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2002, 10(S1): 655-660.
摘要
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多种复合地基可以利用不同的桩体材料、不同的施工方法,充分利用地表土的承载力,以达到既消除地基液化,又能满足地基承载力要求。通过对多种复合地基原理的阐述及二灰桩和CFG桩加固软土地基的特点和工程实践数据分析,特别是经过对工程效果检验,说明二灰桩+CFG桩多种复合地基处理办法能满足设计要求,并节省工程材料,降低工程成本,较好的经济效益和社会效益。
多种复合地基可以利用不同的桩体材料、不同的施工方法,充分利用地表土的承载力,以达到既消除地基液化,又能满足地基承载力要求。通过对多种复合地基原理的阐述及二灰桩和CFG桩加固软土地基的特点和工程实践数据分析,特别是经过对工程效果检验,说明二灰桩+CFG桩多种复合地基处理办法能满足设计要求,并节省工程材料,降低工程成本,较好的经济效益和社会效益。
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2002, 10(S1): 210-216.
地裂差异沉降可视为有限体系,笔者以西安市为例,根据西安市小寨一铁炉庙地裂差异沉降动态特征,以监测资料为背景予以2D-σ二维有限元分析,进行沉降旋回期或寿命预测,为西安市修建地铁及运营提供参考资料.
地裂差异沉降可视为有限体系,笔者以西安市为例,根据西安市小寨一铁炉庙地裂差异沉降动态特征,以监测资料为背景予以2D-σ二维有限元分析,进行沉降旋回期或寿命预测,为西安市修建地铁及运营提供参考资料.
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2011, 19(3): 359-363.
以作用形式较为简单的双排悬臂抗滑桩(未带连梁)为模型并基于结构力学位移法得出的双排桩滑坡推力传递分配计算公式为基础,结合推力较大的红石包滑坡作为工程实例,分别分析了双排桩静排距,前后排桩的截面尺寸和桩间土弹性模量对推力传递分配的影响,得出了以下结论:(1)当增大后排桩的刚度或减小前排桩的刚度时,桩土相互挤压作用越小, A2/A1随之减小,反之A2/A1增大。(2)增大排距b时,A1减小,A2在b=3~10m时逐渐减小,但是变化幅度不大; 在b=10~21m时,不断增大。(3)当增大桩间土弹性模量时,A2增大。(4)随着前排桩截面高度的增大,A1、A2逐渐增大; 随着后排桩截面高度的增大,A1、A2逐渐减小。
以作用形式较为简单的双排悬臂抗滑桩(未带连梁)为模型并基于结构力学位移法得出的双排桩滑坡推力传递分配计算公式为基础,结合推力较大的红石包滑坡作为工程实例,分别分析了双排桩静排距,前后排桩的截面尺寸和桩间土弹性模量对推力传递分配的影响,得出了以下结论:(1)当增大后排桩的刚度或减小前排桩的刚度时,桩土相互挤压作用越小, A2/A1随之减小,反之A2/A1增大。(2)增大排距b时,A1减小,A2在b=3~10m时逐渐减小,但是变化幅度不大; 在b=10~21m时,不断增大。(3)当增大桩间土弹性模量时,A2增大。(4)随着前排桩截面高度的增大,A1、A2逐渐增大; 随着后排桩截面高度的增大,A1、A2逐渐减小。
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2011, 19(2): 284-288.
滑坡监测的目的是获取滑坡变形特征和演变过程。对于一些重要场地,判断其是否存在潜在滑坡时,深部位移监测是最直接和最有成效一种手段。通过在某厂房后坡两个监测断面设置5个深部位移监测孔,根据监测结果对滑坡体的范围、整体活动性、滑动方向、滑动面进行以及滑坡类型进行探讨和分析。监测结果表明:厂房后坡具有牵引式滑动特征,活动性明显; 坡体位移速度较大,雨季有加速变形的特征; 坡体前缘滑面已局部贯通,中、后部滑带也处于蠕动变形状态。
滑坡监测的目的是获取滑坡变形特征和演变过程。对于一些重要场地,判断其是否存在潜在滑坡时,深部位移监测是最直接和最有成效一种手段。通过在某厂房后坡两个监测断面设置5个深部位移监测孔,根据监测结果对滑坡体的范围、整体活动性、滑动方向、滑动面进行以及滑坡类型进行探讨和分析。监测结果表明:厂房后坡具有牵引式滑动特征,活动性明显; 坡体位移速度较大,雨季有加速变形的特征; 坡体前缘滑面已局部贯通,中、后部滑带也处于蠕动变形状态。
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2008, 16(4): 450-458.
