山地斜坡灾变韧性大数据分析模型与应用研究——以城口县为例

【目的】山地斜坡因抵抗变形破坏的能力不足而常遇变形破坏致灾,因此需要对山地斜坡抵抗变形破坏的能力进行评价。【方法】采用典型实例,构建山地斜坡灾变韧性评价模型。选取高程、坡向、归一化植被指数、坡位、微地貌、岩性、坡度、曲率等13个因子作为山区斜坡灾变韧性的评价因子,结合研究区638个历史滑坡点,建立山地斜坡韧性评价地理空间数据库;进一步在地理空间数据库中,分别随机选取70%的灾变区域与非灾变区作为训练数据集,剩下的30%作为验证数据集;对样本数据进行逻辑回归模型训练,利用训练好的逻辑回归模型,对整个研究区斜坡的灾变韧性进行仿真分析,划分为低、较低、中、较高、高5种韧性等级。【结果】对训练数据集、验证数据集以及区域仿真结果,采用受试者工作特征曲线进行合理性检验,得到受试者工作特征曲线的下面积值分别为0.876,0.867和0.873,新近10个斜坡变形破坏点分布于中等-低韧性区域。【结论】基于历史数据挖掘分析构建的山地斜坡灾变韧性评价模型,具有较高的稳定性以及良好的斜坡灾变韧性评价可靠性。     

基于斜坡单元鄂西山区典型集镇地质灾害风险评价

鄂西山区处于全省地质灾害高易发区,灾害频发,风险呈现加剧之势。以恩施州巴东县野三关集镇为研究区,通过以斜坡为单元地质灾害调(勘)查工作,归纳了孕灾地质条件,并构建了斜坡地质灾害风险评价体系：首先基于斜坡单元进行评价单元划分;然后采用层次分析法,选取斜坡坡度、斜坡高差、剖面曲率、工程地质岩组、地质构造、斜坡结构、水系密度、植被覆盖率等8个评价因子,对区内斜坡地质灾害易发性进行评价研究;综合考虑人类工程活动和降雨的诱发影响,进行不同降雨重现期工况下危险性区划;根据研究区人口、建筑、道路、土地等承灾体分布,分别进行人口和经济易损性评价;最后根据危险性和易损性评价结果,进行地质灾害风险评价,为野三关集镇发展规划、精细化“隐患点+风险区双控”体系建设提供了理论依据和实际指导。结果表明：随着降雨量的增加,高风险区和极高风险区的面积逐渐增加,主要集中分布在研究区东北片区,针对极高、高风险区地质灾害隐患点和有变形迹象的斜坡建议采取工程治理或专业监测措施,制定应急预案。     

青藏铁路多年冻土斜坡路基失稳变形特性

从力学相似性角度对处于最大融化深度时的冻土斜坡路基进行离心模型试验,获得冻土斜坡路基的失稳变形特性、影响因素及失稳原因。通过天然冻土斜坡的现场试验结果验证基于力学相似性的离心模型试验方案的合理性及试验结果的可靠性。试验结果表明:冻土斜坡路基发生失稳的根本原因是软弱带的抗剪强度不足,致使路基发生较大变形;冻土斜坡路基的变形主要集中在冻融交界面之上的浅层土体,变形骤变点在冻融交界面附近;滑裂面贯穿活动层后沿着冻融交界面;在本试验条件下,合理的路堤中心高度为4.0～5.0 m。     

土体震致剪切变形条件下斜坡桩的受力特性

为了研究斜坡土体震致剪切变形条件下桩基的受力特性,结合土体多屈服面模型和桩土动力弹簧模型,建立了斜坡—桩基体系整体数值模型。通过输入幅值为0.480 9 g的EI-centro地震波,考虑不同的坡角和桩径条件,进行了非线性动力时程计算。结果表明:在地震荷载作用下,不同深度处斜坡土体剪切变形存在差异,斜坡群桩基础受力不均衡。斜坡坡角对斜坡土体剪切变形发展和桩身残余弯矩起控制作用,而桩径对其的影响相对较小。本研究工作对斜坡桩基抗震设计具有一定的参考意义。     

