考虑围岩抗剪强度空间变异性的隧道变形分析

为研究岩土体非均质性所产生的低抗剪强度区对隧道变形的影响,利用随机场的计算机模拟,考虑围岩抗剪强度空间变异性进行隧道变形研究。借助FISH语言将土性随机场与FLAC3D模型一对一单元映射,建立二维有限差分各向同性随机场,对不同相关距离和变异系数下低抗剪强度区的特点和发展模式进行分析,同时对各组多次试验结果开展概率统计分析,结合确定性结果研究低抗剪强度区对隧道变形的作用。结果表明,随机场计算机模拟可以很好地再现土层剖面土性的不确定性;增大相关距离和变异系数会导致低抗剪强度区域进一步发展,但两者发展模式有根本不同;低抗剪强度区域的存在会改变地应力对隧道各位置的作用程度。     

岩土参数随机场计算机模拟及其工程应用

基于随机场模拟的局部平均细分法理论,借助随机数发生器的子程序库,实现随机场可靠性分析的计算机模拟,并结合有限元软件ANSYS的后处理模块将模拟结果可视化,进而分析离散尺寸和相关距离对模拟结果的影响,通过工程实例,应用随机场计算机模拟结合Monte-Carlo抽样分析的手段,进行工程可靠性分析。结果表明随着相关距离的增加,随机场的变化特性减慢;越靠近上部的土层,土性参数的不确定性对基础沉降的概率反映特性的影响越大。研究成果不仅提供岩土参数随机场计算机模拟的实现方法,而且诠释其应用过程,完善随机场理论在岩土工程可应用领域的一个重要拼图。     

宁波软黏土土性相关距离计算分析

相关距离是应用随机场理论进行岩土工程可靠度分析的重要参数。基于宁波某地铁车站地质勘察资料,分析取样间距对宁波软黏土层相关距离的影响,提出宁波软黏土层相关距离在取样间距变化时的确定原则。同时,分析了依据不同土性参数和不同计算方法得到的宁波软黏土层相关距离的差异,并应用Wilcoxon单向评秩分析方法对各自的差异进行统计检验。检验结果表明,各自的差异均不存在统计显著性。结合宁波轨道交通1号线工程地质勘察资料,对该地区典型软黏土层竖向相关距离进行计算和统计,得到淤泥质黏土层和淤泥层的竖向相关距离代表值分别为0.436 m与0.352 m。     

渗透系数空间相关性对渗流场统计特征影响分析

渗透系数的空间变异性是影响渗流场不确定性的重要因素。将渗透系数作为各向同性对数正态平稳随机场,通过数值模拟研究渗透系数空间相关性对渗流场统计特征的影响。选取了3种具有代表性的相关函数模型,即指数模型、高斯模型和球状模型,分别以渗透系数的相关距离和变异系数为变化因子对水头方差作敏感性分析。结果表明,渗透系数相关函数模型的选取、相关距离和变异系数的取值对水头方差具有较大影响。     

岩土参数随机场模型研究现状

介绍目前国内外岩土随机场理论及其应用的研究现状。首先介绍岩土参数随机场的基本理论，从相关距离的求解及常用的离散方法两个方面进行比较和评述；其次，就随机场理论的应用情况进行综述，并指出存在的问题；最后，对这一理论的发展前景提出了看法。      

岩土参数空间变异性对滑坡滑动深度的影响

在边坡相关的研究中考虑岩土参数的随机性和不确定性,可充分了解岩土参数空间变异性带来的影响.为此,通过随机有限元方法建立二维土性参数随机场,基于Monte Carlo方法构建随机有限元计算程序,进行了8 400组数值模拟实验,运用概率分析方法,通过对比确定性情况下得到的均质边坡滑动面的深度来研究岩土体参数空间变异性对边坡...     