昔格达地层性质特殊,强度低,遇水极易崩解,在地质构造与水力作用下,极易发生滑塌。在调查研究的基础上,介绍了文武坡喇嘛溪沟重力侵蚀作用下昔格达地层滑坡的地层岩性、地质构造等工程地质条件及地表水、地下水等水文地质条件,重点分析了滑坡形成原因及影响因素,认为滑坡发生的易发斜坡坡度、坡角与高度,并按坡度对斜坡按危险性分成了3级,得出了滑坡易发坡度,为滑坡稳定性评价提供了依据,最后提出了适合于地质条件的填方反压结合排水沟的整治措施。
昔格达地层性质特殊,强度低,遇水极易崩解,在地质构造与水力作用下,极易发生滑塌。在调查研究的基础上,介绍了文武坡喇嘛溪沟重力侵蚀作用下昔格达地层滑坡的地层岩性、地质构造等工程地质条件及地表水、地下水等水文地质条件,重点分析了滑坡形成原因及影响因素,认为滑坡发生的易发斜坡坡度、坡角与高度,并按坡度对斜坡按危险性分成了3级,得出了滑坡易发坡度,为滑坡稳定性评价提供了依据,最后提出了适合于地质条件的填方反压结合排水沟的整治措施。
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2011, 19(1): 43-51.
滑坡风险管理在国外已成为缓减地质灾害损失的重要手段,我国(香港地区除外)在滑坡风险管理方面起步较晚,尚处于探索阶段,目前正在开展的地质灾害详细调查项目尚没有很好地采用国际上流行的风险管理的理念和技术方法。本文以国土资源大调查部署实施的延安市宝塔区地质灾害详细调查示范项目为例,借鉴国际滑坡和工程边坡联合技术委员会制订的《土地利用规划滑坡易发性、危险性、风险区划指南》[1] 及相关最新文献[2~7],剖析了《滑坡崩塌泥石流灾害详细调查规范》和地质灾害详细调查项目实施中存在的问题及其与风险管理之间的差距。认为我国目前开展的地质灾害详细调查总体上属于中比例尺,还没有达到详细比例尺; 调查精度包括了高精度、中精度和低精度3种精度层次。提出了基于GIS、DEM、RS、地面调查等技术方法的黄土滑坡调查与编图的工作思路和技术路线。从1 :5万滑坡调查与风险编图、1 :1万滑坡调查与风险编图、村镇及重要基础设施滑坡调查与风险评估、典型滑坡点风险调查与评估4个方面,总结了基于风险管理理念的延安市宝塔区黄土滑坡调查与风险编图实例,旨在为《滑坡崩塌泥石流灾害详细调查规范》的修编和地质灾害详细调查项目更好地实施提供借鉴。
滑坡风险管理在国外已成为缓减地质灾害损失的重要手段,我国(香港地区除外)在滑坡风险管理方面起步较晚,尚处于探索阶段,目前正在开展的地质灾害详细调查项目尚没有很好地采用国际上流行的风险管理的理念和技术方法。本文以国土资源大调查部署实施的延安市宝塔区地质灾害详细调查示范项目为例,借鉴国际滑坡和工程边坡联合技术委员会制订的《土地利用规划滑坡易发性、危险性、风险区划指南》[1] 及相关最新文献[2~7],剖析了《滑坡崩塌泥石流灾害详细调查规范》和地质灾害详细调查项目实施中存在的问题及其与风险管理之间的差距。认为我国目前开展的地质灾害详细调查总体上属于中比例尺,还没有达到详细比例尺; 调查精度包括了高精度、中精度和低精度3种精度层次。提出了基于GIS、DEM、RS、地面调查等技术方法的黄土滑坡调查与编图的工作思路和技术路线。从1 :5万滑坡调查与风险编图、1 :1万滑坡调查与风险编图、村镇及重要基础设施滑坡调查与风险评估、典型滑坡点风险调查与评估4个方面,总结了基于风险管理理念的延安市宝塔区黄土滑坡调查与风险编图实例,旨在为《滑坡崩塌泥石流灾害详细调查规范》的修编和地质灾害详细调查项目更好地实施提供借鉴。
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2020, 28(2): 255-281.
