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考虑物理模型与有效降雨入渗的滑坡危险性预测框架——以青藏高原山南市雅鲁藏布江流域为例

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 986-998页

作者：郭子正周新勇黄达田碧霞何俊河北工业大学土木与交通学院天津300401 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054

滑坡危险性评估是山区进行防灾减灾工作的重要步骤,但以往研究多是对现阶段危险性的分析,用于区域尺度上滑坡危险性预测的有效方法较少。针对该问题,首次提出一种考虑物理模型与有效降雨入渗的新型框架用于对未来给定降雨重现期条件下... 详细信息

滑坡危险性评估是山区进行防灾减灾工作的重要步骤,但以往研究多是对现阶段危险性的分析,用于区域尺度上滑坡危险性预测的有效方法较少。针对该问题,首次提出一种考虑物理模型与有效降雨入渗的新型框架用于对未来给定降雨重现期条件下的滑坡危险性进行预测。以青藏高原山南市雅鲁藏布江流域地区为例,首先使用Easy_Balance软件计算1998~2017年降雨的平均有效入渗率和前期有效降雨量P_(a),并使用该期间夏季每月连续3日降雨最大值的95%分位数作为临界降雨量P_(e),基于物理模型FSLAM完成土壤参数和土地利用参数的校准。使用Gumbel方法得到P_(a)和P_(e)在不同重现期时的极值,并分别计算各栅格破坏概率(probability of failure,PoF)对P_(a)和P_(e)的响应,根据栅格响应的敏感程度对研究区进行重分类后,使用危险性评估矩阵进行滑坡危险性预测。计算结果表明:当降雨重现期增大到50和100 a时,有92.1%的滑坡点落入到了极高和高危险区内,与传统的未考虑降雨对栅格PoF影响程度的TRIGRS模型相比,AUC精度高出7.6%~9.0%。当前方法能够有效预测未来极端降雨工况下的滑坡发生情况,且同时考虑了前期降雨入渗和极值降雨的影响,进一步提高了区域滑坡危险性预测的合理性。

关键词：边坡工程物理模型滑坡危险性降雨重现期有效入渗青藏高原

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不同分级方法对区域滑坡易发性区划的影响

工程科学与技术 2024年第1期56卷 148-159页

作者：黄发明张崟琅郭子正范宣梅周创兵南昌大学工程建设学院江西南昌330031 中国瑞林工程技术股份有限公司江西南昌330031 河北工业大学土木与交通学院天津300401 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

易发性分区是开展区域地质灾害风险评价的基础步骤,选取合理的分级方法对有效绘制区域滑坡易发性图意义显著,但鲜有研究对比了各易发性分级方法的优缺点,尤其是未能将历史滑坡与预测出的易发性指数相联接。针对该问题,以陕西省延长县为... 详细信息

易发性分区是开展区域地质灾害风险评价的基础步骤,选取合理的分级方法对有效绘制区域滑坡易发性图意义显著,但鲜有研究对比了各易发性分级方法的优缺点,尤其是未能将历史滑坡与预测出的易发性指数相联接。针对该问题,以陕西省延长县为例采用3种机器学习模型计算滑坡易发性指数,即分类和回归树、随机森林和径向基函数;设计了5种易发性分级方法,划分不同的滑坡易发性等级,包括4种常规的基于地理信息系统的分级方法(自然断点、等间隔、分位数和几何间隔),同时考虑了滑坡与易发性指数间的非线性关联性的频率比阈值法。结果表明:3种模型的受试者工作特征(ROC)曲线下面积均大于0.75,但划分的易发性分级图分布模式却存在较大差异,使用几何间隔和分位数法的易发性图能在极高易发区中识别出更多滑坡,但这两种方法划分的极高和高易发区的总面积过大;使用等间隔法和频率比阈值法在极高和高易发区中的滑坡比率更大,说明识别出的滑坡更为集中。本文提出的频率比阈值法用于滑坡易发性分级,能为易发性的准确分区提供思路,为边坡稳定性较差区域的工程选址以及土地利用规划提供科学参考,提高地质安全评估及应急管理能力。

