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An attention-based teacher-student model for multivariate short-term landslide displacement prediction incorporating weather forecast data

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Journal of Mountain Science 2024年第8期21卷 2739-2753页

作者： CHEN Jun HU Wang ZHANG Yu qiu hongzhi WANG Renchao Sichuan Artificial Intelligence Research Institute Yibin 644000China School of Computer Science and Engineering University of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu 611731China School of Architecture and Civil Engineering Chengdu UniversityChengdu 610106China

Predicting the displacement of landslide is of utmost practical importance as the landslide can pose serious threats to both human life and ***,traditional methods have the limitation of random selection in sliding window selection and seldom incorporate weather forecast data for displacement prediction,while a single structural model cannot handle input sequences of different lengths at the same *** order to solve these limitations,in this study,a new approach is proposed that utilizes weather forecast data and incorporates the maximum information coefficient(MIC),long short-term memory network(LSTM),and attention mechanism to establish a teacher-student coupling model with parallel structure for short-term landslide displacement *** MIC,a suitable input sequence length is selected for the LSTM *** investigate the influence of rainfall on landslides during different seasons,a parallel teacher-student coupling model is developed that is able to learn sequential information from various time series of different *** teacher model learns sequence information from rainfall intensity time series while incorporating reliable short-term weather forecast data from platforms such as China Meteorological Administration(CMA)and Reliable Prognosis(https://***)to improve the model’s expression capability,and the student model learns sequence information from other time *** attention module is then designed to integrate different sequence information to derive a context vector,representing seasonal temporal attention ***,the predicted displacement is obtained through a linear *** proposed method demonstrates superior prediction accuracies,surpassing those of the support vector machine(SVM),LSTM,recurrent neural network(RNN),temporal convolutional network(TCN),and LSTM-Attention *** achieves a mean absolute error(MAE)of 0.072 mm,root mean square error(RMSE)of 0.096 mm,and pearson correlation coefficients(PC

关键词： Landslide prediction MIC LSTM Attention mechanism Teacher Student model Prediction stability and interpretability

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降雨作用下地震损伤斜坡破坏机理研究

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自然灾害学报 2018年第3期27卷 144-152页

作者：邱洪志崔云孔纪名成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106 中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041

地震导致斜坡岩体产生裂隙,岩体裂隙的存在为不稳定斜坡再次发生灾害提供了条件。降雨渗入到损伤斜坡裂隙中,使斜坡岩体强度降低,进而诱发大规模地质灾害。根据损伤力学理论,考虑岩体损伤与降雨入渗流的作用,基于FLAC^(3D)自定义损伤本... 详细信息

地震导致斜坡岩体产生裂隙,岩体裂隙的存在为不稳定斜坡再次发生灾害提供了条件。降雨渗入到损伤斜坡裂隙中,使斜坡岩体强度降低,进而诱发大规模地质灾害。根据损伤力学理论,考虑岩体损伤与降雨入渗流的作用,基于FLAC^(3D)自定义损伤本构的二次开发,利用C++开发环境建立裂隙岩体的损伤本构模型。结合都江堰三溪村滑坡的成灾特征,运用开发的损伤本构模型,分析降雨入渗过程中斜坡内孔压场的分布规律及其破坏机理。分析结果表明:在降雨初期,斜坡到达完全饱和之前,有效应力变化幅度很大,斜坡内不同岩性岩体交界面位置的孔隙水压力值较大;地形陡峭的浅层岩体最先达到剪切破坏状态,随着降雨入渗时间增加,屈服范围逐渐向斜坡内部扩大,并且在斜坡的后部出现拉伸屈服破坏。降雨入渗强度在降雨前期对斜坡内的有效应力影响较大,当斜坡到达完全饱和之后,对有效应力的影响很小。

关键词：损伤斜坡降雨入渗斜坡破坏机理分析 FLAC3D

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滑坡碎屑流颗粒级配及地形偏转对其冲击和堆积过程的影响研究

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铁道科学与工程学报 2022年第5期19卷 1319-1330页