土石混合体是一种土-石混杂、分布广泛、性质特殊的地质体，也是众多山区滑坡的重要载体。复杂的土-石结构组成是此类介质物理力学特性复杂、难以把控的关键。本文通过多尺度宏-微观室内和现场物理力学试验与模拟，对土石混合体的强度特性、变形特性和渗透特性及其结构控制机理展开了深入研究，系统阐明了含石量、块石形状、基质组分、土-石级配等关键结构因子的制约规律，进一步揭示了土石混合体强度和变形特征随机性的土石结构控制规律，提出了不同结构状态下强度参数的正确获取方法；研究了不同含石量土石混合体的非线性渗透特性，获得了非线性渗流计算模型及其抗渗变形优化设计方法，为全面建立基于真实土石结构和非线性本构关系的新一代土石混合体滑坡预测预警体系提供一定的理论支撑。
土石混合体是一种土-石混杂、分布广泛、性质特殊的地质体，也是众多山区滑坡的重要载体。复杂的土-石结构组成是此类介质物理力学特性复杂、难以把控的关键。本文通过多尺度宏-微观室内和现场物理力学试验与模拟，对土石混合体的强度特性、变形特性和渗透特性及其结构控制机理展开了深入研究，系统阐明了含石量、块石形状、基质组分、土-石级配等关键结构因子的制约规律，进一步揭示了土石混合体强度和变形特征随机性的土石结构控制规律，提出了不同结构状态下强度参数的正确获取方法；研究了不同含石量土石混合体的非线性渗透特性，获得了非线性渗流计算模型及其抗渗变形优化设计方法，为全面建立基于真实土石结构和非线性本构关系的新一代土石混合体滑坡预测预警体系提供一定的理论支撑。
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2012, 20(6): 909-915.
基于地质灾害涌浪计算公式和局部水头损失理论,建立了地质灾害涌浪公式计算体系。该算法充分考虑了不同滑坡崩塌造成的涌浪效应、不同区域涌浪衰减的差异性和自然河道的沿程水头损失与局部水头损失问题; 大量采用地形参数进行计算,客观性强。以龚家方崩滑体产生涌浪为例进行了计算,其计算结果与实际调查值相关性非常高。结果显示:龚家方崩滑体产生最大涌浪高度为33.45m,急剧衰减区内平均100m下降4m、平缓衰减区内平均100m下降0.11m和在峡谷区向宽谷区传播时有扩大衰减效应的规律。
基于地质灾害涌浪计算公式和局部水头损失理论,建立了地质灾害涌浪公式计算体系。该算法充分考虑了不同滑坡崩塌造成的涌浪效应、不同区域涌浪衰减的差异性和自然河道的沿程水头损失与局部水头损失问题; 大量采用地形参数进行计算,客观性强。以龚家方崩滑体产生涌浪为例进行了计算,其计算结果与实际调查值相关性非常高。结果显示:龚家方崩滑体产生最大涌浪高度为33.45m,急剧衰减区内平均100m下降4m、平缓衰减区内平均100m下降0.11m和在峡谷区向宽谷区传播时有扩大衰减效应的规律。
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2008, 16(S1): 677-680.
通过室内试验,分析了上海地区重塑土抗剪强度参数与土体塑性指数的关系,及各土层抗剪强度与土层深度的关系。研究结果表明,重塑土的抗剪强度与土的塑性指数间线性相关性不大,且随着土层深度增加,内摩擦角逐渐减小。
通过室内试验,分析了上海地区重塑土抗剪强度参数与土体塑性指数的关系,及各土层抗剪强度与土层深度的关系。研究结果表明,重塑土的抗剪强度与土的塑性指数间线性相关性不大,且随着土层深度增加,内摩擦角逐渐减小。
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就大雁塔倾斜的原因提出了作者自己的看法,认为(1)设计不当:采用了过大的基底压力和过分简单的地基处理方案、过大的基础宽高比以及地基处理厚度的不同;(2)施工质量:基础砌体和地基处理质量上的差异是其一建成就发生倾斜的主要原因,而水的影响造成了后期倾斜的发展。
就大雁塔倾斜的原因提出了作者自己的看法,认为(1)设计不当:采用了过大的基底压力和过分简单的地基处理方案、过大的基础宽高比以及地基处理厚度的不同;(2)施工质量:基础砌体和地基处理质量上的差异是其一建成就发生倾斜的主要原因,而水的影响造成了后期倾斜的发展。
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2017, 25(2): 257-276.
在近十年，工程地质学科紧密结合国家战略需求和工程建设的科学技术难题，为国家超级工程建设提供了技术支撑，而且通过理论创新和技术研究，极大减少了因地质灾害而死亡的人数，取得了一大批代表性的理论成果，可以用三句话总结十年来工程地质学科的发展：“奠基超级工程、保障民生福祉、推动学科发展”。但是应当注意到，我国工程地质学的发展还远远不能适应国民经济发展和人民安居乐业的要求，打破学科壁垒，吸收相邻学科特别是现代地球系统科学以及技术科学的最新成果，加强工程地质人才建设，推动学科发展仍然任重而道远。
在近十年，工程地质学科紧密结合国家战略需求和工程建设的科学技术难题，为国家超级工程建设提供了技术支撑，而且通过理论创新和技术研究，极大减少了因地质灾害而死亡的人数，取得了一大批代表性的理论成果，可以用三句话总结十年来工程地质学科的发展：“奠基超级工程、保障民生福祉、推动学科发展”。但是应当注意到，我国工程地质学的发展还远远不能适应国民经济发展和人民安居乐业的要求，打破学科壁垒，吸收相邻学科特别是现代地球系统科学以及技术科学的最新成果，加强工程地质人才建设，推动学科发展仍然任重而道远。
12
2012, 20(6): 903-908.
