适用于地质灾害岩土层含水量微波分层监测系统的研究

发展为地质灾害预测预报所需用的岩土层含水量及渗透力测试仪，并与气候雨量、地质灾害成灾规律联系。是我国地质灾害监测预报的发展趋势。该监测仪系统采用TDR（Time Domain Refiectometry）技术原理、方法研制的仪器，通过波导棒探针发射的电磁波射入岩土层，测量电磁波脉冲从波导棒的起点传播到接收未端的反射电压值，此反射电压值与岩土体本身含水量介电常数有函数关系，经过计算转换为测点岩土体积含水量。实时测量和采集地质灾害岩土层含水量及渗透力参数。该系统适用于地质灾害监测区野外的使用，具有测量深度深、可测介面硬层、自动采集、存卡、无线遥测以及无人值守等性能特点。     

岩土层含水量分层监测系统的研究及应用

开发为地质灾害预测预报所需用的岩土层含水量和渗透力测试仪,并和气候雨量、地质灾害成灾规律联系起来,是我国地质灾害监测预报发展的趋势。岩土层含水量分层监测系统是采用TDR（Time Domain Refiectometry）技术原理、方法研制的仪器,通过波导棒探针发射的电磁波射入岩土层,测量电磁波脉冲从波导棒的起点传播到接收末端的反射电压值,此反射电压值与岩土体本身含水量介电常数有函数关系,经过计算转换为测点岩土体积含水量,实时测量和采集地质灾害岩土层含水量和渗透力参数。介绍了该监测系统的基本原理、主要技术参数、监测工艺技术方法以及现场应用情况。     

FDR型岩土多层含水量监测仪的研究

岩土层含水量的变化是诱发滑坡、泥石流地质灾害最为重要的因素之一,以往采用的张力计法、电阻法、中子法、电容式、γ—射线法、光学测量法和TDR法等测量原理,分别存在精度不高、对人体危害大或受天气影响大和电子线路造价昂贵等缺点。而FDR型滑坡体岩土层多层含水量自动监测仪采用电磁波频域反射（简称FDR）管式含水量传感器进行监测,通过含水量无线通讯采集监测仪进行远程数据采集并无线传输。滑坡体岩土层多层含水量自动监测仪具有体积小、测程大、响应速度快、灵敏度高、精度高、耐腐蚀和抗潮等特点,推动了地质灾害预警监测技术的进步。     

HS-Ⅱ型岩土层含水量自动监测仪的研究与应用

为监测岩土层含水量的变化,预警地质灾害,中国地质科学院探矿工艺研究所研制了HS-Ⅱ型自动监测仪.本文介绍监测仪的电容式水分传感技术、构成、原理和施工方法及其应用实验.监测仪对实验区进行的多点分层测试表明,该仪器监测数据可靠,工作正常,符合自动化和实时化的监测技术要求.     

四川雅安地质灾害时空预警试验区初步研究

借鉴美国旧金山湾和香港地区的经验,提出了地质灾害监测预警试验区建设和研究思路。经过近两年的工作,初步建成了四川雅安地质灾害监测预警试验区。取得的阶段性成果主要有:(1)根据现场考察和试验区地质灾害数据库,统计研究了降雨型滑坡的几何特征;(2)建成了由20台遥测雨量计构成的降雨观测网,取得了2002年4月～2003年8月的降雨观测数据;(3)结合历史降雨资料分析,初步研究了雅安试验区的年、日、小时和十分钟最大降雨特征;(4)研制了斜坡岩土体含水量野外监测仪,取得了桑树坡试验点2003年4月～8月的实时监测数据;(5)自上而下分4层研究了斜坡岩土层含水量变化,发现了岩土层含水量变化对降雨过程的滞后性;(6)基于区域地质灾害评价预警的递进分析理论与方法(AMFP),利用地质灾害因子分析结果,分别计算了雅安试验区地质灾害"发育度"和"潜势度";(7)利用2003年8月23～25日的过程降雨观测资料,对雅安试验区在该降雨过程中发生的地质灾害事件进行了时空预警反演模拟研究,计算出的地质灾害"危险度"分布比较符合实际,"危险度"可以作为预警指数使用。     

时域反射技术测量海洋沉积物含水量的研究

时域反射技术(TDR)已被广泛应用于农业、地学等领域的水体分布特征研究。经实验发现,当沉积物孔隙水的盐度高于约0.5%时,利用传统的TDR探针无法测量沉积物的含水量。通过对TDR探针进行改进,发现加套管的TDR探针可以测量高盐分沉积物的含水量。观测了向干砂中加入盐度为0、0.5%、2%和3.5%溶液过程中介电常数的变化情况,初步建立了此种情况下沉积物的介电常数与含水量间的经验关系式。这一研究将为TDR在海洋沉积物含水量和水合物饱和度测量等方面的应用提供新的方法与思路。     

TDR测定土壤含水量的标定研究

探讨了TDR测定土壤含水量的原理,并对黑河上游阿柔试验样地取土样进行了土壤体积含水量测定的室内标定试验,得出相关性较好的TDR测定土壤体积含水量的关系式.结果表明:通过室内土样同填建立的,TDR测定的体积含水量与土壤实际含水量相关性很好,可以利用TDR精确的测定土壤含水量,为黑河遥感项目提供精确的地面土壤水分数据,为遥感反演和验证提供基础数据.所得到 的标定结果对于具有相同土质的黑河中游土壤具有参考价值.     