井工开采条件下斜坡变形分带特征分析

选择具有山区井工开采条件下代表性的斜坡-太原市古交风峁顶斜坡为典型实例,根据斜坡在井工开采下变形特征,和斜坡所处地质环境条件,并结合斜坡变形监测实测资料,进行了坡体不同部位下沉变形分析,得出了山区井工开采条件下斜坡变形破坏具有分带性的特征是:坡脚的水平-隆起变形带、坡腰的水平位移-下沉变形强烈带及坡顶的水平位移-下沉变形减弱带,可为类似地质环境条件及采矿条件下地下开挖引发斜坡变形研究提供参考。     

斜坡变形破坏的预测及防护

通过对斜坡变形破坏和影响因素的研究，探讨工程建设中斜坡变形破坏的预测及防护。     

斜坡震裂变形发育分布规律及危险性分析

2008年5月12日发生的汶川地震造成大量山体出现震裂变形,潜在危害严重.以青川县为研究对象,结合大量实例调查统计以及振动台模拟研究,初步分析了斜坡震裂变形的基本形成机理,系统总结了斜坡震裂变形的发育特点和分布规律.以此为基础,分析了影响震裂斜坡稳定性的内因和外因,初步提出了危险性分级评价标准.震裂斜坡具有不同于一般滑坡的独特变形特点和规律,其危险性预测方法也有别于一般滑坡,建议结合已经全面开展的应急治理工程对震裂斜坡危险性评价方法进行系统研究.     

地震和波浪共同作用下斜坡式防波堤的动力响应分析

对于斜坡式防波堤而言,结构动力响应分析是研究结构抗震性能的主要方法。由于斜坡式防波堤在地震作用的同时会受到波浪的作用,所以对斜坡式防波堤的地震响应分析需考虑地震和波浪的共同作用。利用ABAQUS有限元软件建立了相应有限元模型,通过对比验证了模型的正确性。对斜坡式防波堤在地震和波浪共同作用下的动力响应进行了仿真研究。研究结果表明:地震和波浪共同作用与单独地震作用相比,对斜坡式防波堤结构的竖向残余变形的影响显著。其中,波浪的存在将对斜坡式防波堤结构竖向残余变形造成不同程度的影响。     

云南塞京水库大坝右岸斜坡岩土体结构与开挖变形、破坏机理的关系

塞京水库在修建过程中,大坝右岸斜坡发生较大变形,对大坝安全构成危害。在野外地质调查、勘察资料、监测资料分析评价的基础上,针对大坝右岸斜坡的岩土体结构及变形破坏机理进行了研究。研究结果表明：大坝右岸斜坡位于板内向斜南翼复向斜构造内部的那忠向斜、那忠背斜处,背向斜产状变化控制着大坝右岸斜坡的演化;大坝右岸斜坡岩体内部存在大量层间剪切带,后期卸荷风化作用下局部泥化,形成后期变形破坏的滑动面,岩体结构整体表现为全-强风化基岩与泥化夹层共同构成层状碎裂结构岩体;大坝右岸斜坡变形破坏是由于坝基开挖导致阻滑段消失,右岸斜坡在顺层结构单元产生切层滑动,切层部位为岩层产状缓-陡的改变部位,具有推移式斜坡动力学特征;HP1滑坡为表层残坡积物失稳形成的局部堆积型滑坡;大坝右岸斜坡变形依据监测资料可以划分为3个区：微变形区,裂缝LF1南部区域;主变形区,位于裂缝LF1与裂缝LF2、LF3之间的区域,宏观变形特征明显;浅层局部变形区,位于永久公路以下,表层残坡积局部变形甚至破坏,形成局部表层滑坡。     