对于高速运动的涉水滑坡,水阻力是影响其运动速度大小的重要因素。论文设计了包括运动装置、传感装置、速度控制装置和传动装置的块体水下运动阻力的实验系统,分别进行了6块面积不同的块体分别以5种不同速度在水下运动实验,水下运动速度选取5个水平值,分别为0.5ms-1、0.8ms-1、1.0ms-1、1.5ms-1、1.8ms-1; 通过实验分析了压强水头增量与运动速度之间的相关关系,导出了水下运动块体迎水面的压强水头计算模型和迎水面阻力计算模型; 以曲线滑动型涉水滑坡为模型,分析了涉水滑坡水上部分和涉水部分受力模式; 基于滑坡动力学和运动学方程,结合条分方法,提出了曲线滑动型涉水滑坡运动速度的计算模型; 以2007年6月15日发生的清江北岸的大堰塘滑坡为例,分考虑迎水面水阻力和不考虑迎水面水阻力2种情况,分别计算了滑坡的运动速度,定量分析了水阻力对滑坡速度的影响。
对于高速运动的涉水滑坡,水阻力是影响其运动速度大小的重要因素。论文设计了包括运动装置、传感装置、速度控制装置和传动装置的块体水下运动阻力的实验系统,分别进行了6块面积不同的块体分别以5种不同速度在水下运动实验,水下运动速度选取5个水平值,分别为0.5ms-1、0.8ms-1、1.0ms-1、1.5ms-1、1.8ms-1; 通过实验分析了压强水头增量与运动速度之间的相关关系,导出了水下运动块体迎水面的压强水头计算模型和迎水面阻力计算模型; 以曲线滑动型涉水滑坡为模型,分析了涉水滑坡水上部分和涉水部分受力模式; 基于滑坡动力学和运动学方程,结合条分方法,提出了曲线滑动型涉水滑坡运动速度的计算模型; 以2007年6月15日发生的清江北岸的大堰塘滑坡为例,分考虑迎水面水阻力和不考虑迎水面水阻力2种情况,分别计算了滑坡的运动速度,定量分析了水阻力对滑坡速度的影响。
13
2008, 16(5): 694-698.
滑坡推力是抗滑桩设计推力的重要依据,工程中通常使用剩余推力法来计算滑坡推力。为了比较准确合理地计算出抗滑桩的设计推力,提出了在剩余推力法基础上的一种新的抗滑桩设计推力取值方法。分析极限平衡状态下和工程安全要求下各条块的剩余下滑力,选择合理的桩位,使得抗滑桩位于滑坡体的抗滑段;然后调整桩后滑体的剩余下滑力,其调整量一方面保证桩前桩后滑体满足工程安全要求,另一方面则作为抗滑桩设计推力的修正依据,其过程由程序实现。通过实例证明了该方法的合理性。同时对今后抗滑桩设计推力的合理取值提供了参考作用。
滑坡推力是抗滑桩设计推力的重要依据,工程中通常使用剩余推力法来计算滑坡推力。为了比较准确合理地计算出抗滑桩的设计推力,提出了在剩余推力法基础上的一种新的抗滑桩设计推力取值方法。分析极限平衡状态下和工程安全要求下各条块的剩余下滑力,选择合理的桩位,使得抗滑桩位于滑坡体的抗滑段;然后调整桩后滑体的剩余下滑力,其调整量一方面保证桩前桩后滑体满足工程安全要求,另一方面则作为抗滑桩设计推力的修正依据,其过程由程序实现。通过实例证明了该方法的合理性。同时对今后抗滑桩设计推力的合理取值提供了参考作用。
14
2010, 18(S1): 220-228.
隧道工程的地质条件复杂多变,为了保证隧道施工安全和高效,超前地质预报探测就显得十分重要和必要。TSP是瑞士Amberg测量技术公司专门为隧道施工地质超前预报而设计的一套超前地质预报系统。与其他预报方法相比,该探测技术系统从数据采集、处理和成果解释等方面都具有一定的优势。本文从TSP原理、功能特点、技术发展、存在问题等方面对TSP作了系统阐述。并对TSP探测技术作了简要的总结,从而推广TSP在隧道施工中的应用。
隧道工程的地质条件复杂多变,为了保证隧道施工安全和高效,超前地质预报探测就显得十分重要和必要。TSP是瑞士Amberg测量技术公司专门为隧道施工地质超前预报而设计的一套超前地质预报系统。与其他预报方法相比,该探测技术系统从数据采集、处理和成果解释等方面都具有一定的优势。本文从TSP原理、功能特点、技术发展、存在问题等方面对TSP作了系统阐述。并对TSP探测技术作了简要的总结,从而推广TSP在隧道施工中的应用。
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2013, 21(1): 25-44.