关键词：滑坡易发性易发性分级频率比阈值法机器学习

基于血浊理论与援药理论的卒中后癫痫辨治初探

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中国中医药现代远程教育 2024年第1期22卷 82-85页

作者：郭子正王中琳山东中医药大学第一临床医学院山东济南250355 山东中医药大学附属医院神经内一科山东济南250001

卒中后癫痫(PSE)是指卒中前无癫痫病史,卒中后出现的痫性发作,西医目前对其发病机制认识尚为不足,治疗手段有限且不良作用明显。根据王新陆教授提出的血浊理论与援药理论,PSE的中医病机责之于过食肥甘,血失常度,痰瘀互结,酿生血浊。清... 详细信息

卒中后癫痫(PSE)是指卒中前无癫痫病史,卒中后出现的痫性发作,西医目前对其发病机制认识尚为不足,治疗手段有限且不良作用明显。根据王新陆教授提出的血浊理论与援药理论,PSE的中医病机责之于过食肥甘,血失常度,痰瘀互结,酿生血浊。清化血浊法是治疗PSE的有效方法,化浊行血汤可作为防治PSE的基础方剂。

关键词：痫病卒中后癫痫血浊理论化浊行血汤援药理论

降雨诱发浅层滑坡危险性的快速评估模型及应用

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岩石力学与工程学报 2023年第5期42卷 1188-1201页

作者：郭子正何俊黄达周永强朱宇航河北工业大学土木与交通学院天津300401 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

现有能考虑降雨作用的确定性模型,在区域尺度进行滑坡危险性评估时存在计算成本高、无法解决岩土体参数的不确定性等弊端。针对这一问题,提出一种可用于降雨诱发浅层滑坡危险性快速评估的模型FSLAM(fast shallow landslide assessment m... 详细信息

现有能考虑降雨作用的确定性模型,在区域尺度进行滑坡危险性评估时存在计算成本高、无法解决岩土体参数的不确定性等弊端。针对这一问题,提出一种可用于降雨诱发浅层滑坡危险性快速评估的模型FSLAM(fast shallow landslide assessment model)。该模型能够同时考虑前期有效降雨和诱发事件降雨来计算坡体地下水位,并且使用随机参数计算破坏概率以反映滑坡危险性。均值各向同性斜坡模型的参数敏感性分析结果表明,土壤黏聚力、内摩擦角以及植被根系黏聚力是模型最为重要的输入参数。以2016年台风“鲇鱼”诱发的浙江省温州市滑坡为例,进行了FSLAM模型在区域滑坡危险性评估中的工程应用。结果显示FSLAM模型能够准确捕捉降雨对于浅层滑坡破坏概率的影响,受试工作者特征曲线表征的精度达到了76.4%。使用随机参数作为输入能有效减小岩土体参数的不确定性,并提高模型的计算精度。由于使用了简化的SCS-CN方法来计算地下水垂直流,而非复杂的Richards方程,FSLAM模型在区域尺度上的计算效率比同类型的TRIGRS模型提高了25倍,且后者精度仅为前者的69.8%。

关键词：边坡工程降雨浅层滑坡确定型模型危险性评估随机参数破坏概率

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外泌体在癫痫炎症反应中的作用

中国神经免疫学和神经病学杂志 2022年第5期29卷 414-418页

作者：徐圣洁吴涛郭子正王中琳山东中医药大学第一临床医学院 250014 山东中医药大学附属医院 250014

癫痫是一种突发性大脑神经元高度同步化反复异常过度放电引起短暂性脑功能失调的慢性大脑疾病,中枢神经系统内特定区域的炎症反应是癫痫的共同特征之一。研究发现,外泌体可通过抑制胶质细胞激活、调节免疫应答等方式减轻炎症反应,并依... 详细信息

癫痫是一种突发性大脑神经元高度同步化反复异常过度放电引起短暂性脑功能失调的慢性大脑疾病,中枢神经系统内特定区域的炎症反应是癫痫的共同特征之一。研究发现,外泌体可通过抑制胶质细胞激活、调节免疫应答等方式减轻炎症反应,并依赖其脂质双层结构和能够穿越血-脑屏障的优势,可作为给药载体应用于癫痫的治疗。现就外泌体在癫痫炎症反应过程中作用的研究进展进行综述,以期寻求诊断与治疗癫痫的潜在方案。