作者：袁锦涛韩培锋田述军欧小红邱洪志西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004 水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心湖北武汉430010 成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610106

滑坡碎屑流具有大规模、远程高速的特点,滑坡碎屑流在运动过程中会途经各种地形条件,受到场地一定的偏转作用和拦挡作用。通过分析不同颗粒级配和地形偏转对滑坡碎屑流的运动堆积的影响,以及滑坡碎屑流颗粒冲击过程中的能量交换和接触... 详细信息

滑坡碎屑流具有大规模、远程高速的特点,滑坡碎屑流在运动过程中会途经各种地形条件,受到场地一定的偏转作用和拦挡作用。通过分析不同颗粒级配和地形偏转对滑坡碎屑流的运动堆积的影响,以及滑坡碎屑流颗粒冲击过程中的能量交换和接触作用力及冲击过后的堆积形态,从而为滑坡碎屑流灾害的防治提供参考建议。运用离散元软件,构建4种三维偏转滑槽模型,以及搭配的3种颗粒级配进行数值模拟,来研究不同地形偏转和颗粒级配对滑坡碎屑流运动堆积过程的影响。研究结果表明:在碎屑流运动过程的碰撞减速阶段,细颗粒组的颗粒运动速度,平均动能以及平均势能(交汇点前)与其他颗粒组相比均为最小,随着地形偏转角度的增加,颗粒运动速度,平均动能以及平均势能均为逐渐增加,其平均速度的衰减速率减小。飞出转角处场地的颗粒质量与地形偏转角α总是成线性关系,且拟合程度较高。动态冲击阶段,细颗粒组和60°场地偏转角的冲击力峰值最小,细颗粒的含量的增加和场地偏转角的增加对碎屑流颗粒的冲击力的抑制作用增强。颗粒级配对滑坡碎屑流的最终堆积形态影响较小,随着地形偏转度的增加,堆积体分布在底部的面积增加,堆积体的反序结构发育程度增强,对滑坡碎屑流的最终堆积形态有较大影响。

关键词：颗粒级配滑坡碎屑流地形偏转冲击 DEM 堆积形态

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拦挡桩群对滑坡碎屑流挡流效果的离散元模拟

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铁道科学与工程学报 2022年第1期19卷 129-140页

作者：陈古华韩培锋王月明田述军邱洪志西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004 水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心湖北武汉430010 成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041

碎屑流灾害在西南山区较普遍,且碎屑流级配变化较大,对范围内的建筑构筑物和人民生命财产安全造成不容忽视的恶劣影响。其工程防治措施是近年来的研究热点问题,而采用桩群进行拦挡的形式更是新颖,因而弄清碎屑流颗粒级配对拦挡桩群的冲... 详细信息

碎屑流灾害在西南山区较普遍,且碎屑流级配变化较大,对范围内的建筑构筑物和人民生命财产安全造成不容忽视的恶劣影响。其工程防治措施是近年来的研究热点问题,而采用桩群进行拦挡的形式更是新颖,因而弄清碎屑流颗粒级配对拦挡桩群的冲击响应特征将为其治理工程结构优化与防护提供参考。基于此,采用离散元软件Discrete Element Method(DEM)定量分析碎屑流颗粒级配、桩群拦挡距离双因子对碎屑流冲击桩群过程中的速度、堆积范围和轮廓形状、堆积区域质量分布及桩群所受冲击力的影响,进一步探究不同拦挡距离下桩群的挡流效果和冲击效应特征,并从能量角度阐述其冲击响应特征机理。模拟结果表明:1)碎屑流达到其平均速度峰值的时间与小粒径颗粒含量成反比;且冲击过程中出现明显的颗粒反序现象。2)碎屑流平均速度峰值、静止堆积体质量极值分布区域与坡脚的距离同大粒径颗粒含量成正比;碎屑流在堆积区域堆积面积与拦挡距离成正比,在滑槽中堆积面积与大粒径颗粒含量成反比。3)大粒径颗粒"跳动"现象明显且对桩群的瞬时冲击作用显著,因此针对大粒径颗粒含量较大的级配体建议采用适当增大拦挡距离的方式进行拦挡。4)桩群的拦挡效应是导致碎屑流动能变化的主要原因,而碎屑流颗粒之间的摩擦、碰撞是碎屑流最终静止堆积的重要影响因素。