最新研究成果表明, 2008年5月12日汶川MS 8.0级地震触发了超过197000处滑坡。首先,基于GIS与遥感技术构建了汶川地震滑坡的3类编目图,分别为单体滑坡面分布数据、滑坡中心点位置和滑坡后壁点位置。构建方法为基于地震前后高分辨率遥感影像的目视解译方法,区分单体滑坡并圈定其边界,对滑坡后壁进行识别与定点,并开展了部分滑坡的野外验证工作。这些滑坡分布在一个面积大约为110000km2的区域内,滑坡总面积约为1160km2。选择一个面积约为44031km2的区域作为研究区,区内滑坡数量为196007个,滑坡面积为1150.622km2,这是最详细完整的汶川地震滑坡编录成果,也是单次地震事件触发滑坡最多的记录。其次,开展研究区内的地震滑坡空间分布规律的研究。基于滑坡面与滑坡中心点分别构建滑坡空间分布面积密度图与点密度图,结果表明:滑坡多沿着映秀北川断裂分布,多发生在断裂的上盘。滑坡的高密度区位于映秀北川同震地表破裂的南西段(映秀镇与北川县之间)的上盘区域,这一区域恰对应着逆冲分量为主的断裂上盘,表明逆冲断裂对上盘区域发生滑坡的极强烈的控制作用,而该区域正是形变最大的区域,因此说明是地震滑坡发生的强烈控制作用。基于滑坡面密度(LAP)、滑坡中心点密度(LCND)与滑坡后壁点密度(LTND)这3个衡量指标,使用统计分析方法,评价了汶川地震滑坡与地震参数、地质参数、地形参数的关系。结果表明:LAP、LCND与LTND这3个衡量指标与坡度、地震烈度与PGA存在明显的正相关关系; 与距离震中、距离映秀北川同震地表破裂存在负相关关系; 斜坡曲率越接近0,滑坡越不易发生; LAP、LCND与LTND的高值高程区间为1200～3000m; 滑坡发生的优势坡向为E、SE、S方向; 滑坡发育的易发岩性为砂岩与粉砂岩(Z)、花岗岩; 滑坡与坡位的相关关系不太明显。统计结果还表明LCND与LTND两个衡量指标的差异对地震与地质因子不敏感,而对地形因子较敏感。最后将本文的统计结果与以往的汶川地震滑坡空间分布规律统计成果进行了一些对比,对比结果表明,对于某些因子,如高程、岩性、距离震中、距离映秀北川断裂的统计分析结果,采用不完整的滑坡分布数据或点数据,与采用较完整的滑坡分布面数据会有一定的差异,这种差异并未出现在针对坡度与坡向等因子的统计对比结果中。总之,作者认为一个完备、详细的地震滑坡分布面要素编目图是地震滑坡空间分布规律定量分析、危险性定量分析与滑坡控制的地震区地貌演化研究的重要基础,否则,与实际情况相比,得到统计结果会有一定的偏差,本文的研究成果与以往成果的对比结果证明了这一点。
最新研究成果表明, 2008年5月12日汶川MS 8.0级地震触发了超过197000处滑坡。首先,基于GIS与遥感技术构建了汶川地震滑坡的3类编目图,分别为单体滑坡面分布数据、滑坡中心点位置和滑坡后壁点位置。构建方法为基于地震前后高分辨率遥感影像的目视解译方法,区分单体滑坡并圈定其边界,对滑坡后壁进行识别与定点,并开展了部分滑坡的野外验证工作。这些滑坡分布在一个面积大约为110000km2的区域内,滑坡总面积约为1160km2。选择一个面积约为44031km2的区域作为研究区,区内滑坡数量为196007个,滑坡面积为1150.622km2,这是最详细完整的汶川地震滑坡编录成果,也是单次地震事件触发滑坡最多的记录。其次,开展研究区内的地震滑坡空间分布规律的研究。基于滑坡面与滑坡中心点分别构建滑坡空间分布面积密度图与点密度图,结果表明:滑坡多沿着映秀北川断裂分布,多发生在断裂的上盘。滑坡的高密度区位于映秀北川同震地表破裂的南西段(映秀镇与北川县之间)的上盘区域,这一区域恰对应着逆冲分量为主的断裂上盘,表明逆冲断裂对上盘区域发生滑坡的极强烈的控制作用,而该区域正是形变最大的区域,因此说明是地震滑坡发生的强烈控制作用。