松散体边坡灾害自组织临界性及工程应用研究

我国的松散体边坡灾害频繁。为了解松散体边坡灾害的共性，从整体上认识其规律性信息，文章采用多种形式的非均匀沙堆作为松散体边坡灾害的概化模型，通过多组实验研究其演化行为规律。自组织临界性是解释具有无序的、非线性复杂系统行为特征的理论之一，分形和闪烁噪声是其空间与时间结构的特征。实验发现几种概化模型表现出自组织临界性。分析滑坡、崩塌及泥石流等松散体边坡灾害实例，也发现其呈现自组织临界性特征。研究表明幂律特征及自组织临界性是许多松散体边坡灾害的共性。进一步模拟真实的松散体边坡的组成特征和某些防治工程措施，进行对比实验，表明不同工程措施的防治作用。最后结合挡、锚、喷、排等工程防治措施，探讨了自组织临界理论对松散体边坡灾害防治的指导作用。     

泥石流防治工程优化设计方案初探

本文介绍一种以可靠理论为指导的泥石流防治工程优化设计方法，文中首先提出了由于泥石流荷载的不确定性而以概率约束表示的泥石流防治工程参数优化设计的模型；然后建立了用离散变量优化与随机模拟相结合的一种求解方法；最后应用实例对该方法的原理和计算程序进行了说明。     

边坡振动台模型实验动位移的加速度时程积分探讨

受数据采集条件限制,振动台模型实验的速度和动位移时程一般由实测加速度时程信号进行积分得到。通过理论分析和实验实测数据计算,认为动位移的频域积分法误差来源是低频截止频率的选取,特别当低频频率接近零时,传统二阶频域积分可产生较大的动位移低频振荡和峰值误差。提出利用时域与频域混合的方法,即频域一时域混合积分法,来克服积分过程带来的误差,其在对加速度两次积分中,分别进行一次频域积分和一次时域积分。地震模拟振动实验的台面实测加速度数据积分与台面动位移计实测数据的对比表明,较之传统的二阶频域积分,采用频域一时域混合积分时误差可明显减小。     

桩间土拱效应离心模型试验及数值模拟研究

抗滑桩的设计理念是采用非连续结构,利用土体自身强度形成的拱效应来达到支挡的目的。通过离心模型试验,对抗滑桩加固滑坡形成土拱效应的现象进行研究,再现了桩间土拱形成的现象及其破坏模式。根据试验现象提出两种典型的土拱破坏模式,即拱顶发生破坏和拱脚发生破坏,并提出改善拱脚受力,防止土拱拱脚发生破坏的工程措施。基于离心模型试验,采用二维颗粒流方法对桩间水平土拱的应力分布和破坏过程进行数值模拟分析,提出土拱破坏的判别标准为抗滑桩所承担的荷载发生急剧变化,此时土拱传递荷载的功能部分失效,并研究了桩间土拱承载力与桩间净距的关系。随着桩间净距的增大,土拱承载力变化的趋势并非线性的减小,当桩间净距增大到一定程度后,土拱承载力会急剧减小,由此可合理确定桩间距的范围。     

地震诱发山区公路地质灾害信息管理系统研究

分析了基于GIS的高烈度地震山区公路地震信息管理系统应具有的功能及技术路线，研究了如何利用GIS空间分析功能对工程规划进行辅助决策，并以通麦至105道班为例，建立了高烈度地震山区公路地震诱发地质灾害信息管理系统。     

溜砂坡滑塌特性及内在演化结构实验探索

溜砂坡滑塌特性与内在演化结构的认识，有助于对该高寒地区山地道路灾害的防治与预报。通过非连续与连续加沙两种形式的干燥沙石散粒体临界态单面坡室内模型实验，初步探索了溜砂坡的滑塌规模统计特性与演化动力学规律。发现其受颗粒级配非均匀度影响而异差异很大。非均匀沙堆呈现明显负幂率分布统计特点。对滑塌演化动力学的相空间分析进一步揭示，非均匀沙堆的演化结构复杂，动力学吸引子分维数较大；而均匀沙堆演化结构相对简单，体现准周期特点，可以自相关分析进行主周期预测。利用小波变换，分析了非均匀沙坡滑塌演化的复杂内在结构，即演化过程由不同周期、不同规模的滑塌一回复过程复合而成。尝试以选择合适预报精度进行时间尺度变化，用小波系数截线对演化活跃周期初步估计。     

级序分析方法对系统演化动态特性的扭曲

作为一种统计方法,"级序分析"由于其成功克服了样本数量不足的问题而被引入到地震学等学科的理论研究与实践当中,并得到了广泛应用.本研究认为,级序分析方法在应用过程中存在一定的局限性.主要表现在:原始时间序列中蕴涵着系统演化的动态信息,而按大小排序的"级序分析方法"会将原始序列中这些有价值的信息过滤掉,从而造成对系统演化动态特性的扭曲.本文通过砂堆实验获取的原始时间序列,采用排序与不排序两种方式,利用R/S分析方法证明了级序分析方法可能会损失系统隐含的动态信息而扭曲系统演化动态特性.     

泥石流与水流场交汇耦合分析的MAC法

首先提出了描述泥石流与主河交汇耦合关系的二维控制方程；然后建立了采用标志网格(MAC)法实施模拟计算的模式，最后进行了实例计算，输出采用计算机动画技术显示泥石流与水流场交汇的宏观耦合效应。     

地震作用下崩塌灾势评估方法研究——以川藏公路通麦到105道班为实验线

松散堆积体边滑坡在地震作用下失稳模式主要体现为崩塌,而松散介质边滑坡崩塌规模是崩塌灾害的重要指标,也是崩塌灾害中有待研究的科学问题,但国内外对此的研究甚少。本文在拟静力法思想框架下,以松散介质边滑坡为研究对象,根据力的平衡原理,推导出在不同地震烈度作用下临界状态失稳范围的简化公式。以斜坡底板为模型,通过离心试验（按重力相似准则,高度达20．4m）,对此简化公式的正确性进行比较验证。最后以国道318线川藏公路整治改建工程通麦至105道班段实际工点为例,对此研究方法的应用模式进行说明。     

扰动强度递增斜坡动力学演变规律的振动台试验

“5.12”汶川大地震和“4.20”芦山地震均触发了大量的崩塌、滑坡。实震资料显示,不同地震烈度区地震触发崩塌滑坡规模的整体分布规律会发生变化。这一统计层面的认知亟待得到物理试验的验证。在自组织临界状态理论的概念框架下,开展了振动台砂堆模型试验。试验表明：输入地震波峰值加速度（PGA）为0.075g～0.125g时,落砂量与发生频率的关系可用幂律描述;PGA增加到0.15g～0.25g时,该关系服从对数正态分布;PGA增加到0.35g～0.45g时,该关系具有正态分布特征。元胞自动机模拟试验结果表明,随扰动强度增加,砂堆模型的动力学特性也经历了幂律-幂律弱化-正态分布的演变过程。按照物理学中的普适性原理,汶川、芦山地震Ⅸ度区崩塌滑坡规模与出现频率之间所呈现负幂律分布的现象,以及汶川地震Ⅺ度区所呈现的对数正态分布,可能是具有普适性意义的规律。这些认识可望为不同烈度区地震触发崩塌滑坡灾势预测提供科学依据。