柴油污染砂土中体积含水量TDR测试研究

摘要为了研究柴油污染砂土体积含水量的快速测试方法,通过向砂土中人为掺入不同比例柴油,配制成不同污染程度的有机物污染土,并通过对受柴油污染的砂土进行TDR测试,探讨一定干密度下砂土介电常数与砂土含水量和含油量之间的关系。试验结果表明：当砂土中只含有去离子水或孔隙液为去离子水与柴油混合液时,TDR反射波形随着含水量的增加有明显延迟现象,计算得到介电常数随含水量的增加而增大;当砂土中只含有柴油时,TDR反射波形随着含油量的增加只有小幅延迟,计算得到的介电常数亦随着含油量的增加而增加;TDR测试可用于快速检测柴油污染土的污染程度。     

探地雷达测定地基土含水量的实验研究

利用室内模型槽,采用探地雷达开展了测定地基土含水量的室内实验研究。通过对探地雷达反射波法测定的介电常数和烘干法测定的含水量之间的曲线拟合,提出了实验用粉土的含水量与介电常数之间的经验公式。与实测含水量的对比分析表明,Topp公式在一定含水量范围内有良好的适用性,而本文提出的经验公式较Topp公式具有更宽的含水量适用范围和更高的预测精度;针对不同类型土建立相应的含水量和介电常数之间的经验公式是必要的,将有助于提高探地雷达测定地基土含水量的精度。     

BH-1型崩滑体多参数自动化监测仪的研究与应用

基于对研究滑坡体在发生前后的变化过程和规律,进行了无线传输技术和自动化监测技术的研究,开发了为地质灾害监测预警所需的BH-1型崩滑体多参数自动化监测仪。通过对整个崩滑体的物理性能、位移形态变化的实时监测,研究自动化监测技术,实现对崩滑体多种物理、位移形态参数的全程实时监测。通过对多种参数的分析,实现对崩滑体变化规律的预判,推动地质灾害监测技术的进步。     

便携式地质灾害应急调查工具箱的研究及应用

我国是突发性地质灾害频发的国家,提高地质调查队伍的应急调查效率成为当务之急。本文介绍了一种新研发的便携式地质灾害应急调查工具箱,具有在地质调查的团队合作性、应急性、野外性等多方面的突出特点。现场应用证明,便携式工具箱配合野外数据传输装置,能够快速采集、储存、传输现场资料。野外无纸化录入数据后,自动生成各种规范的地质调查表,实现采集、编辑、输出一体化,大幅度提高应急调查的综合效率,为突发性地质灾害应急调查提供了技术支撑。     

Research on the Distribution and Content of Water Ice in Lunar Pole Regions Using Clementine UVVIS Data

Interest in the Moon started to increase at the beginning of the 21st century,and henceforth,more and more attention has been paid to the content and distribution of water ice in the lunar polar regions.The existence of water or ice in the regolith can apparently change its dielectric features.Therefore,in this article,the Dobson model is adopted and improved according to the Moon's environmental features,to construct the relationship between the volumetric water ice content and the dielectric constant.Ther...     

基于人工智能(AI)的地质灾害防控体系建设

近年来,人工智能（AI）技术得到快速发展,并日益融入到经济社会各个领域,成为当代创新发展的新标志,智能防灾减灾将成为未来发展的趋势和研究的热点。在回顾AI发展现状与趋势的基础上,系统梳理出以往地质灾害风险防控的数据依据和传统技术方法,分析了可能采用的潜在AI方法,初步搭建了基于AI的地质灾害风险防控体系建设方案。研究表明,AI技术为地质灾害风险防控提供了新的技术途径,但目前尚无可照搬或可移植的成熟技术或解决方案。智能防灾减灾体系包括早期识别、风险评估、风险防控等3个主要环节,其中最重要的环节是早期识别,传统方法与AI技术融合的关键参数为斜坡失稳概率或泥石流发生概率;根据所依据的数据资料将早期识别方法归纳为图像识别、形变识别、位移识别、内因识别、诱因识别和综合识别等6种方法;提出了从数据层、方法层和应用层3个层次构建基于大数据智能混合优化的地质灾害风险防控平台。认为数据驱动的智能模型与理论驱动的物理模型融合是地质灾害风险防控发展的趋势。     