基于滑坡面密度(LAP)、滑坡中心点密度(LCND)与滑坡后壁点密度(LTND)这3个衡量指标,使用统计分析方法,评价了汶川地震滑坡与地震参数、地质参数、地形参数的关系。结果表明:LAP、LCND与LTND这3个衡量指标与坡度、地震烈度与PGA存在明显的正相关关系; 与距离震中、距离映秀北川同震地表破裂存在负相关关系; 斜坡曲率越接近0,滑坡越不易发生; LAP、LCND与LTND的高值高程区间为1200～3000m; 滑坡发生的优势坡向为E、SE、S方向; 滑坡发育的易发岩性为砂岩与粉砂岩(Z)、花岗岩; 滑坡与坡位的相关关系不太明显。统计结果还表明LCND与LTND两个衡量指标的差异对地震与地质因子不敏感,而对地形因子较敏感。最后将本文的统计结果与以往的汶川地震滑坡空间分布规律统计成果进行了一些对比,对比结果表明,对于某些因子,如高程、岩性、距离震中、距离映秀北川断裂的统计分析结果,采用不完整的滑坡分布数据或点数据,与采用较完整的滑坡分布面数据会有一定的差异,这种差异并未出现在针对坡度与坡向等因子的统计对比结果中。总之,作者认为一个完备、详细的地震滑坡分布面要素编目图是地震滑坡空间分布规律定量分析、危险性定量分析与滑坡控制的地震区地貌演化研究的重要基础,否则,与实际情况相比,得到统计结果会有一定的偏差,本文的研究成果与以往成果的对比结果证明了这一点。
16
2019, 27(1): 123-133.
桩板拦石墙是针对2008年"5·12"汶川震区高陡斜坡带高位落石灾害难以实施主动加固，而在拟设拦挡部位所采用的一种被动防护措施，适用地形坡度介于25°~35°。为研究此类桩板结构在落石冲击荷载下的动力响应，采用有限元与无限元耦合进行数值模拟，结合经典弹塑性理论，系统分析了桩板拦石墙在不同冲击工况下弹塑性加载与卸荷回弹过程中冲击力、贯入深度、结构耗能效果等特征参量，明确了结构的抗冲击特性。结果表明，本文采用的"无限元"边界可以有效地减小应力波在人工截断边界处反射造成的误差。在冲击速度为10 m·s-1、15 m·s-1、20 m·s-1、25 m·s-1的情况下，本文计算冲击力的大小分别为1.9 MN、2.5 MN、3.1 MN、3.7 MN，结果与Kawahara模型一致，但较Labiouse模型和Hertz弹性解大。根据混凝土损伤理论，提出了损伤等级分类，有效地量化结构破损程度。当速度大于20 m·s-1时，桩、板混凝土拉压损伤严重，结构存在丧失承载力的风险。本文的计算方法与结果可为相关结构设计提供实际指导。
桩板拦石墙是针对2008年"5·12"汶川震区高陡斜坡带高位落石灾害难以实施主动加固，而在拟设拦挡部位所采用的一种被动防护措施，适用地形坡度介于25°~35°。为研究此类桩板结构在落石冲击荷载下的动力响应，采用有限元与无限元耦合进行数值模拟，结合经典弹塑性理论，系统分析了桩板拦石墙在不同冲击工况下弹塑性加载与卸荷回弹过程中冲击力、贯入深度、结构耗能效果等特征参量，明确了结构的抗冲击特性。结果表明，本文采用的"无限元"边界可以有效地减小应力波在人工截断边界处反射造成的误差。在冲击速度为10 m·s-1、15 m·s-1、20 m·s-1、25 m·s-1的情况下，本文计算冲击力的大小分别为1.9 MN、2.5 MN、3.1 MN、3.7 MN，结果与Kawahara模型一致，但较Labiouse模型和Hertz弹性解大。根据混凝土损伤理论，提出了损伤等级分类，有效地量化结构破损程度。当速度大于20 m·s-1时，桩、板混凝土拉压损伤严重，结构存在丧失承载力的风险。本文的计算方法与结果可为相关结构设计提供实际指导。
17
2009, 17(4): 538-544.
