层次分析法评价降雨对滑坡稳定性的影响

利用层次分析法建立了万塘滑坡危险度评价模型,综合考虑降雨、地震、人类工程活动、库水位、地形地貌、地层岩性和岩层组合结构七个方面的因素,对三峡库区万塘滑坡进行危险度评价,并与传统的刚体极限平衡法相比较验证。通过重点定量分析降雨对万塘滑坡稳定性的影响程度,验证了降雨在滑坡稳定性中所起的关键作用,为滑坡灾害预防提供依据。     

降雨入渗过程中土质边坡的固-液-气三相耦合分析

边坡降雨入渗过程伴随着地下水湿润锋面的推进、孔隙气体的迁移和土体的变形,涉及土体固-液-气三相耦合作用.以往对边坡在降雨入渗条件下的非饱和渗流过程及其对边坡稳定性的影响研究大多基于单相流（Richard方程）模型或水-气两相流模型,而较少从固-液-气三相耦合角度分析孔隙气体迁移和土体变形对降雨入渗过程和稳定性变化过程的影响.本文基于连续介质力学原理和混合体理论,建立了边坡土体固-液-气三相耦合数学模型和有限元数值模拟方法.采用Liakopoulos砂柱排水实验成果验证了耦合模型和计算程序的正确性,深入分析了气体边界条件对排水过程的显著影响.在此基础上,采用固-液-气三相耦合模型,研究了土质边坡在降雨入渗过程中的地下水渗流、气体迁移以及变形和稳定性演化过程,揭示了孔隙气体迁移过程和土体变形过程对边坡湿润锋面的推进以及稳定性变化的阻滞和延缓作用.研究成果对于暴雨诱发滑坡机理与防治研究具有一定参考价值.     

三峡库区万州侏罗系红层滑坡成因机制研究

本文根据滑坡经典理论,从滑坡形成的基本条件(内因)和触发因素(外因)两方面对三峡库区万州侏罗系红层滑坡的成因机制进行了总结和分析.论述了万州区滑坡形成的有效结构、易滑地层和有效临空面,指出降雨、库水位和人为活动是影响万州区滑坡的三大触发因素,最后再结合万州区晒网坝滑坡的形成机理分析对红层滑坡成因机制理论进行对比检验.     

极端降雨条件下水库滑坡稳定性的库水位降速阀值分析

为研究三峡库区非汛期增大库水位日降幅后库区涉水滑坡的稳定性,以重庆市万州区四方碑滑坡为例,综合分析三峡库区水位调度情况及万州区降雨条件,在室内外试验数据基础上,考虑土体强度参数分布的随机性,采用M-P法和蒙特卡洛法对该滑坡的稳定性进行研究,并得出极端降雨条件下该滑坡稳定性的库水位降速阀值。结果表明,四方碑滑坡目前整体处于欠稳定、低危险状态;极端降雨条件下四方碑滑坡稳定性的库水位降速阀值最小为2.6m/d,对四方碑滑坡来说适当增大三峡库区非汛期水位日降幅是可行的。     

基于TRMM的降雨侵蚀力计算方法

总结现有利用常规气象站点观测降雨资料计算降雨侵蚀力的方法,提出了基于Tropical Rainfall Measuring Mission（TRMM）卫星3B42降雨资料计算降雨侵蚀力的方法,用3h平均降雨强度代替30min最大降雨强度进行降雨侵蚀力的计算,并计算了辽宁省大凌河流域2005年年降雨侵蚀力、月降雨侵蚀力和次降雨侵蚀力.通过与常规气象站点观测资料对比分析,发现TRMM数据可以很好地反映大凌河流域降雨的季节变化性,降雨总量和站点观测资料基本保持一致,并且能较好地反映降雨的空间分布性,可以更加准确地计算流域的降雨侵蚀力.该方法为解决土壤侵蚀计算中降雨强度资料缺乏的瓶颈以及流域降雨侵蚀力的计算提供了新途径.     

