天津港土性相关距离的计算研究和统计分析

相关距离是随机场理论应用于实际工程可靠度分析的一个重要参数。根据随机场理论,对土性参数相关距离的计算方法进行了研究和改进,提出求解相关距离的波动函数法和加权拟合相关函数法,使相关距离的计算更加简便易行,且精度有所提高。结合大量工程地质勘察资料,对天津港地区典型土层的垂直向相关距离及水平向相关距离进行了计算和统计,获得相关距离的地区性代表值,可作为此地区实际工程的参考。同时,对取样间距及土性指标对相关距离的影响进行了分析,提出了当取样间距变化时相关距离的确定原则,并指出相关距离是反映土的空间固有变异性的基本属性,由不同土性指标求得的相关距离值基本相同。     

相关函数法计算相关距离的分析探讨

根据数百个土层土性参数相关距离的计算, 对相关函数法计算相关距离的方法、相关函数型式选择、拟合范围等问题进行了分析探讨。     

苏中腹地湖相沉积土层相关距离的统计分析

相关距离是用随机场理论建模土层剖面的一个非常重要的参数,也是利用随机场理论进行岩土工程可靠性分析的关键所在。基于苏中地区某建筑工程原位静力触探测试数据中的锥尖阻力指标,针对粉质黏土层,利用不同取样间距对相关距离进行了统计计算,分析了取样间距对相关距离计算结果的影响及原因,提出了实际应用中基于尺度匹配原则的取样间距确定方法;随后,基于江苏中部某高速公路工程地质勘察所提供的大量原位静力触探测试数据,结合相关距离计算的平均零跨距法、递推空间法和相关函数法,对该区湖相沉积土层土性参数的竖直向和水平向相关距离进行了系统地统计分析。研究成果不仅提供了土性参数相关距离计算过程中取样间距的确定原则,而且获得了相关距离的区域性代表值,为区域性土性参数随机场模型的建立打下坚实的基础,能对苏中地区岩土工程可靠性分析提供参考。     

用相关函数法求静探曲线相关距离的讨论

通过南水北调工程中一百余条静探曲线的相关距离研究,对用相关函数法求静探曲线相关距离过程中所出现的各种问题,如计算方法的选择、异常数据的影响、样本容量的选取等进行了分析。     

空间递推平均法在估计土性指标自相关距离中的应用

像许多土层一样,黏性土层的土性参数也具有空间变异性。土性参数的空间变异性主要是由沉积和成岩等地质作用和环境因素导致的,而相关距离的确定是分析土性参数空间变异性的关键。为了分析天津南疆港地区土层参数的空间变异性,对确定土性参数相关距离的空间递推平均法及其改进方法进行了汇总分析,并结合地质勘查资料,运用改进的空间递推平均法对天津港地区典型土层的垂直相关距离进行了统计分析,得到了典型土层地区性代表值,对该地区岩土工程的可靠度分析及勘探点位的选取具有重要的指导意义。此外,还结合工程实例讨论了相关距离的贝叶斯估值法,贝叶斯估值法比直接取平均值确定自相关距离的方法更为可靠、合理,应用贝叶斯定理对天津港南疆石化码头淤泥及淤泥质黏土层的自相关距离进行估值,为今后该地区的取样间距选择提供参考,也为可靠度理论在该地区岩土工程中的应用提供有价值的参数。     

关于土层相关距离计算方法的研究

根据随机场理论,对求解土层相关距离的递推空间法和相关函数法进行比较和探讨,指出两种方法所求得的相关距离值存在偏差的原因,并从理论上证明当样本容量足够大时两种方法的计算结果可以得到统一。对相关函数法作出改进,使其更易于曲线的拟合和参数的确定,最后采用实际工程的勘察测试资料进行了分析计算,验证了由计算公式推导所得的结论在实际工程中也是成立的。     

静力触探参数自相关距离确定方法与影响因素分析

在岩土工程可靠性分析中,土性参数空间变异性的分析至关重要,其中土体的固有变异性可以通过随机场理论获取方差折减函数和自相关距离值进行分析。基于天津临港静力触探试验(CPT)得到的锥尖阻力,对波动函数法确定自相关距离过程中所遇到的问题进行深入研究,并分析了去趋势化方法、取样间距、取样范围等影响自相关距离的因素。结合空间递推平均法的改进方法,首次对应用波动函数法确定自相关距离时出现的多个峰值的选择开展分析,结果表明对于所分析场地的地层静力触探数据而言,应选取波动函数曲线中第一个峰值作为该土层的自相关距离值。通过去趋势化后的随机分量统计特性及对应自相关距离计算结果的对比发现,去趋势化方法要依实际情况而定,并不是所有情况都可以使用线性去趋势化方法,建议最高选用二次非线性拟合结果对原始数据去趋势化;当取样范围较大,即触探孔数量较多时自相关距离随取样间距的增大而增大。分析还表明,对于同样的样本间距,随着触探孔数量的增加,自相关距离是逐渐减小的,但这种差距随着取样间距的增大而逐渐缩小。     

