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泥石流冲击弧形拦挡坝动力响应研究

岩土力学 2020年第12期41卷 3851-3861页

作者：王东坡张小梅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

泥石流冲击过程中,坝基位置处承受了较大冲击力,易引起该位置出现应力集中而导致局部冲击破坏。为此,将竖向拦挡坝结构优化为弧形拦挡坝,并基于动量及能量守恒开展泥石流冲击弧形拦挡坝理论计算研究,推导泥石流对弧形拦挡坝的冲击力及... 详细信息

泥石流冲击过程中,坝基位置处承受了较大冲击力,易引起该位置出现应力集中而导致局部冲击破坏。为此,将竖向拦挡坝结构优化为弧形拦挡坝,并基于动量及能量守恒开展泥石流冲击弧形拦挡坝理论计算研究,推导泥石流对弧形拦挡坝的冲击力及爬升高度计算公式。为验证理论公式的正确性,进一步开展泥石流冲击弧形拦挡坝物理模型试验。研究结果表明:物理模型试验结果与所推导的理论公式计算结果具有较高的拟合度,该理论公式可适用于泥石流对弧形拦挡坝的冲击计算;泥石流流速、冲击力、爬升高度与泥石流沟道纵坡坡度呈正相关关系;冲击力及爬升高度主要受弗洛德数Fr、泥石流沟道纵坡坡度α、拦挡坝弧形半径R控制,并与Fr呈二次方正相关,与泥石流沟道纵坡坡度α的余弦值成反比;与竖向型拦挡坝结构相比,弧形拦挡坝结构在爬升高度上无显著影响,然而可较大程度降低泥石流对坝体的法向冲击力,局部结构增强也使得坝体结构强度得到提升。该研究可为泥石流拦挡坝工程的结构设计提供理论及技术支持。

关键词：泥石流弧形拦挡坝冲击力爬升高度

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端部岩桥直剪破坏试验及断裂条件

岩土力学 2019年第2期40卷 642-652页

作者：秦昌安陈国庆郑海君唐鹏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

以重庆鸡尾山岩质滑坡为代表的前缘"关键块体"型滑坡具有较强的隐蔽性,研究"关键块体"前缘锁固段岩桥的破坏性质对滑坡预警具有重要意义。以鸡尾山滑坡地质条件为基础,在岩样端部预制不同长度边缘裂缝,填入软弱材料,形成软弱夹层节理,... 详细信息

以重庆鸡尾山岩质滑坡为代表的前缘"关键块体"型滑坡具有较强的隐蔽性,研究"关键块体"前缘锁固段岩桥的破坏性质对滑坡预警具有重要意义。以鸡尾山滑坡地质条件为基础,在岩样端部预制不同长度边缘裂缝,填入软弱材料,形成软弱夹层节理,在不同法向压力下进行直剪试验,分析了前缘端部岩桥的裂纹扩展规律、块体剥落特征信息和岩桥断裂条件,提出了临滑阶段剪应力变化率k值。试验结果表明:软弱夹层节理长度对岩桥破坏模式和块体剥落剧烈程度有重要影响,且端部岩桥越长,破坏前临滑阶段剪应力增速k值越小。端部岩桥破坏模式为剪切破坏、拉剪破坏和张拉破坏,且不同破坏模式决定了相同节理岩桥块体剥落的剧烈程度。岩桥块体剥落点与破坏点剪应力比值百分数平均值为79.5%～92.2%,且端部岩桥临滑阶段时间快慢依次为短节理慢、中间节理居中和长节理快。端部岩桥3种破坏模式满足一定断裂条件,且呈现出3个阶段和裂纹稳定扩展。通过本直剪试验研究揭示的端部岩桥破坏特征信息和断裂条件,可对前缘"关键块体"锁固段型岩质边坡失稳破坏评价提供理论依据。

