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基于多源数据与机器学习的降雨型滑坡灾害危险性动态预警

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地质论评 2024年第S1期70卷 217-218页

作者：付杰张青仉文岗中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051 重庆大学土木工程学院重庆400044

降雨型滑坡灾害是三峡库区发育的主要地质灾害之一,区域滑坡灾害危险性预警对滑坡风险减缓有重要意义。针对区域滑坡灾害危险性预警的时效性等问题,本文以重庆市云阳县为研究区,提出了基于多源数据与机器学习的滑坡灾害危险性动态预警方... 详细信息

降雨型滑坡灾害是三峡库区发育的主要地质灾害之一,区域滑坡灾害危险性预警对滑坡风险减缓有重要意义。针对区域滑坡灾害危险性预警的时效性等问题,本文以重庆市云阳县为研究区,提出了基于多源数据与机器学习的滑坡灾害危险性动态预警方法(图1)。1滑坡易发性空间预测滑坡易发性预测可准确地预测出潜在滑坡空间分布规律(黄发明等,2020;林高聪等,2023)。

关键词：降雨型滑坡滑坡危险性动态预警机器学习多源数据

基于覆盖土层厚度识别的区域斜坡降雨入渗稳定性定量评价

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地球科学 2024年第9期49卷 3347-3362页

作者：邹浩贾琳郑路路李本兴蔡静森湖北省地质局第三地质大队湖北黄冈438000 中国地质大学工程学院湖北武汉430074 岩土钻掘与防护教育部工程研究中心湖北武汉430074

区域内覆盖土层孕育着斜坡浅表层破坏,是区域斜坡破坏的最主要来源,但由于覆盖土层厚度的空间变化,导致堆积层滑坡灾害发育的底界难以合理确定,进而使稳定性评价结果未能指示实际滑坡状况.以黄冈市九资河镇为例,对该区域的覆盖层厚度进... 详细信息

区域内覆盖土层孕育着斜坡浅表层破坏,是区域斜坡破坏的最主要来源,但由于覆盖土层厚度的空间变化,导致堆积层滑坡灾害发育的底界难以合理确定,进而使稳定性评价结果未能指示实际滑坡状况.以黄冈市九资河镇为例,对该区域的覆盖层厚度进行详细调查,并通过基于地貌过程的估计方法确定了研究区覆盖层厚度的空间分布;在此基础上,运用斜坡稳定性定量模型,分析了研究区斜坡在降雨条件下的稳定性,并据此估计了区域堆积层滑坡的分布情况和可能性.结果显示:所提出的方法有效且具有很强的实用性,基于GIST模型估计的区域覆盖层厚度与实际情况较为接近(集中在0.5~3.0 m).覆盖层厚度的合理确定使得区域斜坡降雨入渗稳定性评价结果更加精细且具有实际滑坡指示意义;该区基本稳定和稳定斜坡主要分布于阶地平台或河漫滩等覆盖层厚度大但坡度较小区域,欠稳定及不稳定斜坡主要分布在水库及各支流靠岸位置,这些部位覆盖层厚度虽小但坡度较大、地形外凸且受地下水影响明显;短时间的强降雨对斜坡稳定性影响巨大.该研究有助于推动区域斜坡灾害评价向精细化方向发展.

关键词：地貌过程覆盖层厚度区域斜坡稳定性降雨入渗滑坡工程地质.