塑料排水板堆载预压软基处理变形观察分析

采用塑料排水板堆载预压法对某软土路基工程进行处理,对路基变形及孔隙水压力等进行了严密观测;同时采取浅层沉降监测、深层沉降监测、孔隙水压力监测、地下水位观测等手段,以及地表沉降、孔隙水压力等变化规律,推算出预压荷载下的最终沉降量和固结度,深入分析塑料排水板堆载预压软土地基处理方法的加固效果。分析结果表明,该方法能有效地加快软基的固结沉降,提高地基土的稳定性和承载力,可供软土地基处理设计与施工参考。     

三峡库区典型滑坡危险度评价方法探讨

随着滑坡学的发展,如何定量和客观的评价典型滑坡的危险度越来越得到关注,根据典型滑坡的强度指标和发生可能性指标建立典型岩质滑坡危险度评价指标体系,利用信息熵原理,结合巫山县21个典型岩质滑坡计算各评价因子客观权重,建立定量评价模型.计算巫山县21个典型岩质滑坡的危险度,通过实地调查对评价结果进行对比验证,危险度评价结果处于高危险度的有3个点,占14.2%;中等危险度14个,占66.7%;低危险度4个,占19.1%;准确率达90.4%,此模型可作为评价典型滑坡危险度的新方法进行推广运用,为滑坡的防治提供依据.     

坡面土壤养分与降雨、径流的相互作用机理及模型

坡地土壤养分流的过程实际上是表层土壤养分与降雨、径流相互作用的过程,土壤养分流失的多少主要受相互的限制。从分析土壤与降雨、径流相互作用入手,分析了土壤养分与降雨、径流相互作用过程及机理,并对相互作用模型进行了探讨。     

青藏铁路沿线多年冻土地温变化及工程地质特征响应研究

随着近几十年全球气候变暖, 青藏高原多年冻土区的气候和其他环境条件都有较大改变, 多年冻土的工程地质条件也发生了很大变化. 根据大量野外实测数据, 讨论了多年冻土的平面和垂向分布规律, 着重分析了不同冻土区域的地温变化特征, 并对不同分区冻土在未来气温升高1℃和2.6℃时工程地质特征的响应变化分别进行了模拟分析研究, 这种响应变化对建筑物的稳定性将产生巨大影响.     

台风形成库区降雨的影响因子挖掘

考虑影响台风降雨因素的复杂性以及现有水库台风遥测资料的不完备性,采用基于信息熵与条件信息熵建立起来的不完备信息系统的约简方法,对台风形成库区降雨的影响因子进行挖掘.以典型水库中的台风特性参数及库区降雨实时监测信息为依据,忽略环境因素影响,重点研究包括台风风速、风力、7级/10级风圈半径、中心气压、台风中心与库区距离等典型台风特性因子对库区降雨量的影响,经信息约简认为台风风速、中心气压、与库区距离等台风特性因子是库区降雨的主要影响因子.分析结果对水库台风监测及库区降雨强度分析具有一定指导作用.     

GIS与人工智能结合下的三维可视化滑坡危险度评价

利用人工智能技术从滑坡专家处获取与滑坡相关的环境本底因素, 通过专家系统的因素权重处理, 采用RS和GIS技术对这些因素进行量化采样, 经模糊判别生成三维可视化滑坡危险度判别图, 使传统的平面解译成为立体效果图.     

波浪载荷下海床土体孔隙水压的瞬态与累积响应机理

室内模型实验和现场观测均已发现了波浪引起的海床孔隙水压力存在瞬态和累积两种响应, 已有工作大多只单独研究其中的一种孔隙水压响应机理.分析得到了波浪诱导残余孔隙水压的理论解答, 并与实验结果进行了比较分析. 在所得理论解的基础上, 进行参量研究, 给出了孔隙水压瞬态和累积响应分析的应用范围. 提出了一种便于工程应用的预测波浪载荷下海床液化势的近似解.     