关键词：前缘锁固段直剪试验端部岩桥块体剥落断裂条件

基于MCS-TOPSIS耦合模型的岩体质量分类研究

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岩石力学与工程学报 2017年第5期36卷 1053-1062页

作者：李绍红王少阳吴礼舟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

岩体质量分类是各类岩土工程实践问题的基础,由于岩体指标参数的模糊性和随机性,故岩体质量分类表现出不确定性,而现有分类模型则忽略了这种参数不确定性对分类结果造成的影响。考虑到分类指标参数的不确定性,在岩体质量分类问题中引入... 详细信息

岩体质量分类是各类岩土工程实践问题的基础,由于岩体指标参数的模糊性和随机性,故岩体质量分类表现出不确定性,而现有分类模型则忽略了这种参数不确定性对分类结果造成的影响。考虑到分类指标参数的不确定性,在岩体质量分类问题中引入概率描述的可靠度分析方法,提出一种蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation,简称MCS)和逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to ideal solution,简称TOPSIS)耦合模型。该模型由两部分组成:通过博弈论赋权方法获取分类体系中指标的权重,并结合TOPSIS模型来建立可靠度分析中的极限状态方程;基于MCS方法由TOPSIS模型构建的极限状态方程进行随机的不确定性分析,并通过概率函数给出最终的分类结果。通过25组测试样本对基于博弈论组合赋权的TOPSIS模型进行测试,结果显示该模型的误判率为0,表明MCS-TOPSIS模型中确定性分析的合理性。最后通过Matlab语言编制计算程序,分别由确定性分析和不确定性分析的角度来探讨水布垭地下洞室厂房围岩质量分类。研究结果表明:采用MCS-TOPSIS模型进行岩体质量分类是可行的,该模型具有较高的准确度且易于实现,具有一定的工程应用价值。该研究为岩体质量分类提供了一种新思路。

关键词：岩石力学蒙特卡洛模拟逼近理想解排序法不确定性博弈论岩体质量分类

基于全应力–应变曲线及起裂应力的岩石脆性特征评价方法

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岩石力学与工程学报 2018年第1期37卷 51-59页

作者：陈国庆赵聪魏涛王剑超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

脆性作为岩石重要的力学指标,准确评价岩石脆性特征对岩体工程稳定性具有重要意义。目前,常用的岩石脆性指数评价方法主要基于岩石压缩过程中峰后应力–应变曲线变化规律,而对岩石峰前应力状态关注较少。综合考量峰后应力跌落速率及起... 详细信息

脆性作为岩石重要的力学指标,准确评价岩石脆性特征对岩体工程稳定性具有重要意义。目前,常用的岩石脆性指数评价方法主要基于岩石压缩过程中峰后应力–应变曲线变化规律,而对岩石峰前应力状态关注较少。综合考量峰后应力跌落速率及起裂应力值至峰值应力值之间的应力增长速率,建立一种基于岩体应力–应变全过程的脆性指数计算方法,更加准确、合理地描述岩体脆性特征。试验结果表明:单轴条件下当全程采用轴向位移控制时,脆性较强的岩石难以准确获得其峰后曲线,容易降低基于峰后应力曲的常规脆性评价方法的准确性,而所建立的脆性指标可根据峰前曲线进行判断,能够准确评价岩石脆性程度。在三轴条件下,该脆性指标更为全面地反映了围压对大理岩脆性的抑制作用。建立的脆性指标基于岩石整个压缩过程的应力状态,能够更加显著地体现不同因素对岩石脆性特征的影响。试验结果很好地验证了该指标的准确性与优越性,研究结果对丰富与完善岩体脆性评价体系具有重要的作用。