岩土工程勘察质量有关问题及对策

岩土工程勘察是工程建设中的极其重要的一个基础环节,其质量的优劣直接影响工程建设的质量和社会经济效益和使用安全。目前,岩土工程勘察中尚存在不少问题,根据多年从事岩土工程勘察工作的实践,分析了影响岩土工程勘察质量的若干主要因素,提出了提高岩土工程勘察质量的对策建议。     

北京飞云瀑景点崩塌地质灾害分析及防治方法研究

近15年来,北京飞云瀑景点附近发生过2次大规模崩塌,崩塌堆积岩块体积累计达450 m3,崩塌岩块已滚落覆盖至景区小路。经勘查,确定了1处危岩体及1处危岩带,该危岩体及危岩带对本景点的正常观赏及过往游人构成极大威胁。本文对该景点的崩塌地质灾害地质特征进行了简要介绍;对地质灾害成因、自然发展趋势等进行了初步探讨;对危岩体(带)的稳定性进行了计算、分析及评价;对可能采用的治理方法进行了比选分析。为了最大程度地保护景观资源,最终选择了以避让为主的治理措施,并对选定的治理方案及计算进行了阐述。     

温度对FDR测量土壤体积含水量的影响

为研究温度对FDR测量土壤体积含水量的影响,采用基于FDR技术的两种土壤水分传感器TDR-3和PR2,在环境温度范围为5～60℃条件下,对南京地区的粘性土土样进行了土壤体积含水量测试分析.结果表明:基于FDR技术的土壤水分传感器测量土壤水分时存在明显的温度效应,两种传感器所测的体积含水量与温度之间均呈线性递增关系,TDR-3的温度修正系数范围为0.2%～0.3%(v/v)·℃-1,PR2的温度修正系数范围为0.1%～0.2%(v/v)·℃-1.研究成果对于提高FDR测量结果的可靠性具有重要意义.     

前期土壤含水量对水文模拟不确定性影响分析

前期土壤含水量是影响洪水形成的重要流域物理因素,在该次水文模拟中土壤初始含水量采用新安江日模型计算得出.研究中,通过改变日模型模拟的时间长度TP,来研究初始时刻土壤含水量的变化对洪水模拟精度的影响.结果表明:初始土壤含水量对于洪水模拟的精度有显著影响,不同日模型计算时间可以使次洪初始土壤蓄水量W的变化达到42%,而相应的洪峰偏差达到57.7%.土壤和降雨观测数据分析显示,土壤体积含水量与前期累积降雨量有一定地相关关系.为有效解决传统模型与流域真实物理属性数据的融合问题,初步建立了实测土壤体积含水量数据与模型中土壤湿度参数及前期降雨的经验关系.     

非饱和土抗剪强度随含水量变化的试验研究

在土力学中,非饱和土的抗剪强度一直是研究人员所关注的重点。土体的抗剪强度随含水量的不同变化明显。试验以云南某重塑土为研究对象,采用常规直接剪切试验为手段,对不同含水量土样的抗剪强度参数进行测定。试验结果表明,土样的抗剪强度不是单调地随含水量的增加而降低,而是呈现出有起有伏的抛物线状,对进一步认识土体强度随含水量变化规律有积极意义。     

含水率对分散性土抗剪强度特性影响的微观解释

分散性土作为一种水敏性特殊土,具有遇水失稳解体的特性,该特性对水利和岩土工程极为不利。为了加强分散性土力学强度及力学强度影响机理方面的研究,以吉林西部乾安地区分散性土为研究对象,通过直接剪切试验和扫描电子显微镜（SEM）分别对不同含水率（5.0%~24.0%）的重塑试样的抗剪强度（垂直压力50、100、200和300 kPa）和微观结构进行测试与观察。结果表明：1）含水率的增加会导致剪应力-剪切位移曲线从应变软化向应变硬化转变,过渡区间为8.0%~11.0%,转变优先出现在高垂直压力下。2）随含水率的增加,内聚力总体呈下降趋势,拐点含水率分别为17.0%和23.0%,内摩擦角则表现出减小—增大—减小的规律,拐点含水率分别为11.0%和17.0%;内聚力的变化受盐分赋存状态和含水率共同作用,内摩擦角的变化受内聚力和黏滞阻力共同影响。3）在Na⁺作用下,随含水率的升高,黏粒结合水膜迅速增厚,结构单元体逐渐解体,颗粒的胶结作用逐渐减弱;结构单元体由大颗粒向小颗粒转变,土体孔隙由大孔隙向小孔隙发展。4） SEM图像定量分析提取到的土颗粒结构单元体形态参数与抗剪强度表现出良好的相关性（显著性水平p<0.05）,表明抗剪强度的降低是含水率引起分散性土微观结构单元体变化的宏观表现。