在对最优加权组合理论和高斯－牛顿法优化非线性模型参数的方法研究的基础上，依托于洒勒山滑坡的实际变形监测资料，建立了该滑坡变形预测的3个非线性预测模型：指数模型、Verhulst模型和灰色GM（1，1）模型；利用最优加权组合理论建立了洒勒山滑坡的最优加权组合预测模型，并运用高斯－牛顿法对各单一模型和组合模型的参数进行了优化。通过对比分析得出：组合模型的预测精度高于任何单一模型的预测精度；参数优化后各单一模型的预测精度都有不同程度的提高；参数优化后的组合模型预测精度是最高的。因此，综合运用最优组合理论和高斯－牛顿法处理滑坡预测预报模型，是提高滑坡预测预报精度的行之有效的方法。
在对最优加权组合理论和高斯－牛顿法优化非线性模型参数的方法研究的基础上，依托于洒勒山滑坡的实际变形监测资料，建立了该滑坡变形预测的3个非线性预测模型：指数模型、Verhulst模型和灰色GM（1，1）模型；利用最优加权组合理论建立了洒勒山滑坡的最优加权组合预测模型，并运用高斯－牛顿法对各单一模型和组合模型的参数进行了优化。通过对比分析得出：组合模型的预测精度高于任何单一模型的预测精度；参数优化后各单一模型的预测精度都有不同程度的提高；参数优化后的组合模型预测精度是最高的。因此，综合运用最优组合理论和高斯－牛顿法处理滑坡预测预报模型，是提高滑坡预测预报精度的行之有效的方法。
18
2003, 11(2): 220-222.
工程地质学的研究目的, 是使工程建设和运营最大限度地适应并保护环境 (天人整体论 )。因此其研究内容, 围绕工程与环境的相互作用这个核心, 包括天然工程地质条件和环境、工程的地质作用和环境效应即人为地质现象, 特别是人为地质灾害的可能性。这些研究, 都应从区域到场地再到区域, 从深部到浅表再到深部 (区域深部控制观点和环境效应扩展观点 ), 从历史到现状到远近未来 (自然 -人为历史观点 ) ;环境效应应从单项到全部 (全面无遗 )再到单项 (突出重点 ) (时空态整体论 )。而其研究方法, 应是岩体, 土体结构力学、岩体、土体水力学与岩土水气物理化学的微观研究并举但突出结构力学, 地质科学、环境科学、工程科学、系统科学的宏观研究并举但突出地质科学 (宏观微观整体论 ) ;建立地质模型、力学模型、数学模型和管理模型, 并与探测、测试、模拟实验、计算预测、监测、管理技术的开发应用相结合, 以求解和实现模型 (手段目的整体论 )。根据以上论述, 文中还对工程地质学的学科体系、学科地位、机构设置、人员培养等提出建议。
工程地质学的研究目的, 是使工程建设和运营最大限度地适应并保护环境 (天人整体论 )。因此其研究内容, 围绕工程与环境的相互作用这个核心, 包括天然工程地质条件和环境、工程的地质作用和环境效应即人为地质现象, 特别是人为地质灾害的可能性。这些研究, 都应从区域到场地再到区域, 从深部到浅表再到深部 (区域深部控制观点和环境效应扩展观点 ), 从历史到现状到远近未来 (自然 -人为历史观点 ) ;环境效应应从单项到全部 (全面无遗 )再到单项 (突出重点 ) (时空态整体论 )。而其研究方法, 应是岩体, 土体结构力学、岩体、土体水力学与岩土水气物理化学的微观研究并举但突出结构力学, 地质科学、环境科学、工程科学、系统科学的宏观研究并举但突出地质科学 (宏观微观整体论 ) ;建立地质模型、力学模型、数学模型和管理模型, 并与探测、测试、模拟实验、计算预测、监测、管理技术的开发应用相结合, 以求解和实现模型 (手段目的整体论 )。根据以上论述, 文中还对工程地质学的学科体系、学科地位、机构设置、人员培养等提出建议。
19
2019, 27(5): 1188-1198.