基于静力触探试验及土工参数的黏性土空间变异性研究

自相关距离是进行岩土参数空间变异性分析的重要参数。基于浙江嘉兴某黏性土场地的246组静力触探试验（CPT）及18个钻孔取土室内土工试验,采用平均跨距法、递推空间法、曲线极限法计算了基于侧壁摩阻力fs、锥尖阻力qc和其他土工参数的自相关距离,分析了不同方法、不同参数计算垂直和水平自相关距离的优劣。研究表明：递推空间法的计算结果异常值少且变异系数较小,是研究区场地土体自相关距离的最优计算方法;基于fs、qc算得的自相关距离较为接近,垂直和水平自相关距离分别约为2 m和19 m,但不同土工参数计算得到的结果存在一定的差异。本研究获得了嘉兴黏性土自相关距离的典型值,为土体参数的空间变异性研究提供了基础,对该地区岩土工程的勘探点位布设、随机场的建立及后续可靠度分析具有重要的指导意义。     

岩土工程可靠度分析中方差折减函数确定的一般规律

将可靠度理论应用于岩土工程稳定性分析过程中,即使是已证明安全的工程所得到的边坡或地基的失效概率通常较大,导致这一现象的原因是估算的方差偏大。计算土性指标的试验数据仅表征了该试验点的特征,而不是空间平均特征。在随机场理论应用于岩土工程可靠度分析的过程中,方差折减函数是将点特性过渡为空间平均特性的必要参数。首次对闫澍旺等提出的完全不相关距离理论中完全不相关距离的确定方法进行改进,不但理论上有所突破,而且计算方法更为简洁。对折减函数值的确定过程进行了分析,得到了用完全不相关距离方法确定折减函数的一般规律。     

西安黄土土性相关距离的统计分布特性研究

土性指标概率模型参数的确定是进行岩土工程可靠度分析和设计的基础。为了更好地推行岩土工程可靠度设计,应该首先建立地区土性参数的概率模型。作为反映土性指标自相关特性的相关距离,研究其区域分布特性,建立其概率分布模型是必要的。本文收集了西安黄土的176个钻孔CPT数据,利用其端阻值qc作为样本,采用递推空间法计算了各层西安黄土的相关距离。研究了计算结果的统计特性,并对其均值进行了单侧置信区间估计,提出了各层西安黄土相关距离的代表值。建立了西安各层黄土相关距离的概率模型,对模型参数进行了估计,采用皮尔逊-卡方检验法对模型进行了拟合优度检验,检验结果认为其符合Beta分布。     

相关函数法求解土性参数相关距离

介绍了相关距离在岩土工程应用中的实际物理意义,探讨了相关函数法计算相关距离的基本思路、标准相关函数型式的选择标准以及一些典型土层的标准相关函数类型。计算中发现,当土性参数的标准相关函数符合指数函数,尤其是单指数时,相关函数法能较合理地确定相关距离值。通过大量计算,得出了石家庄市桥东区3种典型土层的相关距离的分布范围,对于指导岩土工程勘测中的钻孔布置和取样间距具有一定的实际应用价值。同时得到相关距离具有区域性的特点,分区域研究具有重要的实际意义。     

相关距离分析与勘察钻孔取样间距的合理确定

在场地岩土工程勘察中,为使所取土样之间满足数据独立性的要求,本文提出应使钻孔取样间距等于土的相关距离,这样能真实、准确地反映地基土的特性。根据Vanmarcke提出的随机场模型,结合数理统计和随机过程理论,采用递推平均法计算得到土的相关距离,其计算数据来自现场静力触探试验。     