红石岩堰塞坝力学参数随机场模拟研究

空间变异性是天然土体固有的一种属性,现场试验结果表明鲁甸地震形成的红石岩堰塞坝新堆积体具有明显的空间变异性,传统均值材料数值模型无法准确描述这种变异性。采用空间随机场理论根据现场勘测试验数据和室内三轴试验参数构建了红石岩堰塞坝的随机场模型,对该堆积体岩土力学相关参数进行了随机模拟。研究结果表明：红石岩新堆积体的邓肯-张E-B模型参数K、n、Kb和m服从对数正态分布;新堆积体随机场的竖向相关距离为2.84 m,水平相关距离为33.94 m;新模型能较好地模拟堆积体参数的空间变异性。     

随机场的模拟及其在堤坡可靠性分析中的应用

 介绍了协方差分解技术和谱代替法两种模拟随机场的方法，对两种方法的优缺点作了详细的论述，并探讨将谱代替法应用于岩土工程可靠度计算的方法。将协方差分解技术和谱代替法分别应用于蒙特卡罗随机有限元法，计算了一个堤坡的局部失效概率。经比较认为，谱代替法是模拟土性参数随机场的一种有效的方法。     

基于GIS的吉林市区地下水埋深空间异质性分析

运用地统计学方法,根据降水丰枯特性,选取吉林市区67眼监测井1984-2014年地下水埋深资料,研究分析了该地区地下水埋深的空间变异性和变化规律。结果表明,市区地下水埋深的空间相关性逐年增强,1984-1999年具有中等空间相关性,2000-2014年具有强烈的空间相关性,1984年和1999年空间最大相关距离较小,空间自相关距离小,连续性较差,其余各年份相关距离较大。各向异性比总体呈减小趋势,说明地下水埋深空间分布各向异性逐渐增大。克里金插值结果显示,研究区地下水埋深除了随地形高程和水源地分布空间变化,还受开采强度的影响,呈现出动态的变化过程。开采漏斗区地下水埋深近几年趋于稳定。     

福建沿海地区软土土性参数的多元相关分析

通过对福建沿海地区软土土性参数的多元相关分析,可以看出该地区软土土性参数间存在的内在联系,同时还可以利用多元回归方程作为该地区中小型水利工程规划和可研阶段便捷、合理选取软土参数的手段之一。     

基于改进型遥感生态距离指数的秀山县生态环境质量评估

快速准确评估区域生态环境质量与变化对于喀斯特石漠化地区的生态监测具有重要意义。通过选取重庆市秀山县为研究区,以1990年、2002年和2016年Landsat5/8影像为主要数据源,提取石漠化指数(RI)、建筑裸土指数(NDSI)、湿度指数(WI)、植被指数(NDVI)建立改进型遥感生态距离指数(MRSEDI),对秀山县生态环境质量及变化进行评估。结果发现:①秀山县1990年、2002年和2016年MRSEDI均值分别为0.617、0.665和0.748,呈现上升趋势;②秀山县1990—2016年间生态环境质量优良等级区域面积呈现上升趋势,优良等级区域面积从1990年的55.94%增加到2016年的82.67%;③26 a间,秀山县大部区域生态环境质量变化情况为变好和不变,其中变好区域占全县面积的54.01%,不变区域占全县面积的34.49%。秀山县生态环境质量较好,且生态环境呈现继续变好趋势,秀山县26 a间一系列生态环境保护措施具有一定成效。     

浅埋式滴灌条件下毛管间距对苜蓿生长的影响

为了探讨浅埋式滴灌毛管间距对苜蓿生长的影响,在阿勒泰市青河地区进行苜蓿浅埋式滴灌田间试验,试验设置30、60、90 cm 3种毛管间距。通过观测各土层含水率、苜蓿毛细根密度以及生长指标等,研究毛管间距对土壤水分以及苜蓿生长的影响。结果表明:毛管间距为60、90 cm处理的各土层含水率增值优于30cm处理;毛管间距30、60 cm处理苜蓿的毛细根密度明显高于毛管间距90 cm的处理;毛管间距为30、60 cm的处理对苜蓿生长的影响差异较小,其中以间距60 cm处理为优,而间距为90 cm对其影响较大,不利于苜蓿的生长。因此,毛管间距以60 cm最优,适合该地区苜蓿的灌溉。     

