中国公路泥石流研究

公路泥石流是指发育于公路沿线并对公路桥涵、路基路面及相应防护结构具有冲击毁损和淤埋破坏的病害类型。丰富的物源、具有焚风效应的气象条件以及泥石流沟轴线与区域新构造应力场主压应力方向一致等是形成大型泥石流的宏观背景。将泥石流概化为固、液两相流体,运用两相流理论、泥沙运动力学、Bingham流变方程和Bagnold颗粒相互作用试验结果等,初步建立了泥石流固-液分相流速计算方法、基于泥石流在防治结构表面及泥石流沟岸产生的冲击形迹建立的反求泥石流冲击力计算方法以及泥石流磨蚀力计算方法。开发了速流结构、泥石流隧道及翼型墩汇流结构等10余种防治技术,集成了拦-汇-排等多种综合治理模式。据此撰写了《公路泥石流防治工程设计、施工指南》。实施了60余个防治工程。效果显著。研究成果初步构建了公路泥石流理论及技术体系。     

泥石流汇流槽可靠度分析

汇流槽是泥石流治理工程中常用的工程措施之一。文章基于汇流槽的倾倒破坏、滑移破坏及地基破坏模式，通过对汇流槽设计影响强烈的岩土参数、几何特征、荷载因素等敏感因子的求解方法及分布特征分析，从汇流槽的抗倾稳定、抗滑稳定和基底应力要求三方面建立极限状态方程。对于每个极限状态方程，在泰勒级数对非线性极限状态方程线性化后，运用一次二阶矩的理论，先假定失效点P^＊，求解出相应的均值和方差。然后根据可靠的定义，得到相应的可靠度指标，通过迭代法求解真正失效点的可靠度指标βi。最后根据3个状态方程相互独立的假定，得出整个结构的可靠度指标β。该方法在平川泥石流防治工程中得到了成功的运用。这对于可靠度设计方法在泥石流防治工程中的运用进行了有益的探讨。     

三峡库岸城区滑坡治理与沿江公路建设一体化模式--以重庆万州清泉路滑坡为例

三峡库岸城区滑坡90%属于由第四纪松散土体组成的散体滑坡,滑坡区属于城区重要组成部分,降雨及三峡库水位降落是此类滑坡孕发的动力因素。本文以重庆万州清泉路滑坡为例,基于库岸城区滑坡防治原则,构建了实用的滑坡治理与沿江路建设一体化模式,推导了抗滑桩的内力计算方法;详细分析了一体化模式的结构组成及受力特性。研究成果对于三峡库区城区滑坡的治理与开发利用具有较强的指导借鉴作用。     

三峡工程永久船闸边坡岩体卸荷特性

从地貌学角度,分析了三峡工程永久船闸边坡岩体的自然及人为卸荷特性,指出了地表侵蚀、河流下切、开挖船闸等自然及人为地貌过程诱发了岩体的基本卸荷过程,构筑了一个三峡工程永久船闸边坡岩体卸荷特性的宏观模式。实地调砥及数值计算成果均表明,地貌分析法在分析实际岩体工程中,岩体卸荷特性方面具有较强的应用价值。     

泥石流运动衰减动力学初步研究

我国公路泥石流病害严重，泥石流淤埋公路构建筑物是一类常见的公路泥石流病害类型。泥石流衰减动力学是防治泥石流淤埋病害的重要关键技术，也是泥石流运动学、动力学研究的核心问题之一。本文作者运用泥沙运动力学及流体力学原理，初步建立了泥石流固相颗粒和液相浆体的能量衰减条件，把泥石流衰减模式概化为两类，即能量抑制衰减和能量自由衰减；通过泥石流沉积模型试验，得到了不同粘度泥石流体的沉积扇变化形态，随着泥石流体粘度的增大，沉积扇边缘变陡、扩展范围变小、纵轴线长度减小等结论与实际情况吻合；初步建立了泥石流能量衰减速率计算方法。研究成果为防治公路泥石流病害奠定了基础。     