塑石假山技术在地质灾害治理工程中的合理运用

2013年1月10日,地质灾害隐患巡查人员发现济南市历史名刹开元寺西侧不稳地斜坡发生变形,出现滑坡发生的先兆,同时,在周边山体发现大量危岩及不稳定斜坡,严重影响过往游人及香客安全。该地质灾害隐患点上报后引起当地政府重视,为维护当地良好的社会环境,构建和谐社会,当地政府决定对该隐患点进行应急治理,采用锚杆、挡墙及塑石假山等手段予以治理,消除灾害隐患。     

内蒙古地形因素对雷电灾害的影响及其权重分析

为了揭示内蒙古地形对雷电灾害的影响规律,基于内蒙古1998—2018年雷电灾害资料和数字高程数据,运用数理统计和熵值法分析了内蒙古地区地形因素对雷电灾害的影响及其权重.结果 表明,内蒙古近21年来雷灾点主要分布在高程为200～2000 m的范围内,高程在2000 m以上基本没有雷灾发生;雷灾点个数随坡度、地形起伏度的增...     

基于CF-AHP法的风险斜坡识别方法研究

针对地质灾害隐患识别水平还不够高,灾害发生在“台账外”的问题,风险斜坡识别已成为新时代区域地质灾害调查的主要目标。本文基于贵州省最新地质灾害样本数据库,通过加权确定系数法（CF）分析滑坡及崩塌的影响因子的敏感性,划分出4个危险性值域。结合专家经验,各因子影响权重排序依次为人类工程活动、斜坡结构、坡度、地下水特征、坡形、坡高。再利用层次分析法（AHP）获得7项影响因子的权重大小,形成了快速有效的斜坡危险性打分体系。利用历史典型点进行验证与修正并结合新增地质灾害案例,9处典型历史灾害点原始斜坡危险性与灾害的规模及灾情大小呈线性关系,满足斜坡演变趋势,4处典型风险斜坡中滑坡范围线均位于风险范围线内,变形破坏特征与指标敏感性和权重较为一致,判别结果与实际情况基本相符。通过此方法,最终完成了全省88个县域内78622个斜坡单元的风险斜坡识别,共计查出风险斜坡18196处,将其及时纳入管控对象并提出防治建议,最大限度避免突发性地质灾害发生而造成人民生命财产损失。     

基于超效率数据包络分析-信息量模型的沧源县地质灾害危险性评价

沧源县地处云南高原,该区域由于地质环境复杂多变,构造活动频繁,加之降雨等诱发因素的影响,成为地质灾害多发区域,严重威胁人员生命与财产安全。为了综合评价研究区的地质灾害危险程度,选取高程、坡度、坡向、降雨量、断层距离、水系距离、道路距离、工程岩组8类评价因子,以研究区内192处地质灾害点作为样本,构建超效率数据包络分析(data envelopment analysis, DEA)-信息量模型对研究区进行地质灾害危险性评价,划分低、中、高、极高4个危险性分区,引入接受者操作特征(receiver operating characteristics, ROC)曲线验证评价精度。评价结果显示,沧源县高、极高危险性分区占研究区总面积的54.2%,区内共分布有地质灾害点166处,占灾害点总数的86.5%,灾害点比与面积比的比值随着危险性的提高逐级递增,通过ROC曲线计算得到的曲线下的面积(area under curve, AUC)值为0.755。上述数据表明,基于超效率DEA-信息量模型的地质灾害危险性评价结果比较符合实际,评价精度较高,能够满足对研究区进行地质灾害危险性评价的需要。     

