基于GIS的腊撒水电站库区渗漏地段初步分析

由于库区的广域性和地质条件的复杂性,水库渗漏问题一直是水利水电工程中主要工程地质问题.近年来遥感技术、GIS(Geographic Information System,地理信息系统)技术、三维技术的发展,为水库渗漏分析提供了一个有力的工具平台.本文以某水库库区渗漏问题为研究对象,基于遥感技术、GIS技术、三维技术建立的三维遥感影像可视化系统,对某库区地形数据进行分析,结合地层岩性、地质构造、水动力条件等,辨识出库区可能渗漏通道,进行渗漏估算,判断库区水库渗漏情况.     

基于GIS空间数据的滑坡SPH粒子模型研究

针对光滑粒子流体动力学方法（SPH）在滑坡模拟中建立粒子模型的难题,提出了基于地理信息系统（GIS）栅格数据的粒子排列与插入方法。根据该方法,建立了滑坡SPH粒子模型及相关粒子生成程序,进一步以结合摩尔-库仑破坏准则的SPH宾汉流体模型为核心,实现了运用SPH方法模拟滑坡破坏后三维运动的过程。该SPH模型在对唐家山滑坡的模拟中得到了验证,并预测了金坪子滑坡破坏后的影响范围。结果表明：基于GIS空间数据的滑坡SPH粒子模型具有可行性与良好的适用性。以GIS数据库为基础,开展滑坡灾害的模拟研究,将大大提高对滑坡等地质灾害的仿真分析,为滑坡灾害的预测与防治提供参考。     

GIS数据用于复杂边坡三维极限平衡稳定分析

利用基于GIS（Geographic Information System,地理信息系统）栅格数据的三维极限平衡分析模型,可以充分考虑边坡的三维复杂空间特性。经过数据的获得、数据的处理、模型的建立和稳定性分析,不但给出了边坡的三维安全系数,而且给出了危险滑动面上的滑动力分布矢量图。结果表明,滑动面上力的分布极不均匀,呈现明显的复杂空间特性。     

基于GIS的三维对称边坡滑面正应力分布逼近函数构造

基于栅格柱体单元构造出对称边坡滑面正应力分布的逼近函数,为在GIS(地理信息系统)中建立基于滑面正应力假定的极限平衡法提供了理论计算基础。结合GIS的强大空间数据分析能力,建立出一个基于栅格柱体单元的三维边坡稳定性分析极限平衡模型,且在无任何力的假设条件下,推导出基于栅格单元的滑面正应力分布构成。结合算例分析表明:在滑体滑动方向上,滑面正应力的分布一部分由滑体自重和外力构成,且对滑面正应力的贡献所占比例很大,为已知函数,另一部分由柱间作用力构成,所占比例很小,为未知函数,因此,柱间作用力分布可选用三阶拉格朗日多项式来近似逼近拟合;在垂直于滑体滑动方向上,滑面正应力分布采用抛物线近似逼近拟合;进而构造出对称边坡的基于栅格单元的滑面正应力分布逼近函数。并通过算例对该逼近函数的合理性进行了验证。     

遥感解译的泥石流固体径流物质定量分析

针对传统的泥石流评价方法仅考虑已堆积的泥沙量,而泥石流通常与崩塌、滑坡等地质灾害同时发生的问题,该文以楞古水电站库区为研究区域,采用遥感、工程地质分析原理和灾害评价分析相结合的手段研究库区主要工程地质问题,解译出不良地质现象70处。结果表明:在提高水库工程地质测绘、分析及研究工作的效率、工作质量上有很大的理论和实践意义。基于遥感解译结果,现场调查、地形地质等资料,最终计算力邱河坝段在降水量达到最大250mm时,力邱河产生的可能泥石流泥沙量约为15 850 115m~3。依据降雨量概率分布估算,力邱河流域由于不良地质条件所产生的泥石流物源(推移质)年均约6.58×10~5 m~3。     