关键词：岩石力学脆性指数全应力–应变曲线起裂应力

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考虑垂直地震动的地震滑坡永久位移特征研究

岩石力学与工程学报 2021年第S1期40卷 2738-2749页

作者：何宇航裴向军崔圣华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

大光包滑坡(12×108 m3)是2008年汶川Ms8.0级地震触发的最大滑坡。地震记录表明,滑坡区不仅遭受了强烈水平地震动,而且受到与之几乎相等的垂直地震动。采用考虑垂直地震力的改进Newmark模型,开展滑面抗剪强度参数影响下滑坡地震永久位... 详细信息

大光包滑坡(12×108 m3)是2008年汶川Ms8.0级地震触发的最大滑坡。地震记录表明,滑坡区不仅遭受了强烈水平地震动,而且受到与之几乎相等的垂直地震动。采用考虑垂直地震力的改进Newmark模型,开展滑面抗剪强度参数影响下滑坡地震永久位移响应研究。结果表明,垂直地震动显著增大了滑坡地震累积永久位移(最大增幅达903%),同时垂直地震动对永久位移(累积总量和累积速率)贡献受到滑面内摩擦角的显著影响(影响幅度达87.8%~90.7%),而受黏聚力影响较小(影响幅度仅为5%~27.4%);地震过程滑坡永久位移最大累积速率发生时刻和时长决定于地震能量集中释放时段,大光包滑坡区120 s地震持时内,50%能量在30~50 s内集中释放,由此推测大光包滑坡失稳可能在地震初期。研究所采用的改进Newmark法可用于评价垂直地震动对地震滑坡启动的贡献。

关键词：边坡工程大光包滑坡垂直地震加速度 Newmark 滑坡启动地震滑坡

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基于因子分析法的边坡稳定性评价指标权重

西南交通大学学报 2015年第2期50卷 325-330页

作者：赵建军贺宇航黄润秋巨能攀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

为快速评价边坡的稳定性,以汤屯(汤口—屯溪)高速公路44个典型边坡为研究对象,采用因子分析法,对边坡稳定性的7个评价指标——坡度、坡高、岩性、边坡结构、结构面胶结、控制性结构面、岩体完整性进行了分析,根据它们对边坡稳定性的影... 详细信息

为快速评价边坡的稳定性,以汤屯(汤口—屯溪)高速公路44个典型边坡为研究对象,采用因子分析法,对边坡稳定性的7个评价指标——坡度、坡高、岩性、边坡结构、结构面胶结、控制性结构面、岩体完整性进行了分析,根据它们对边坡稳定性的影响进行排序,并将评价指标得分进行归一化处理后作为评价指标的权重值.研究结果表明:主因子重要性排序依次为边坡形态、边坡结构和结构面特征;评价指标重要性排序依次为岩体完整性、岩性、边坡结构、控制性结构面、结构面胶结、坡度和坡高.

关键词：边坡稳定性评价因子分析法权重评价指标

点云与数字图像数据融合的斜坡变形裂缝自动检测

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武汉大学学报（信息科学版） 2023年第8期48卷 1296-1311页

作者：邓博许强董秀军巨袁臻胡武婷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

地表裂缝作为斜坡变形的前兆特征之一,能够对地质灾害早期识别、运动失稳特征确定提供预报信息。受地形条件影响,人工排查效率低,使用单一遥感数据识别也难以解决复杂背景下裂缝的尺寸效应及噪点滤波问题。为了高效采集变形斜坡地表裂... 详细信息