页岩气多尺度传质特征及过程协调机制研究

页岩气开发过程中的多尺度传质行为显著,综合考虑页岩多尺度孔隙结构、多种气体传输机理和多种微尺度效应,构建了页岩表观等效渗透率数学模型,分析了实际生产过程中的页岩渗透性变化特征,明确了页岩气多尺度传质行为主控因素(气-固系统性质、孔隙类型及连通性、温度压力条件)的影响,提出了页岩气多尺度传质行为评价指标,即孔隙直径介于50~200 nm孔隙所占比例,从介科学的角度形成了页岩气多尺度传质行为评价方法,并结合页岩气开发所面临的主要问题,凝练了页岩气多尺度传质过程协调机制,即降低水相圈闭损害、沟通基质纳米孔及纳米孔扩容、促进解吸-扩散.     

考虑降雨预报的跨流域调水供水调度及其风险分析

建立考虑降雨预报的跨流域调水供水调度模型,利用决策树算法根据水库当前状态和GFS降雨预报信息获取跨流域调水规则,以确定跨流域调水量,然后进行水库供水调度;选择调水保证率,供水可靠性（缺水风险率）,供水恢复性,供水破坏率作为风险评价指标建立风险综合评价体系,对跨流域调水供水调度模型进行风险评估．实例表明,采用考虑降雨预报信息的跨流域调水供水调度模型较水库常规调度和优化调度,综合风险率低,且能有效的提高水资源的利用效率．     

土工离心模拟高速滑坡碎屑流冲击过程的科氏效应研究

土工离心模拟是土木工程、地质工程等相关领域的重要技术.但在高速滑坡碎屑流模拟方面的应用仍然受限,主要原因在于科氏效应的影响难以避免且缺乏详细研究.本文特别针对高速滑坡碎屑流冲击效应这一防灾减灾工程重要问题,开展了一系列的物理离心试验与数值试验.相关结果表明,科氏加速度的方向对高速滑坡碎屑流冲击过程的影响更为显著,发散科氏作用强化了滑坡碎屑流与拦挡结构的相互作用,表现在其具有更高的流动性、更强的冲击效应、更大的堆积体高度.离心应力水平对压缩科氏效应作用效果的影响更为显著,且随着离心应力水平的增大,模拟结果向着无科氏条件影响结果的方向发展.因此,高速滑坡碎屑流冲击效应的土工离心模拟建议在发散科氏条件下开展,且不必刻意选取较小的离心应力水平.     

基于核磁共振技术的石膏粉末型3D打印试样水理特性及裂隙渗流特性初探

基于石膏粉末的3D打印技术目前在岩石力学领域及石油领域应用广泛.为使该技术更广泛应用于有水条件下的岩石和油气工程,对真空渗透固化改进的石膏粉末型3D打印试样进行了水理特性和裂隙渗流特性研究.首先,借助SEM和低场核磁共振技术(NMR)研究了该3D打印试样的微观结构特征和孔隙分布特征.其次,分别对试样在自然吸水和有压饱和条件下开展了吸水→饱和→干燥的干湿过程试验,并借助NMR技术研究了试样干湿过程中的水分迁移特征.在此基础上,分别对干燥和饱和试样开展了单轴压缩试验,研究试样遇水软化特征.最后,基于NMR岩石驱替渗流分析成像系统,对4种含不同粗糙度(JRC)的裂隙打印试样开展了恒围压、渗透压的渗流试验,借助实时核磁T₂谱和成像研究了试样的裂隙渗流规律.结果表明,渗透固化的石膏粉末型3D打印试样内部大小孔隙分布均匀且连通性好,总孔隙度为18.4%;试样自然吸水时以中、大孔隙充水为主,有压饱和时其大、中和小三种孔隙均充水饱和;试样的自然吸水率、饱和吸水率以及饱水系数分别为6.01%, 8.8%和0.68,与一般砂岩很接近;相比干燥时,饱和试样的变形大、峰值强度降低明显,其...     