基于岩质滑坡引发泥石流的影响范围评价模型

降雨滑坡引发泥石流是发生于山区的复杂地质灾害现象。通常与地质、地层岩性、岩土体的力学性质、雨量、地下水和土地使用情况有关。分析滑坡与泥石流之间的内在关联因素不仅为分析滑坡破坏机理提供一个参考依据,而且也可以作为滑坡引发泥石流评估的基础。本文基于质量守恒定律和黏性牛顿流体Navier-Stokes方程的泥石流二维数学模型,进行深度积分后采用有限差分法进行数值求解,引用统计得出的溪流倾斜角正切值与泥石流影响范围的宽度关系表达式。结合GIS,完善了3DslopeGIS系统。对以往记载的山体滑坡引发泥石流案例进行类似地质条件的滑坡灾害再发可能性和影响范围分析。本文模型及系统不仅可用于预测泥石流的影响范围,还可以风险地图来显示可能受泥石流影响的地区。     

金坪子滑坡动态稳定性分析研究

外界因素是影响滑坡变形和稳定状态的重要因素。进行滑坡的稳定性分析,依据监测资料进行预警预报,都有必要考虑外界因素的作用。以云南省昆明市的金坪子滑坡为背景,运用GIS及3DSlopeGIS的三维极限平衡分析方法,从地震、库水位、降雨三个外界因素单独或复合作用下的安全系数的变化情况,研究滑坡的动态稳定性。研究表明,在外界因素的作用下,通过分析安全系数—地震烈度曲线、安全系数—库水位高度曲线以及安全系数—时间曲线,可以定量判断地震、降雨、库水位对滑坡的影响,以及三者对滑坡影响力的高低顺序,为工程的预警预报提供重要参考。     

D-INSAR技术在大范围滑坡监测中的应用

对大面积自然山区进行高精度的滑坡灾害监测一直是我国及其它地质灾害频发国家的一个重要课题,尚未得到很好解决。D-INSAR技术是近年来微波遥感发展的一个重要方向,理论上可以以厘米甚至更高的精度对连续大面积的微小地面活动进行监测,被认为是极具应用前景的滑坡灾害监测技术。为此以应用D-INSAR技术对大范围的自然滑坡进行监测和预警为目的,详细地推导了D-INSAR技术监测形变的原理公式并介绍了方法和数据处理流程,在全面回顾该技术在国内外滑坡监测中的应用现状和实例的基础上,分析了D-INSAR技术在滑坡监测中的优势及问题点,并结合最新技术进展提出了解决方案,认为应该综合利用先进地球探测及数字处理技术与D-INSAR技术相结合来克服D-INSAR技术中的问题点。具体介绍了永久散射体（PS）技术、小基线子集（SBAS）技术、GPS技术及基于地面的LISA技术等,并对这几种技术与D-INSAR技术的结合进行了探讨,使其达到对滑坡更有效的监测。     

基于固有振动频率的危岩安全监测试验研究

危岩体在经历地震和强降雨之后其抗滑力下降,从而导致重力作用失稳,是一种常见的破坏形式。危岩块体的失稳破坏取决于岩体结构面的状况,随着结构面的张开及黏结程度下降,危岩块体会发生失稳而崩塌,基于常规位移监测方法难以达到危岩块体监测预警的目的。而固有振动频率可以有效反映岩体的物理力学参数的变化,进而可以对其安全性做出预判。基于模型试验,在保持下滑力不变的情况下,通过固有振动频率来对滑坡内部的黏结力和摩擦力等力学指标进行分析。通过实际静摩擦力是否达到最大静摩擦力的方法来科学判识岩体的稳定情况。试验结果得出：计算的摩擦力可以有效分析岩体的安全性,并证明固有振动频率在降低至6 Hz以下,岩体开始趋于破坏。同时,得出由于摩擦力破坏后期占据抗滑力的比重逐渐升高,最高达到抗滑力的80%,从而造成破坏末期摩擦力不降反升的情况。基于固有振动频率的监测,可对岩体的损伤做出定量判断,也可评估岩体静摩擦力指标,从而实现扰动后岩体的安全评价。这种基于振动模态的岩体安全监测与损伤评价新的技术思路,将在实际工程中发挥重大作用。