地表裂缝作为斜坡变形的前兆特征之一,能够对地质灾害早期识别、运动失稳特征确定提供预报信息。受地形条件影响,人工排查效率低,使用单一遥感数据识别也难以解决复杂背景下裂缝的尺寸效应及噪点滤波问题。为了高效采集变形斜坡地表裂缝分布位置及几何信息,采用以无人机仿地飞行获取的点云及数字正射影像图作为数据源。首先,利用分别以点云粗糙度、坡度、离散度、数字图像像素梯度、灰度值和RGB(red green blue)值作为特征的6种算法模型实现斜坡裂缝的初步识别,进行不同模型的受试者工作特征曲线检验并确定分割阈值;其次,通过形态修复、基于密度聚类算法索引的裂缝方向、长度、频数3种滤波算法对初始提取结果进行背景噪点处理,在最小程度造成裂缝失真情况下能够最高去除82.7%的噪点;然后,采用二分类模型评价指标分析6种滤波后裂缝提取结果的优劣性,并针对裂缝尺寸效应获得数据融合后的最优检测模型(F1=0.8350);最后,基于裂缝骨架及轮廓自动计算了数量、长度、宽度、方向、离散度、裂纹密度6个定量化特征指标。结果表明,采用多维数据融合能够解决地表裂缝识别的空间尺度效应,以裂缝单元索引的滤波处理方式能够适用于大范围复杂地表场景下的噪点去除。

关键词：无人机地质灾害斜坡变形裂缝自动提取信息统计

维普期刊数据库评论

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岷江叠溪古堰塞湖沉积物中孢粉特征

地球科学（中国地质大学学报） 2013年第5期38卷 975-982页

作者：王小群王兰生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

对岷江上游叠溪古堰塞湖200余米厚的堰塞湖相沉积物进行了大量采样测试分析.主要对湖相沉积物中的孢粉和沉积年代进行了测试.通过测试获得了古堰塞湖沉积物的沉积时间和气候环境特征.古堰塞湖沉积物底部形成时间约3.0万年,靠近顶部形成... 详细信息

对岷江上游叠溪古堰塞湖200余米厚的堰塞湖相沉积物进行了大量采样测试分析.主要对湖相沉积物中的孢粉和沉积年代进行了测试.通过测试获得了古堰塞湖沉积物的沉积时间和气候环境特征.古堰塞湖沉积物底部形成时间约3.0万年,靠近顶部形成时间约为1.5万年前.孢粉测试结果显示,古堰塞湖沉积物沉积剖面可划分为9个气候环境段：（1）温凉半湿润的针阔叶混交森林草原气候环境;（2）寒冷干旱的针叶森林草原气候环境;（3）温凉半干旱的针、阔叶混交疏林草原气候环境;（4）温暖湿润的针、阔叶混交森林草原气候环境;（5）凉半干的针、阔叶混交疏林草原气候环境;（6）温湿的针叶疏林草原气候环境;（7）温凉半干旱的针阔叶混交疏林草原气候环境;（8）凉半湿润的森林草原气候环境;（9）冷干的疏林草原气候环境.研究成果揭示了青藏高原东部边缘至四川盆地过渡带3.0~1.5万年间的古气候古环境演化特征,为区域环境研究提供了宝贵的资料.

关键词：岷江叠溪古堰塞湖沉积物孢粉气候变化古气候环境

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联合信息融合和解析方法的微震源定位研究

煤炭学报 2018年第4期43卷 1065-1071页

作者：李绍红朱建东白兰英王少阳李部吴礼舟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

针对现有微震源定位算法大多基于均匀速度假设以及采用迭代解法导致计算量大且稳健性不佳的不足,通过对走时方程的变换和求解,推导了考虑速度各向异性的微震源解析解,提出了一种新的微震源定位方法。新方法由6个有效检波器数据实现定位... 详细信息

针对现有微震源定位算法大多基于均匀速度假设以及采用迭代解法导致计算量大且稳健性不佳的不足,通过对走时方程的变换和求解,推导了考虑速度各向异性的微震源解析解,提出了一种新的微震源定位方法。新方法由6个有效检波器数据实现定位。考虑到波速特征的复杂性,将随机模拟方法应用于产生大量震源备选解,并从信息融合角度对最终震源解进行探讨,将粗大误差判别准则和聚类分析方法用于获取最终的震源解。通过算例验证表明:提出的解析方法正确合理,且采用的信息融合方法科学合理,并建议在实际应用中采用粗大误差判别准则确定最终微震源。

关键词：微震源定位解析方法信息融合粗大误差判别准则聚类分析