关键词：滑坡碎屑流颗粒级配拦挡距离桩群挡流效果 DEM

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“4·25”尼泊尔M_(s)8.1地震西藏重灾区次生地质灾害空间分布规律与危险性分区

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自然灾害学报 2017年第1期26卷 80-88页

作者：黄森旺孔纪名崔云王仁超邱洪志中科院成都山地灾害与环境研究所/山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610000 中国科学院大学北京100049

以地质灾害调查数据为基础,基于大量的野外考察、多源遥感影像解译,获取了899处次生地质灾害点。选取地形、地质、地震、气象水文和人类活动等5类共9项指标,利用GIS技术对地质灾害和各因子的空间分布规律进行了统计分析,并基于K-prototy... 详细信息

以地质灾害调查数据为基础,基于大量的野外考察、多源遥感影像解译,获取了899处次生地质灾害点。选取地形、地质、地震、气象水文和人类活动等5类共9项指标,利用GIS技术对地质灾害和各因子的空间分布规律进行了统计分析,并基于K-prototypes聚类分析和最大似然分类法对灾区次生灾害的危险性进行分区和评价。结果表明:灾区地质灾害因类型而异,呈间断性集中分布;灾害危险性以中、高和极高危险为主,分别占总面积的35.10%、21.67%和24.38%,而极低和低危险区共占18.85%;灾害点的空间分布与灾害的危险性等级具有良好的正相关性,直接验证了危险性分区的结果。

关键词：尼泊尔地震次生地质灾害空间分布危险性分区

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基坑开挖对桩锚支护结构的影响分析

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成都大学学报（自然科学版） 2017年第2期36卷 209-212页

作者：陈丽玲邱洪志浙江永嘉县建筑工程质量监督站浙江温州325100 成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106

结合工程实例分析了基坑分步开挖过程中桩锚支护结构的变形特征及其内力变化规律,对数值模拟结果和工程实例监测结果进行了对比分析.结果表明:基坑开挖后,主动土压力区地应力状态发生改变,支护桩产生的水平位移最大值随着开挖深度增加... 详细信息

结合工程实例分析了基坑分步开挖过程中桩锚支护结构的变形特征及其内力变化规律,对数值模拟结果和工程实例监测结果进行了对比分析.结果表明:基坑开挖后,主动土压力区地应力状态发生改变,支护桩产生的水平位移最大值随着开挖深度增加而下移;预应力锚索结构能有效的控制支护桩产生的水平位移;数值方法可以有效地为信息化施工提供依据,对指导基坑的安全施工有一定的作用.

关键词：桩锚支护深基坑基坑开挖数值模拟

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基于西原模型的浅埋隧道围岩变形分析

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成都大学学报（自然科学版） 2021年第4期40卷 418-424页

作者：邱洪志吴启红唐然成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所/山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041

以某浅埋山岭隧道围岩变形失稳为研究对象,基于西原模型及Mohr-Coulomb屈服准则在FLAC^(3D)中的二次开发应用,对浅埋隧道在开挖条件下围岩的变形进行分析.结果表明:应用西原模型计算围岩的位移时,可以考虑时间效应对围岩变形的影响,其... 详细信息

以某浅埋山岭隧道围岩变形失稳为研究对象,基于西原模型及Mohr-Coulomb屈服准则在FLAC^(3D)中的二次开发应用,对浅埋隧道在开挖条件下围岩的变形进行分析.结果表明:应用西原模型计算围岩的位移时,可以考虑时间效应对围岩变形的影响,其塑性区主要形成于隧道开挖过程中和初支结构施工阶段,在仰拱浇筑完成后达到基本稳定.另外,塑性区形态受隧道埋深的影响,随着浅埋隧道埋深增加,开挖后围岩塑性区形态由近似半椭圆形向蝶形转变,当埋深小于2倍硐室宽度时,围岩塑性区近似半椭圆形并贯穿至地表.将本研究计算结果与监测数据对比分析发现,该计算结果的累积变形值略大于实际监测结果值,这是因为监测工序稍晚于开挖工序.对浅埋隧道围岩变形规律的研究是基于工程实例开展的,其成果对同类工程的设计与施工具有一定的指导意义.