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基于元学习的广域范围滑坡易发性小样本预测

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第8期49卷 1367-1376页

作者：陈力丁雨淋朱庆曾浩炜张利国刘飞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 西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756 成都市勘察测绘研究院四川成都610000 四川测绘地理信息局测绘技术服务中心四川成都610081

滑坡灾害是当前制约中国西部山区重大基础设施建设的最重要因素之一。如何可靠开展广域范围滑坡敏感性预测,一直是国内外研究的难点。现有以深度学习为代表的数据驱动广域复杂环境敏感性分析方法仍面临两大挑战:(1)广域范围滑坡孕灾环... 详细信息

滑坡灾害是当前制约中国西部山区重大基础设施建设的最重要因素之一。如何可靠开展广域范围滑坡敏感性预测,一直是国内外研究的难点。现有以深度学习为代表的数据驱动广域复杂环境敏感性分析方法仍面临两大挑战:(1)广域范围滑坡孕灾环境的差异性:单一模型难以可靠预测(解释)不同孕灾环境滑坡易发性;(2)小样本问题:中国西南山区滑坡隐蔽性强,探测成本高昂,样本数据少。针对以上问题,以中国重庆市綦江、涪陵区为例,采用分块预测策略,元学习一种泛化性强的适于滑坡敏感性小样本预测的中间表征,通过局部区域中极少的样本和反向传播梯度迭代次数,将模型快速适应于当前局部区域滑坡敏感性预测任务,从而解决广域范围滑坡孕灾环境差异问题与小样本问题。区别于支持向量机、多层感知机、随机森林等传统方法需要大量样本及梯度迭代训练监督模型,所提方法仅需要小样本微调中间模型,就使滑坡敏感图预测精度提升1%~5%,准确度提升1%~3%,F1分数提升0.5%~6%,召回率接近其他方法最高水平。

关键词：滑坡敏感性数据驱动元学习小样本学习

研究生岩土工程大数据和机器学习课程混合课程建设探索

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高等建筑教育 2024年第5期33卷 64-69页

作者：仉文岗陈志雄丁选明周航肖杨重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心重庆400045

高等教育发展任务包括适应信息化时代教育教学形态的改变,促进信息技术与教育教学的深度融合。重庆大学土木工程学院以岩土工程大数据和机器学习线上线下混合课程建设为契机,开展了以研究生培养质量提升为目标的改革与探索。针对岩土工... 详细信息

高等教育发展任务包括适应信息化时代教育教学形态的改变,促进信息技术与教育教学的深度融合。重庆大学土木工程学院以岩土工程大数据和机器学习线上线下混合课程建设为契机,开展了以研究生培养质量提升为目标的改革与探索。针对岩土工程研究生群体新兴学科素养和信息化水平不足、高水平科研论文产出较难、科研产出单一、国际重要学术会议上学术获奖较少等问题,课程着重开展了培养模式、培养途径、培养方式、培养成果多样化四个方面的创新。课程采用国外知名教授全英文线上授课和线下授课结合的形式,结合科研项目、实践项目等加强研究生的科学创新精神和国际交流合作能力,并引入“过程测验”重点关注研究生的能力提升情况。实践证明,通过混合课程的建设,研究生科研素质与分析能力得到了明显的提升,课程建设获得了多方面的培养成果,有效推动了信息化技术在高等教育中的实施。

关键词：混合课程岩土工程大数据机器学习方法研究生培养

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掺入普通硅酸盐水泥的粉煤灰地聚物混凝土力学性能与微观特征

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第3期46卷 207-215页

作者：杨成熊凌鑫游俊杰吉鑫民胡瑞青西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心成都610031 西南交通大学土木工程学院成都610031 佛山市岩琉智慧城市科技发展有限公司广东佛山528051 中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

既有研究表明,在粉煤灰地聚物混凝土(FGC)中掺入少量普通硅酸盐水泥颗粒,能够增强其在常温养护后的力学性能,但这个结果尚未与早期接受高温养护且不含普通硅酸盐水泥的FGC进行力学特征对比,以验证其可实用程度。为更加贴近实际工程需求... 详细信息