关键词：外泌体癫痫炎症胶质细胞免疫应答

基于滑坡破坏模式分析的易发性评价——以三峡库区首段泄滩河左岸为例

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中国地质灾害与防治学报 2023年第2期34卷 156-166页

作者：朱宇航黄海峰殷坤龙郭子正郭飞赖鹏中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 三峡大学湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站湖北宜昌443000 三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌443002 河北工业大学土木与交通学院天津300401

三峡库区首段发育有大量岩质滑坡,其中很多灾害点极具隐蔽性且目前并未被查明。文中以三峡库区首段泄滩河左岸为研究区,以区内唯一破坏的卡门子湾顺层岩质滑坡为例,在分析其成因机制的基础上归纳总结了该地区顺层岩质滑坡的破坏模式,并... 详细信息

三峡库区首段发育有大量岩质滑坡,其中很多灾害点极具隐蔽性且目前并未被查明。文中以三峡库区首段泄滩河左岸为研究区,以区内唯一破坏的卡门子湾顺层岩质滑坡为例,在分析其成因机制的基础上归纳总结了该地区顺层岩质滑坡的破坏模式,并以此确定了高程、坡度、坡向、起伏度、平面曲率、剖面曲率、地层岩性、距河流距离及距道路距离共9个评价指标因子及疑似滑坡隐患点,将这些灾害隐患点作为滑坡样本,运用ALSA模型开展研究区的滑坡易发性分区,最后采用ROC曲线及现场复查等方法验证评价结果的可靠性。预测结果表明:研究区内顺层岩质滑坡的极高易发区和较高易发区大致呈面状分布,主要集中在岩性为侏罗系中统上沙溪庙组紫红色泥岩夹砂岩和西北坡向的近库岸地区。现场验证发现易发分区结果与滑坡破坏模式分布规律较吻合,表明基于滑坡破坏模式选择滑坡样本得到的滑坡易发性结果在整体上也能反映研究区滑坡概率空间分布规律,在缺乏准确滑坡样本时可作为一种替补方案。上述研究结果为基于滑坡破坏模式选取滑坡样本开展易发性评价工作提供了理论支持和科学依据。

关键词： ALSA模型滑坡易发性三峡库区滑坡样本

基于滑坡致灾强度预测的建筑物易损性定量评价

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地球科学 2023年第5期48卷 1807-1824页

作者：曾韬睿殷坤龙桂蕾金必晶刘谢攀刘真意郭子正蒋宏伟邬礼扬中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074 中国地质大学工程学院湖北武汉430074 河北工业大学土木与交通学院天津300401 常州大学环境与安全工程学院江苏常州213164

针对目前建筑物易损性定量评价中缺乏滑坡致灾强度预测研究,创新性地提出了一种基于InSAR技术的致灾强度经验曲线与ABAQUS二次开发的空间化位移预测相结合的建筑物易损性定量评价方法.以三峡库区石龙门滑坡为例,利用PS-InSAR解译的2017-... 详细信息

针对目前建筑物易损性定量评价中缺乏滑坡致灾强度预测研究,创新性地提出了一种基于InSAR技术的致灾强度经验曲线与ABAQUS二次开发的空间化位移预测相结合的建筑物易损性定量评价方法.以三峡库区石龙门滑坡为例,利用PS-InSAR解译的2017-2020年间滑坡年平均位移,通过函数反演获取了滑坡累积位移‒致灾强度经验曲线;使用ABAQUS编写荷载和孔隙水压力子程序模拟了极端工况下(库水位下降+强降雨)的滑坡累积位移,用于建筑物易损性预测计算.建筑物抗灾能力由PSO-Fuzzy AHP模型加权赋值8个指标构成,与滑坡致灾强度两部分相结合即可定量评价建筑物易损性.研究结果表明:(1)本文提出的抗灾能力评价体系能够很好表征三峡库区农村建筑物的结构特征,具备较高的评价精度;(2)基于PS-InSAR得到的上限致灾强度曲线为Ipu=0.065×Dtot 0.236,具备更高的预测精度,有效减少了假阴性误报;(3)通过ABAQUS模拟的极端工况致灾强度随着降雨量增加而增加,预测的房屋易损性等级随之提高,并且成功预警了前期调查有明显变形的房屋.可见提出的致灾强度预测方法和易损性评价模型具有很高的空间辨识度和预警精度,通过滑坡强度信息能够开展实时建筑物易损性制图.

