基于DFOS的边坡多场信息关联规则分析

采用分布式光纤传感技术(DFOS),可获得边坡多场分布信息,但如何对海量的多场信息进行相关分析,正确评价多场耦合作用下的边坡稳定性,仍是一项十分复杂的工作。本文首先介绍了数据挖掘中关联规则分析方法的基本原理,设计了边坡应变场、变形场、渗流场、温度场和环境参量等多场信息DFOS的获取方案,并以三峡库区马家沟边坡为例,对DFOS获得的边坡多场监测数据进行了关联规则分析,揭示了监测时间与库水位涨落、库水位涨落与坡体前缘地下水位间的关联性,并与实际监测数据进行了比较,证明了采用关联规则方法对DFOS边坡多场信息分析的有效性,从而为边坡稳定性评价和滑坡预测预警提供了科学依据。     

一种基于进化策略的3D Var代价函数优化方法

数值天气预报准确性直接取决于好的预报模式和初始场;资料同化方法就是一种有效的求解初始场方法.鉴于进化算法在求解这些数值问题方面的优越性,将进化策略算法应用到变分同化方法中,即将三维变分方法中的代价函数作为进化策略算法优化的目标函数,应用进化策略算法优化此目标函数,均衡背景场和观测场,以求得最优分析场.以Lorenz-63和Lorenz-96模式为例,进行了理想个例试验,与传统三维变分方法进行对比.试验结果表明经优化后的误差与传统方法相比非常一致,从而验证了进化策略算法在资料同化问题中应用的可行性.     

基于GIS的马家沟滑坡稳定性计算与分区

在对长江三峡库区马家沟滑坡表面、边界及钻孔信息提取分析的基础上,采用GIS空间插值及栅格计算,结合力学公式,对马家沟I号滑坡进行三维稳定性的计算和安全系数的分区。首先根据已知的两个钻孔滑移面信息进行空间插值,得到滑移面的初步形态; 再利用得到的滑移面与其余4个钻孔的地层信息比较,推测出其余4个钻孔的滑移面信息; 最后根据所有的钻孔信息插值得到整个滑移面的形态。在对比分析了确定滑移面空间形态的各种空间插值方法后,提出了基于少量滑移面准确信息条件下,采用径向基函数插值获得滑移面较为符合实际情况。不考虑栅格柱体之间的相互作用力,并假定滑坡体内地下水位与库水位一致,利用无限边坡安全系数计算公式,在ArcGIS栅格计算器中计算得到了马家沟I号滑坡的安全系数分区图。通过计算结果可以看出马家沟I号滑坡的不稳定区主要集中在滑体前缘,而较稳定区在前缘、中间以及后缘中间部位都有所分布; 并且随着库水位上升,边坡安全系数有一定程度的下降,特别是滑坡前缘可以被库水浸没的部分。进而可以划分出马家沟滑坡的重点防护治理部位,为马家沟滑坡的防治方案提供有价值的参考。     

深基坑支护桩布里渊光时域分布式监测方法研究

支护桩是深基坑支护结构中的关键组成部分,其支护效果直接影响到深基坑的稳定性,因此对支护桩应力应变状态 的监测十分重要。该文选择了一种能够单端测量的分布式光纤感测技术-布里渊光时域反射计（简称BOTDR）,将其应用 于深基坑支护桩的变形监测,介绍了这一技术的基本原理、需解决的关键问题及实施技术路线,并结合南京某深基坑工 程,验证了这一技术方法的监测效果。结果表明,基于BOTDR的监测方法可以对深基坑支护桩进行全分布式监测,方法可 行,结果准确,为深基坑支护桩监测提供了一种新的技术手段。     

分布式光纤监测技术在三峡库区马家沟滑坡中的应用

针对传统感测技术的不足,本文开展了滑坡分布式光纤感测技术(DFOS)研究。对当前主要的几种DFOS技术及其相关原理做了简单的介绍,重点阐述了分布式传感光纤在三峡马家沟滑坡的布设方式。根据马家沟滑坡的工程地质环境特点,在抗滑桩内布设应变和温度感测光纤;沿坡体走向,采用直埋和定点相结合的方式开槽植入感测光纤;沿坡体纵向,在不同高程设置光纤综合监测孔,将分布式感测光纤粘贴于测斜管外壁和直埋于测斜孔内,同时在孔内布设FBG准分布传感器。监测结果表明:各类应变传感光纤均有效识别和定位了边坡表面变形的异常位置,证明了DFOS技术应用于滑坡监测的优越性。     

一种基于进化策略的气象学反问题求解算法研究

数值天气预报准确性直接取决于好的预报模式和初始场。在预报业务中,依赖观测数据调整初始场和模式参数属气象上的反问题。通过对模式参数识别和初始场调整问题进行等价转化,提出了一种基于进化策略的气象学反问题求解算法。在一维扩散方程和Lorenz-96简单预报模式进行了两类理想数值试验,试验结果表明经过优化后的预报误差均控制在非常小的范围内且预报稳定,从而验证了方法的有效性。     

边坡变形监测技术现状及新进展

滑坡地质灾害一直是社会高度关注的问题之一,近年来我国多地发生了由地震、降雨、水库运行和工程建设等触发的高边坡过大变形事故,有时甚至导致大型滑坡、泥石流,严重危害到人们的生命和财产安全。边坡变形的监测技术和方法在最近一个时期得到了飞速的发展,在保证边坡稳定性、验证支挡措施效果、提高滑坡预警预报水平等方面发挥了重要的作用。本文在简要介绍传统边坡变形监测技术及其不足的基础上,阐述了近十余年间国内外边坡变形监测技术的最新发展和应用现状,重点分析和对比了分布式光纤传感等新型监测技术的特点。最后,对边坡变形监测技术未来的发展方向提出了一些研究思路。     

FBG-BOTDA联合感测管桩击入土层模型试验研究

管桩施工过程中常出现桩身裂缝、爆桩等病害。将具有实时动态监测功能的布拉格光纤光栅（FBG）准分布式光纤传感监测技术和具有分布式监测功能的布里渊散射光时域分析技术（BOTDA）联合应用到管桩打入过程中的监测,提出了分布式光纤传感技术数据处理方法,设计了管桩打入过程的模型试验。试验结果表明,FBG传感技术能够较好地动态监测打入过程中桩身应变变化特征,反映桩身不同部位随不同深度应变变化规律;BOTDA分布式光纤传感技术能够较好地监测管桩在打入过程中暂停（接管）状态下桩身应变变化特征;根据应变变化分析管桩受偏心荷载程度,分析管桩是否出现裂缝、破坏等病害,研究管桩打入过程中桩土作用规律。试验结果还表明,FBG联合BOTDA光纤监测技术在管桩打入过程中监测管桩质量具有广阔的技术优势和应用前景。