当前的岩土分类方案存在碎片化问题，各种岩土类型之间存在大量的模糊过渡地带。岩土通用分类方案宜基于岩土的基本物质组成，即固体、液体和气体，一般情况下，可采用特殊组分+颗粒大小+孔隙率+饱和度的组合方案。本文中的特殊组分包括特殊矿物和有机质，特殊矿物是指以蒙脱石族为代表的片状矿物、易溶盐和碳酸盐类矿物。通用分类的评价指标应适用于各类岩土，仅适合某些岩土的指标可作为次一级的分类指标。本文采用岩土颗粒大小和特殊组分进行岩土颗粒的通用分类，采用孔隙率衡量岩土颗粒之间的绝对紧密程度，采用饱和度衡量岩土的含水状态。单个岩土地层定义为具有相同的地质时代成因及相同的特殊组分、岩土颗粒大小、致密度和饱和度的地层，标准岩土地层序列定义为一个地区内某个地质时代、某种成因类型的完整岩土地层序列。建立一个地区、国家乃至全球范围内各时代成因的标准岩土地层序列是岩土地层大数据库的重要基础。
当前的岩土分类方案存在碎片化问题，各种岩土类型之间存在大量的模糊过渡地带。岩土通用分类方案宜基于岩土的基本物质组成，即固体、液体和气体，一般情况下，可采用特殊组分+颗粒大小+孔隙率+饱和度的组合方案。本文中的特殊组分包括特殊矿物和有机质，特殊矿物是指以蒙脱石族为代表的片状矿物、易溶盐和碳酸盐类矿物。通用分类的评价指标应适用于各类岩土，仅适合某些岩土的指标可作为次一级的分类指标。本文采用岩土颗粒大小和特殊组分进行岩土颗粒的通用分类，采用孔隙率衡量岩土颗粒之间的绝对紧密程度，采用饱和度衡量岩土的含水状态。单个岩土地层定义为具有相同的地质时代成因及相同的特殊组分、岩土颗粒大小、致密度和饱和度的地层，标准岩土地层序列定义为一个地区内某个地质时代、某种成因类型的完整岩土地层序列。建立一个地区、国家乃至全球范围内各时代成因的标准岩土地层序列是岩土地层大数据库的重要基础。
20
2012, 20(5): 663-673.
在干燥环境中,由于蒸发失水,膨胀土发生收缩,表面容易产生纵横交错的裂隙网络(龟裂)。龟裂的产生会极大弱化土体的工程性质,并导致各种工程问题。随着极端干旱气候的频发,膨胀土龟裂问题将会越来越多,越来越显著。开展龟裂研究对揭示龟裂现象的本质规律和指导膨胀土地区的工程实践有重要意义。龟裂的形成和发展是一个动态的过程,与土中水分的蒸发速率、应力状态、收缩特性等直接相关:龟裂形成时水分蒸发处于常速率阶段; 吸力和抗拉强度是制约龟裂形成的两个关键力学参数,当土体中的吸力引起的张拉应力超过土体的抗拉强度时,龟裂便会产生; 龟裂是孔隙发生收缩的直观表现。总体上,力的作用和收缩空间是土体龟裂形成的两个必要条件。此外,膨胀土龟裂具有非常复杂的发生发展过程,受土质学、土力学、土结构、试验条件和方法等许多因素的影响。龟裂定量分析是龟裂研究的重要内容之一,能为龟裂机理研究及相关理论模型的建立提供必要参数。计算机图形处理技术具有效率高、操作性强、精度高等优点,为龟裂定量分析提供了强有力的工具。目前关于土体龟裂研究还存在许多不足之处,在今后的工作中,应该重视龟裂形成和发展过程的动态特征,围绕与土体龟裂相关的水-土作用关系、力学机制、收缩变形机制、大尺度现场试验和三维观测分析技术等方面开展更多的针对性研究,综合考虑龟裂形成过程中的土质学、土力学和土结构因素,结合宏观现象与微观分析,建立土体龟裂的理论体系。
在干燥环境中,由于蒸发失水,膨胀土发生收缩,表面容易产生纵横交错的裂隙网络(龟裂)。龟裂的产生会极大弱化土体的工程性质,并导致各种工程问题。随着极端干旱气候的频发,膨胀土龟裂问题将会越来越多,越来越显著。开展龟裂研究对揭示龟裂现象的本质规律和指导膨胀土地区的工程实践有重要意义。龟裂的形成和发展是一个动态的过程,与土中水分的蒸发速率、应力状态、收缩特性等直接相关:龟裂形成时水分蒸发处于常速率阶段; 吸力和抗拉强度是制约龟裂形成的两个关键力学参数,当土体中的吸力引起的张拉应力超过土体的抗拉强度时,龟裂便会产生; 龟裂是孔隙发生收缩的直观表现。总体上,力的作用和收缩空间是土体龟裂形成的两个必要条件。此外,膨胀土龟裂具有非常复杂的发生发展过程,受土质学、土力学、土结构、试验条件和方法等许多因素的影响。龟裂定量分析是龟裂研究的重要内容之一,能为龟裂机理研究及相关理论模型的建立提供必要参数。计算机图形处理技术具有效率高、操作性强、精度高等优点,为龟裂定量分析提供了强有力的工具。目前关于土体龟裂研究还存在许多不足之处,在今后的工作中,应该重视龟裂形成和发展过程的动态特征,围绕与土体龟裂相关的水-土作用关系、力学机制、收缩变形机制、大尺度现场试验和三维观测分析技术等方面开展更多的针对性研究,综合考虑龟裂形成过程中的土质学、土力学和土结构因素,结合宏观现象与微观分析,建立土体龟裂的理论体系。
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