关键词：滑坡致灾强度易损性建筑物 PS-InSAR ABAQUS 灾害地质

基于机器学习的滑坡易发性预测建模及其主控因子识别

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地质科技通报 2022年第2期41卷 79-90页

作者：黄发明胡松雁闫学涯李明王俊宇李文彬郭子正范文彦南昌大学建筑工程学院南昌330031 中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074

不同机器学习预测滑坡易发性的建模过程及其不确定性有所差异,另外如何有效识别滑坡易发性的主控因子意义重大。针对上述问题,以支持向量机(support vector machine,简称SVM)和随机森林(random forest,简称RF)为例探讨了基于机器学习的... 详细信息

不同机器学习预测滑坡易发性的建模过程及其不确定性有所差异,另外如何有效识别滑坡易发性的主控因子意义重大。针对上述问题,以支持向量机(support vector machine,简称SVM)和随机森林(random forest,简称RF)为例探讨了基于机器学习的滑坡易发性预测及其不确定性,创新地提出了“权重均值法”来综合计算出更准确的滑坡主控因子。首先获取陕西省延长县滑坡编录和10类基础环境因子,将因子频率比值作为SVM和RF的输入变量;再将滑坡与随机选择的非滑坡样本划分为训练集和测试集,用训练好的机器学习预测出滑坡易发性并制图;最后用受试者工作曲线、均值和标准差等来评估建模不确定性,并计算滑坡主控因子。结果表明:①机器学习能有效预测出区域滑坡易发性,RF预测的滑坡易发性精度高于SVM,而其不确定性低于SVM,但两者的易发性分布规律整体相似;②权重均值法计算出延长县滑坡主控因子依次是坡度、高程和岩性。实例分析和文献综述显示RF模型相较于其他机器学习模型属于可靠性较高的易发性模型。

关键词：滑坡易发性预测不确定性分析主控因子识别支持向量机随机森林

基于地表监测数据和非线性时间序列组合模型的滑坡位移预测

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岩石力学与工程学报 2018年第A1期37卷 3392-3399页

作者：郭子正殷坤龙黄发明梁鑫中国地质大学工程学院湖北武汉430074 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074

针对滑坡位移–时间曲线的非线性特征和以往预测模型的不足,提出基于地表监测数据和非线性时间序列分析的组合模型预测滑坡位移。以新滩滑坡和三舟溪滑坡为例,通过对位移、降雨、库水位等资料的分析,研究滑坡的变形特征及影响因素。在... 详细信息

针对滑坡位移–时间曲线的非线性特征和以往预测模型的不足,提出基于地表监测数据和非线性时间序列分析的组合模型预测滑坡位移。以新滩滑坡和三舟溪滑坡为例,通过对位移、降雨、库水位等资料的分析,研究滑坡的变形特征及影响因素。在利用逆序法和小波分析检验滑坡位移的趋势特征和周期特征的基础上,采用非线性组合模型进行预测,包括利用多项式拟合并预测趋势项位移;用一种基于小波分析的三角函数法(WA-TF)对周期项位移进行预测;遗传算法优化选参的BP神经网络(GA-BP)对波动项位移进行预测。最终将各位移分量累加得到滑坡的累积位移预测值,并与监测值进行对比分析。结果表明非线性组合模型的预测精度高且具有较好的通用性,为滑坡位移定量预测提供了一种可行的思路。

关键词：边坡工程滑坡位移预测时间序列非线性组合模型小波分析遗传算法 BP神经网络