山地城市滑坡灾害空间分布特征及影响因素分析

针对山地城市滑坡灾害影响区域的不确定性,选择重庆市中心城区典型滑坡作为研究对象,利用最邻近指数、空间热点探测与核密度估计方法分析了历史滑坡灾害点的空间分布特征;并选择高程、坡度、坡向、地貌类型、土壤类型、土壤侵蚀、降雨、水系、地表覆盖、归一化植被指数(NDVI)、人口密度和道路等12个影响因素建立滑坡因子数据库,利用神经网络模型分析滑坡灾害空间分布特征的驱动因素,并定量计算各影响因子的贡献权重。利用受试者工作特征曲线(ROC)对模型进行准确性评估。最邻近指数结果表明研究区历史滑坡灾害点呈聚集型分布特征,空间热点探测与核密度估计均显示渝中区、沙坪坝区和巴南区北部是滑坡聚集程度最大的地区;在所有的影响因子中,人口密度、地貌类型和降雨对研究区滑坡灾害的空间分布影响最大,而坡向和道路影响最低。ROC曲线下面积AUC值达到0.917,表明该神经网络模型能准确反映出该地区滑坡影响因子的影响程度。     

边坡变形预测研究现状与发展趋势

我国自然边坡地质灾害造成的损失仅次于地震;一批国家重点工程项目的开工建设又形成了很多人工高边坡,这些边坡的变形与稳定影响工程安全,因此,开展边坡安全监测具有十分重要的意义。本文从变形破坏机理、变形监测数据处理、变形预测模型等方面就边坡变形预测的现状进行了深入分析,并就边坡变形预测的发展方向进行了探讨。     

公路边坡水毁灾害等级快速评估方法

通过对陕西、四川两省公路边坡水毁的调查分析，指出边坡水毁对公路交通的影响较大，是引发交通中断的一个主要原因。根据塌方量及其对交通的影响，提出了边坡失稳灾害的快速等级划分方法，为减灾救灾决策提供依据。将边坡灾害发生时间与暴雨的时间分布进行比较，认为公路边坡灾害与暴雨的关系密切。通过中长期天气预报预测区域公路边坡水毁时间、等级，通过短期降雨预报并结合公路边坡工况，可进行公路边坡的灾害预警。     

边坡监测技术与数据处理方法的研究

边坡的稳定与否,对工程的安全运营至关重要.高边坡的监测和研究是预防滑坡地质灾害发生的重要手段和方法.对GPS多天线阵列技术在边坡监测中的系统构成、方案实施和数据处理方法进行探讨.GPS边坡监测系统不但与监测设备是否能灵敏可靠地取得变形监测数据有关,而且还与数据处理方法有关.     

基于不完全扑灭的应急物资最优分配决策模型

在分析现有城市应急物资分配模型的基础上,构建了一个多出救点、多受灾点、多种应急物资分配的决策模型。该模型以受灾点的系统损失最小为目标,充分考虑灾害严重程度、应急物资的重要性、受灾点对应急物资的需求紧迫程度等因素,在不完全扑灭情况下确保受灾点物资分配的公平性。最后从理论上分析最优性条件,通过算例验证了模型的有效性。     

地震救灾初期应急物资智能调度问题的研究

为了探究大规模灾害救援初期物资不足、运输能力有限情况下的应急物资调度问题,引入需求迫切度和满意度的概念,构建了多储备点、多受灾点的多种物资的调度模型,以最大化受灾点平均满意度和最小化运输路径长度为目标,并采用双蚁群算法对模型求解。案例仿真实验表明,该模型在保障受灾点的基本物资需求,且优先供给需求迫切度高的受灾点的前提下,得到了有效的物资调度方案,为决策者制定救灾策略提供了参考。     

降雨对公路边坡稳定性影响的有限元分析

从作用机理来看,基于降雨引发的边坡失稳灾害是一个相当复杂的过程,特别是严重影响边坡稳定性的两大因素。降雨强度与降雨历时,针对江苏盐通高速公路的黏土边坡的工程特性和降雨特点提出了四种不同的计算方案。基于有限元方法对四大方案的抗滑系数进行计算,并进行了分析评价,认为连续阴雨天(其特点为降雨强度小、但降雨时间长)相对于暴雨(其特点为降雨强度大、降雨时间短)对黏土边坡稳定性的影响更大,更具有危害性,容易形成灾害。研究能够为今后的黏土边坡的滑坡、塌方以及高速公路边坡稳定性计算具有一定的指导意义。