关键词：西原模型超浅埋隧道围岩变形现场监测

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河惠莞高速公路佳龙嶂隧道浅埋段围岩变形分析

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成都大学学报（自然科学版） 2019年第2期38卷 214-217页

作者：周杰董建辉邱洪志西华大学土木建筑与环境学院四川成都610039 成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106

通过对河惠莞高速公路佳龙嶂隧道冲沟浅埋段在隧道成型后围岩的位移进行现场监测,分析浅埋隧道在开挖过程中围岩的变形情况.结果表明:浅埋隧道开挖后围岩的变形通常可分为加速变形、等速变形和缓慢变形3个阶段;掌子面的推进将对后方约40... 详细信息

通过对河惠莞高速公路佳龙嶂隧道冲沟浅埋段在隧道成型后围岩的位移进行现场监测,分析浅埋隧道在开挖过程中围岩的变形情况.结果表明:浅埋隧道开挖后围岩的变形通常可分为加速变形、等速变形和缓慢变形3个阶段;掌子面的推进将对后方约40m范围内的周边围岩变形产生持续影响.

关键词：浅埋隧道围岩变形拱顶下沉现场监测

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地震后效应平推式滑坡形成演化特征

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成都大学学报（自然科学版） 2020年第1期39卷 94-98,108页

作者：唐然董建辉邱洪志杨有莲成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106

平推式滑坡在四川盆地红层地区广泛分布,常发育在岩层倾角小于10°的近水平岩层斜坡区,大量案例调查中发现,部分平推式滑坡的演化过程表现出显著的地震后效应.通过对2个典型案例的分析总结认为,除了5种必备的平推式滑坡形成条件外,地震... 详细信息

平推式滑坡在四川盆地红层地区广泛分布,常发育在岩层倾角小于10°的近水平岩层斜坡区,大量案例调查中发现,部分平推式滑坡的演化过程表现出显著的地震后效应.通过对2个典型案例的分析总结认为,除了5种必备的平推式滑坡形成条件外,地震后效应下平推式滑坡发育特征还具备一些特殊性:多发育在低山地貌区高陡斜坡地震放大效应较为强烈的部位;岩性组合多为中厚层~厚层砂岩夹薄层泥岩;坡体内部均发育一组规模较大且走向与坡面近于平行的陡倾结构面;强震后形成与坡面近于平行的张拉裂缝仍具有储水条件.同时,此类平推式滑坡震前都存在轻微的变形迹象,其演化过程受到地震强烈干预,地震在坡体内部产生垂直竖向张拉裂缝,并对层间薄层软岩产生强烈剪切作用,极大地加快其泥化进程,在震后几年内促成斜坡具备暴雨作用下的启动条件.

关键词：平推式滑坡地震后效应发育条件演化过程

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全圆针梁台车衬砌混凝土配合比优化设计

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四川水力发电 2023年第1期42卷 126-128,140页

作者：李孝坡温哲昊李联书邱鸿志中铁十二局集团第二工程有限公司四川泸定626100 四川华能泸定水电有限公司四川泸定626100

混凝土配合比对整个混凝土工程质量有着重要作用,施工开始前应对混凝土配合比有充足的技术储备;施工过程中原材料与配合比设计时发生大的变化或混凝土质量发生系统性问题时,需针对混凝土配合比进行优化设计,使其对施工配合比真正起到指... 详细信息

混凝土配合比对整个混凝土工程质量有着重要作用,施工开始前应对混凝土配合比有充足的技术储备;施工过程中原材料与配合比设计时发生大的变化或混凝土质量发生系统性问题时,需针对混凝土配合比进行优化设计,使其对施工配合比真正起到指导作用,进一步提高混凝土质量。

关键词：混凝土配合比优化设计混凝土质量和易性

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