基于区域特征相似度的微波土壤水分反演结果可信度评价

微波遥感反演土壤水分的精度评价,一般通过选取有限数量采样点的地表实测土壤水分数据与反演值进行比较,实际上只能反映局部采样区的反演精度。本文提出了微波反演土壤水分中一种可以评价整个研究区反演土壤水分可信程度的方法。首先选择采样区的实测土壤水分数据和地表粗糙度数据,通过多元回归统计拟合得到土壤水分反演经验方程,对整个研究区进行土壤水分反演;然后从TM和SAR数据中通过反演和提取,选择影响土壤水分的10个因子(土壤湿度、地表温度、NDVI、土壤质地指数、地形指数、雷达入射角以及Landsat TM的b3、b4、b5、b7共4个波段),采用主成分分析法(PCA)筛选提取主成分,将前3个主成分合成为RGB影像;再使用分水岭算法分割包含前3个主成分的RGB影像,得到一幅分割区域图;最后计算各分割区域的6维特征向量(土壤湿度、地表温度、NDVI、土壤质地指数、地形指数、雷达入射角)与反演时选择采样区的特征向量间的马氏距离,得到区域特征相似度数据集,基于该数据集计算反演结果可信度。以此为基础,利用2008年甘肃黑河地区的ENVISAT ASAR双极化数据(VV、VH)和实测土壤水分数据进行土壤水分反演并评价反演结果的可信度,同时使用反演区域中多个采样区土壤水分实测数据和确定系数(R2)评价反演精度,对比可信度和R2,表明提出的反演可信度可以有效反映土壤水分反演精度。     

Mapping Field Surface Soil Moisture for Hydrological Modeling

Soil moisture is a major control variable on hydrological processes both at the storm event scale and in the long term. The aggregate effect on the mean water balance over an area can be quantified successfully using hydrological models. However, determination of soil moisture distribution for semi or fully distributed models is difficult. In some types of landscape, the distribution of soil moisture is dictated by topography, in others by soil characteristics, or by a combination of both. Distribution of area-average soil moisture according to the likely effect of local topography is presented and tested. The heterogeneity of the soil moisture is described by the Xinanjiang distribution, commonly used to describe the natural spatial heterogeneity of the landscape. This distribution is then mapped onto the terrain using topographic index to locate the wettest and driest areas. Soil moisture data from Bilecik-Kurukavak catchments are used to test the method. Cumulative density functions (CDF) for soil moisture data obtained from 68 locations in eight different dates and corresponding topographic index values are obtained. From these functions the deviations of the wet values from the mean soil moisture are observed as positive and larger compared to the dry values. The temporal stability of moisture patterns was studied in order to identify optimal sampling points for field-average soil moisture. Such points were identified by calculating their deviation over time from field average. Topographic data were analyzed to determine if these sampling points could be identified from time-invariant data.     

基于RS和GIS的乌东德水电站坝址区土壤侵蚀预测研究

 选取乌东德水电站坝区一典型区为试验示范区,以通用土壤流失方程（USLE）为评价模型,运用GIS和RS对各指标因子赋值,对试验区的土壤侵蚀量进行估算与分析。结果表明,试验区平均土壤侵蚀模数为6 088.58t/(km2·a),属于强度侵蚀。试验区中度以下的侵蚀面积占总面积的57.91%,土壤侵蚀量的贡献率仅为8.85%;而91.15%的侵蚀泥沙来自于面积42.09%的强度侵蚀以上的区域,其中,占11.53%的剧烈侵蚀区域贡献了43.83%的侵蚀泥沙。     