缓倾角塔柱状危岩压裂损伤-突变失稳预测

陡高边坡灰岩地区缓倾角塔柱状危岩常具有底部压裂诱发整体失稳破坏模式,其损伤-突变失稳机制属于山地灾害关键科学问题之一。以重庆南川区甑子岩W12#危岩崩塌为例,建立了荷载、水致弱化效应耦合下的损伤突变地质力学模型,获得了基于应变等价原理的损伤本构方程及总损伤度演化方程,并将水致弱化函数改进为软化系数的一元三次函数。将地质力学模型概化为等效弹簧模型,通过能量平衡原理建立损伤-折叠突变模型,获得了塔柱状危岩系统压裂失稳判据及临界突变位移特征值表达式。计算表明：W12#危岩压裂失稳时,该系统的控制变量为–0.003 251,小于0,表示该系统进入不稳定状态;计算理论突变位移起始值148.70 mm比实测位移第一拐点值154.34 mm偏小,相对误差约3.65%,偏于安全;理论损伤本构曲线、理论损伤演化曲线与现有文献数值模拟结果趋于一致,所构建的理论预测模型具有较好的适用性。其研究成果可用于预判塔柱状危岩压裂失稳损伤演化过程及突发失稳特征位移值,为灰岩区陡高边坡危岩崩塌监测预警和防灾减灾提供理论依据。     

含裂隙岩石的受压破坏机理研究

含裂隙结构面岩体在加载过程中的裂纹扩张和强度对研究岩体的变形破坏机理具有重要意义。用砂浆裂隙试件模拟含裂隙岩石进行单轴压缩实验,获得了3种倾角(45、60、75)和3种裂隙长度(45mm、60mm、75mm)的9种组合工况的裂隙扩展角度和初裂强度,并分析了9种工况下的受压破坏机理。实验结果表明:当裂隙长度相同时,初裂强度随倾角的增加而增加,且倾角由60增加到75,初裂强度增加得更快;当裂隙倾角一定时,初裂强度随裂隙长度的增加而降低。应用最大周向正应力理论分析了含裂隙试件的受压破坏机理,获得了裂隙扩展角理论表达式;通过比较可知:裂隙扩展角的实测值和理论值基本吻合。     

基于K-L变换的多光谱遥感图像检索方法研究

在遥感图像检索中,光谱特征的应用最为广泛。本文研究了基于光谱特征进行遥感图像检索的方法。针对目前应用越来越广泛的多光谱、高光谱遥感图像波段多的特点,提出了基于K-L变换的检索方法,将多维图像降维处理,在此基础上提取遥感图像的光谱特征,通过检索图像与目标图像的光谱特征对比实现多光谱遥感图像的检索,并通过实验验证了本文方法的有效性。     

重庆万州区地质灾害危险性分区及评价

地质灾害危险性评价是地质灾害灾情评估的重要内容和基础,其影响因素具有复杂性、相互关系及模糊性特点.文章以重庆市万州区为例,进行地质灾害危险性分区及评价研究,实施过程分为3步首先遴选出灾害体、地表坡度、森林植被、水文地质、岩性、地表高程和库水位7个滑坡、危岩地质灾害的影响因子;其次采用综合评价法获取危险性指数.其评价模型为Ii=7∑i=1Ki·Xi,式中Ki为各选取因子作用权重系数,通过层次分析法(APH法)及灰色聚类法求出其平均值.Xi为各选取因子的次级分级赋值,采用Dephel法赋值,每一权重系数作用下取相应值,将示范区用等面积网格法通过GIS系统空间因子叠加获得危险性指数等值线图;最后根据危险性指数进行地质灾害危险性分区,分为5级,据此进行地质灾害危险性评价.用多因子叠加模型分析地质灾害危险性,其结果符合实际情况.     

危岩裂隙水压力修正计算方法

“暴雨状态的裂隙水压力是危岩防治工程设计的控制性荷载”是人所共识的,但“静水压力公式究竟能否直接用于确定危岩裂隙水压力”却是三峡库区地质灾害科技工作者多年来一直关心的重要问题之一。本文通过72组裂隙水压力室内模型试验,对比分析了应用压力计直接测定的裂隙水压力和根据测压管读数由静水压力公式计算的裂隙水压力之间的差异,用到静水压力公式计算危岩裂隙水压力比实际值大30％-50％;通过对静水压力公式引入折减系数,建立了适用于压剪-滑动型危岩和拉剪一倾倒型危岩裂隙水压力的计算式,并建立了折减系数计算方法。所建立的危岩裂隙水压力计算方法的实用性界定在主控结构面开度在0．2～2．0cm之间。