既有研究表明,在粉煤灰地聚物混凝土(FGC)中掺入少量普通硅酸盐水泥颗粒,能够增强其在常温养护后的力学性能,但这个结果尚未与早期接受高温养护且不含普通硅酸盐水泥的FGC进行力学特征对比,以验证其可实用程度。为更加贴近实际工程需求,将不含水泥颗粒且接受热固化的FGC与含有少量水泥颗粒仅接受室温固化的FGC进行了包括泊松比在内的基本力学性能测试和比较。为了从微观机制上解释力学性能的测试结果,进行了包括SEM、EDS、XRD、FTIR、Micro-CT等的分析。结果表明:常温养护下含有少量水泥颗粒的FGC各项力学性能与不含水泥颗粒并接受热固化的FGC相近,临破坏前的试件横向应变与纵向应变之比均接近1.0,均有突出的横向变形能力;掺量8%的水泥颗粒在室温条件下对FGC聚合反应的促进效果接近FGC接受高温养护,在形成更为合理的微观孔隙结构方面,改进后的FGC在常温养护条件下优于高温养护FGC。

关键词：抗压强度微观结构聚合反应水化产物不对称伸缩振动

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冻融循环下罗布泊盐渍土的累积变形特性研究

工程地质学报 2024年第3期32卷 800-810页

作者：廖昕范茂基陈治良白净钞朱磊杨丹西南交通大学地球科学与环境工程学院成都611756 四川省环青藏高原交通廊道地质灾害生态化防治工程技术研究中心成都611756 廊坊市中铁物探勘察有限公司廊坊065000 中国十九冶集团有限公司成都610031

土体的累积变形特征对于地下结构设计与路基长期动力稳定性能保持具有关键作用。在盐渍土地区由于冻融循环作用影响,盐渍土中赋存的易溶盐溶液与结晶盐颗粒,随着温差变化与水分迁移产生的结晶-溶解、积盐-脱盐过程,可引起土体颗粒结构... 详细信息

土体的累积变形特征对于地下结构设计与路基长期动力稳定性能保持具有关键作用。在盐渍土地区由于冻融循环作用影响,盐渍土中赋存的易溶盐溶液与结晶盐颗粒,随着温差变化与水分迁移产生的结晶-溶解、积盐-脱盐过程,可引起土体颗粒结构与物理性质变化,从而影响盐渍土动力学性质。为研究铁路动荷载作用下新疆罗布泊地区盐渍土的累积变形特性,在室内冻融循环试验的基础上开展不同应力水平的动三轴试验,提出盐渍土塑性行为判定准则,得到盐渍土累积塑性应变预测模型及模型参数。结果表明:盐渍土的累积塑性应变随冻融循环的次数增加和动应力幅值的增大而增大,在模拟铁路振动荷载条件下,研究区盐渍土的累积塑性应变行为主要为塑性安定型和塑性蠕变型,其累积塑性应变速率εp与循环振次N之间呈幂函数关系。在此基础上,建立了考虑冻融循环次数和动应力的盐渍土累积塑性应变预测模型。研究成果可为盐渍土路基在冻融循环和循环动荷载下的沉降预测和动力稳定性评估提供参考。

关键词：盐渍土动三轴试验冻融循环累积变形

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基于细部地物组合检测的建设项目场景识别

中国水土保持科学(中英文) 2024年

作者：蒲坚刘仁宇王志刚张彤李建明沈盛彧许文盛刘纪根长江水利委员会长江科学院武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心

建设项目属于复杂语义场景，其自动识别是水土流失动态监测和水土保持监管工作的技术难题。高分辨率遥感影像中的建设项目缺乏统一的语义概念定义，其场景包含多种人工和自然地物，场景内部高度非结构化、图像特征差异显著。笔者提出一... 详细信息