夏玉米田蒸发蒸腾量与棵间蒸发的试验研究

本文利用2年的大型称重式蒸渗仪和小型棵间蒸发器的测定资料，研究了不同灌水(2001年灌140mm、2002年灌65mm)条件下夏玉米生长期间的逐日蒸发蒸腾和棵间蒸发过程。结果表明，2年夏玉米生长期间棵间蒸发占总蒸发蒸腾量的比例分别为43.69%和48.12%。分析得出夏玉米出苗前利用小型棵间蒸发器实测蒸发的修正系数为0.96。同时，分析了棵间蒸发占蒸发蒸腾的比例随叶面积指数(LAI)和表层土壤含水量的变化关系。     

潼关金矿区农田土壤铅污染生态风险研究

土壤铅污染的潜在生态风险程度是土壤污染防治的前提和基础,为揭示土壤铅的潜在生态风险程度,在前期土壤污染调查评价的基础上,采用Hakanson的潜在生态危害指数法,以华阴市孟塬乡无工矿影响区的农田土壤中铅含量均值作为参比值,对矿区土壤进行了铅污染评价及潜在生态环境危害评估。结果表明：铅污染程度严重,研究区内铅污染风险总体较轻,轻度风险占样品总数的82.71%,中等占11.28%,强的占2.26%,很强占1.50%,极强占2.26%。但由于土壤中铅含量的平均值远大于中值,表明局部污染非常严重,应对高风险区进行合理治理和修复。     

干旱半干旱矿区采煤裂缝对土壤水分的影响研究

为研究采煤塌陷裂缝对土壤水分的影响,选取了阜新塌陷区为研究区,应用系统聚类、Mann-Kendall秩次相关检验法及多元线性回归等数理统计的方法,研究了塌陷裂缝不同深度的土壤容重变化特征,分析了塌陷裂缝尺度、距裂缝距离和土壤含水率的关系。研究结果表明,研究区土壤容重随着埋深线性增大,且容重的变化幅度具有明显的突变点,连通裂缝、隐伏裂缝和非塌陷区的突变点位置分别为50cm、70cm和150cm;同一尺度不同深度裂缝处,裂缝宽度对土壤含水率的影响随深度的增加而减小;在同裂缝同深度情况下,随着与裂缝距离的增加土壤含水率越高,至2m后影响不明显。裂缝尺度影响了土壤含水量的空间分布特征,裂缝尺度的增大使得土壤含水率平均偏差增大。     

安哥拉Cacuaco地区膨胀土工程性质初探

安哥拉Cacuaco地区残坡积的黏土、粉质黏土为典型的膨胀土,由于缺乏相关资料和工程经验,在该地区进行工程建设具有较大的风险和技术难度。通过对区内某水泥厂的岩土工程详细勘察,采取室内土工试验,现场原位测试等方法得出了Cacuaco地区膨胀土的膨胀率、剪切强度、固结、渗透系数等基本工程性质指标,揭示了该膨胀土含大量亲水矿物、增湿强度大幅衰减、无荷膨胀率较高等主要特点。同时,基于对拟建工程的变形监测,分析和评价了膨胀土地基对建筑物产生的影响,并进一步阐述了该地区地基基础方案的选择。     

地形指数与流域退水特征的关系分析

地形指数可反映流域土壤蓄水能力以及产流的空间分布,是表征流域水文相似性的一个重要指标。以新安江流域的8个子流域为研究对象,利用DEM提取了各子流域的地形指数,分析了地形指数与退水特征的关系。研究发现,地形指数均值及其标准差大的流域,其调蓄作用强,洪水退水指数较小,退水速率较慢,表明流域的地势起伏相对较小则含水层发育较好。通过研究,初步揭示了流域地形指数与退水特征之间存在的联系,成果可为新安江流域无资料区水文过程预测提供依据和参考。