡区域评价及预测奠定基础。     

榆神府矿区双煤层开采覆岩破坏及地面沉降特征研究北大核心

为研究双煤层开采条件下浅埋煤层覆岩破坏特征及地表沉降规律,以榆神府矿区典型浅埋煤层地质条件为基础,采用数值模拟方法,分析了6种不同工况下双煤层开采时覆岩破坏与地表沉降特征,并用物理相似模拟实验加以验证。结果表明:浅埋煤层覆岩破坏方式为全厚切落,留煤柱开采时隔水层中采动破坏呈现“泥盖效应”,不留煤柱开采时采空区两侧形成离层裂隙发育区,裂隙沿采空区两侧上方呈约45°发展;煤层开采时地表呈台阶式下沉,随着工作面推进,地表沉降中心不断前移,隔水层重量对地面沉降的影响逐渐减小,煤层厚度与地表沉降值呈正相关性;煤层开采过程中存在应力集中现象,上覆岩层中垂直应力沿煤层开采方向依次出现应力集中区、应力卸压区和应力集中区。