水力作用下同向双平面滑移型岩质边坡稳定性分析

同向双平面滑移型岩质边坡的滑移破坏多属于推动式滑动破坏,其稳定性主要取决于滑动面的物理力学性质和地下水对岩体的水压力。通过分析此类边坡中地下水力的作用,发现水压力主要为沿结构面的静水压力和拖拽力。在建立边坡水力分析模型的基础上,推导出后缘结构面临界充水高度的表达式,并根据与降雨强度的关系建立水力驱动型边坡滑移破坏判据。最后选取实际边坡算例,验证公式的合理性,并运用Matlab编程分析了边坡稳定性系数在不同滑动面水深、滑动面倾角、坡高等影响因子影响下的动态演绎规律。结果表明:边坡的滑移破坏取决于水力作用的触发,边坡稳定性系数的降低主要与静水压力有关,渗透力的影响很小;在这些影响因子中,坡高、滑动面水深对稳定性系数影响较显著。     

耦合多水动力过程的二维山坡产汇流数值模型及其在壤中流模拟中的应用

基于物理性水分运动方程的山坡产汇流数值模型是进行降雨产流机制和规律研究的重要工具,当前还缺乏耦合地表水、土壤水和地下水多水动力过程的、具有较高计算效率和稳定性的二维山坡产汇流数值模型．本研究耦合地表水流动的圣维南方程组、变饱和土壤水分运动的Richards方程,采用有限差分法,对边界条件进行了改进,建立了THRM模型,对实验山坡实测壤中流过程有很好的模拟效果,通过数值试验揭示了边界条件、网格大小、初始含水率等对计算稳定性和计算效果的影响规律,所建模型对于山坡产流研究有应用价值,分析结论对壤中流数值模拟有参考意义．     

渗透型高聚物在富水砂层中堵水规律试验与数值模拟研究

渗透注浆是修建隧道穿越富水砂层时防渗堵水的重要方法之一.与普通化学浆液不同的是,该渗透型高聚物在浆液扩散过程中具有双组分反应并快速固结的特点,适用于在富水砂层中注浆堵水.然而由于其扩散过程中的快速固结的特点,使得其在富水砂层的扩散规律更为复杂.为了研究该渗透型高聚物在富水砂层中的堵水效果,制作了一套可视化的富水砂层渗透注浆模型试验装置,该装置具备可观察浆液扩散距离、监测注浆前后孔隙水压力变化和测量堵水率等功能.以堵水率、渗透系数作为评价富水砂层渗透注浆堵水防渗效果的性能指标,选取砂层粒径、动水压力、注浆压力和黏性土含量4个因素作为渗透注浆的影响因素,开展了砂层渗透注浆堵水防渗效果的正交试验,获得了影响渗透型高聚物浆液在富水砂层渗透注浆效果的主控因素以及各单因素对注浆效果的影响特征.同时,对模型试验进行了数值模拟,重点分析了注浆过程中的浆-水两相渗流场压力、流速和浆液扩散的变化过程,并与试验实测浆液扩散距离进行了对比验证.研究结果表明:(1)富水砂层经渗透型高聚物注浆后, 10 min内堵水率可达到90%以上, 1 d渗透系数可达到10^-7cm/s数量级,达到了理想...     

页岩及黏土纳米孔隙中液态水分布量化研究

页岩储层富含纳米级孔隙,因此在纳米尺度上研究孔隙内流体分布特征具有重要意义.本研究基于室内实验,量化评价了页岩及黏土孔隙含水饱和度分布特征,实验发现:在水吸附过程中,黏土孔隙内"毛细凝聚"现象显著,当环境相对湿度较高时,部分小孔隙将被毛管水完全阻塞;而对于页岩样品,无机质孔隙表现出亲水作用,但是有机质表现出憎水作用,页岩整体吸水能力相对较弱.同时,考虑页岩有机质与无机质孔隙形貌特征差异性,建立数学模型研究孔隙形状对吸水特征的影响.结果表明:利用狭缝孔模型计算的吸水曲线与实测结果更接近,因此在研究页岩吸水特征时,应将孔隙形状假设为狭缝孔,而并非通常假设的圆管孔.本研究将对深入认识及评价页岩储层不同类型孔隙内流体的赋存方式及产出机理奠定理论基础.