建设项目属于复杂语义场景，其自动识别是水土流失动态监测和水土保持监管工作的技术难题。高分辨率遥感影像中的建设项目缺乏统一的语义概念定义，其场景包含多种人工和自然地物，场景内部高度非结构化、图像特征差异显著。笔者提出一种基于细部地物组合检测的建设项目场景识别方法，首先在制作用于目标检测的建设项目及其细部地物数据集的基础上，选择高信息量细部地物用于目标检测。然后采用Faster RCNN算法分别检测建设项目及高信息量细部地物，并采用预测结果框合并和细部地物组合修正的方法，来共同提高建设项目识别置信度，改进检测结果。实验结果表明，该方法在制作的武汉市建设项目数据集上的精度评价指标均优于其他对比方法，其AP值和F1score分别达到0.773和0.417。该方法对于复杂语义场景下的建设项目能够获得较好的识别结果，可应用于建设项目水土保持全覆盖监管。

关键词：建设项目遥感影像细部地物检测复杂语义场景水土保持

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地质灾害监测物联网设备接入认证方法设计

物联网技术 2024年第6期14卷 61-65页

作者：张精平梁星李林黄震朱豪袁杰祺重庆市地理信息和遥感应用中心重庆401120 重庆大学光电工程学院重庆401120

部署于野外特殊环境的地质灾害监测物联网设备的安全性和数据实时性受到极大威胁,设备安全、高效接入是地质灾害监测的重要保障。文章根据地质灾害监测物联网设备应用场景和技术特征,首次提出了适用于地质灾害监测物联网设备安全接入认... 详细信息

部署于野外特殊环境的地质灾害监测物联网设备的安全性和数据实时性受到极大威胁,设备安全、高效接入是地质灾害监测的重要保障。文章根据地质灾害监测物联网设备应用场景和技术特征,首次提出了适用于地质灾害监测物联网设备安全接入认证方法。首先,研究了物联网设备识别和认证技术,基于标识密码技术和国密SM9算法,设计了地质灾害监测物联网设备身份聚合标识,提出了基于身份聚合标识的轻量化接入认证协议,实现了设备与平台双向认证。其次,基于微服务思想,依据不同接入协议,提出了物联网设备分布式接入认证方式,满足大量设备并行接入认证需求。最后,经工程应用验证,相比传统认证方式,认证时延提升了73.3%,网络拥塞降低93.5%,安全性能提升了97.6%。

关键词：地质灾害监测物联网安全认证标识密码认证协议分布式接入

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藏东昌都红层滑坡的地质成因模式

沉积与特提斯地质 2024年第3期44卷 493-509页

作者：李洪梁黄海张勇田尤陈龙张佳佳李元灵高波杨东旭王灵中国地质调查局军民融合地质调查中心四川成都610036 中国地质科学院探矿工艺研究所四川成都611734 自然资源部地质灾害风险防控工程技术创新中心四川成都611734 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 成都理工大学地球科学学院四川成都610059 重庆市地质矿产勘查开发局208地质队重庆401121

藏东昌都红层紧邻北澜沧江结合带(LCS),是近年来新厘定的红层岩系。为进一步丰富和完善红层及滑坡灾害研究,文章基于翔实的现场调查,从构造地质学角度约束滑坡发育的边界条件,总结归纳了藏东昌都红层滑坡的地质成因模式,并对不同类型滑... 详细信息

藏东昌都红层紧邻北澜沧江结合带(LCS),是近年来新厘定的红层岩系。为进一步丰富和完善红层及滑坡灾害研究,文章基于翔实的现场调查,从构造地质学角度约束滑坡发育的边界条件,总结归纳了藏东昌都红层滑坡的地质成因模式,并对不同类型滑坡典型案例进行了剖析。结果表明:受区域造山作用影响,藏东昌都红层掀斜,发育大量透入性构造面,导致岩体物理力学性能弱化。藏东昌都红层滑坡的地质成因模式主要包括原生层理型、层理断层型、层理节理型、褶皱节理型和断层节理型等5类。构造面是红层滑坡发育的主控因素,建议在明确研究区构造演化过程及构造框架的基础上,精细刻画滑坡区构造面发育特征。研究成果可为揭示滑坡发育的内在机制及监测预警、工程防治等提供理论支撑。

关键词：地质成因模式红层滑坡北澜沧江结合带构造面藏东昌都红层