铜陵矿集区姚家岭锌金多金属矿床深部地质空间信息相关性数据挖掘

姚家岭锌金多金属矿床是长江中下游成矿带铜陵矿集区近年来新发现的特大型热液多金属矿床,矿床位于铜陵断隆区与繁昌断凹区的过渡部位,成矿过程受构造、裂隙和矿液运移模式等因素的控制。成矿作用分为多个阶段,矿床范围内蚀变作用强烈,蚀变类型复杂多样,矿化不均匀。当前大数据思维为地质研究开辟了新思路,采用全数据模式、从数据出发的大数据分析方法可以有效探索研究矿床。基于姚家岭矿床的钻孔数据,结合已有研究成果,创建深部数据挖掘范围,在该范围内采用反距离权重插值法建立姚家岭块体模型,然后选择三维欧式距离场及空间相关程度定量化分析对深部空间信息进行相关性数据挖掘。结果表明,姚家岭矿床的铅锌矿体、金矿体和铜矿体与二叠系栖霞组重叠超过50%,60%左右铅锌矿体与石炭系的空间距离在500 m以内,80%左右金矿体和铜矿体与石炭系的空间距离在500 m以内。铅锌矿体与角砾斑岩和角砾大理岩的空间相关性最高,相关程度分别为40.37%和24.77%;金矿体与角砾斑岩的空间相关性最高,相关程度分别为13.76%和5.5%;铜矿体与角砾斑岩、角砾大理岩和角砾灰岩的相关性最高,相关程度分别为36.17%、16.51%和15.60%。     

用于地表温度场与断裂构造关系分析的分段均值法——以江山-绍兴断裂金衢段为例

提出了一种用于地表温度场与断裂构造关系分析的分段均值法.方法以已知断裂带中心线为准,向两侧一定范围作等间距划分,统计各等分带内的平均地表温度和平均距离,通过绘制平均地表温度与平均距离之间的相关性曲线来描述地表温度场与断裂构造之间的关系.在江山-绍兴断裂金衙段的实际应用中,方法以Landsat 7 ETM+热红外遥感影像为数据源,描述了研究区地表温度场与深大断裂带之间的关系.认为地表温度场与北东走向的江山-绍兴断裂带、常山-漓渚断裂带和球川-萧山断裂带的相关性明显,区域特征稳定.在各断裂带影响范围内,距离断裂带越近,地表温度越高;北西走向的淳安-温州断裂带和东西走向的衙州一天台断裂带均处于地表温度梯度变化带,断裂带两侧可能分属不同的地表温度场.     

干旱区内陆河流域农户生态补偿支付意愿的空间异质性分析

深入开展支付意愿的空间差异和空间效应分析, 对于分区定策、 精准实施生态治理工程、 提高生态补偿实践绩效、 提升治理与保护效果等方面, 有着重要的现实指导意义。在确定影响流域农户支付意愿的主要因素的基础上, 借助多分类Logistic模型分析各因素对农户支付意愿的影响作用, 并通过引入通达距离、 距河道距离分别比较流域农户支付意愿的空间效应, 得到的主要结论包括： 在不考虑距离因素的情况下, 教育程度、 农户类型对于农户支付意愿的影响显著; 在考虑距离因素的情况下, 受教育程度对支付意愿的影响存在“脱钩”现象, 模型3模拟结果显示, 高中群体处于更高支付意愿的发生比为1.044, 而大专群体处于更高支付意愿水平的发生比仅为0.363, 即支付意愿并不会伴随受教育程度的提高而增强; 通达距离与支付意愿表现为先负相关（“距离衰减”现象）、 之后呈正相关（“距离递增”现象）的关系; 距河道距离远近对流域农户的支付意愿呈现明显的“距离衰减”规律。     

非均质成层边坡极限承载力上限分析

极限承载力一直是采矿、岩土等领域关注的难点和热点问题,严重影响着边坡与邻坡建（构）筑物的安全稳定性。基于极限分析上限定理,考虑边坡滑动溢出位置不确定性影响,建立3种模式的非均质成层边坡刚性多滑块破坏机制,推导出边坡极限承载力上限解,并采用序列二次规划算法（SQP）求其最优值。以三岔露天矿北帮为工程背景,通过与数值计算结果对比分析,验证本文方法的有效性,进而开展不同坡角和排土场距坡肩距离影响分析。结果表明：（1）本文方法计算结果与数值计算结果吻合度较好,表明本文方法边坡极限承载力上限解合理有效;（2）边坡极限承载力与坡角大小呈线性负相关,与排土场距坡肩距离呈线性正相关,相比于排土场距坡肩距离而言,坡角对边坡承载力影响更为敏感;（3）坡角变化对边坡失稳模式影响较大,而排土场距坡肩距离的变化对边坡失稳模式影响不明显;（4）坡角和排土场距坡肩距离均对滑裂面起始位置和溢出位置有影响,滑裂面起始位置受排土场距坡肩距离影响较大而受坡角影响较小,滑裂面溢出位置受坡角影响较大而受排土场距坡肩距离影响较小。相关研究成果有望为边坡及邻坡基础设计提供理论支持。