高速铁路地基黄土湿陷性评价中的ANFIS方法

文章收集郑西高速铁路地基黄土典型湿陷性试验资料(包括现场大型浸水试验及室内试验),以影响黄土湿陷系数主要因素为基础,运用MATLAB建立黄土湿陷系数的自适应神经网络模糊推理系统(ANFIS)预测模型。通过对样本的训练和预测,表明该模型预测结果与实际黄土湿陷系数十分接近。用多元线性回归法对这些非母体样品进行预测检验,经过对比ANFIS法优于多元线性回归法,证明ANFIS法是一种比较理想的预测方法。     

黄土高原西部黄土工程物理性质及其成因

根据甘肃东部11个剖面黄土微结构、湿陷系数、凝聚力的测定和西安刘家坡剖面孔隙测定, 研究了黄土孔隙度、湿陷性、抗剪强度及颗粒成分在垂向上的变化规律和成因。结果表明, 孔隙度高、湿陷强和抗剪强度弱的层位是风化成壤弱的黄土层, 孔隙度低、湿陷弱和抗剪强度大的层位是红色古土壤或风化成壤强的黄土层。黄土地层工程物理性质在垂向上具有波动变化特征。第四纪冷干与温湿气候的交替和由此产生的成壤过程变化, 是造成黄土地层工程物理性质波动变化的根本原因。黄土湿陷性是在干旱与半干旱地区弱的成壤过程中产生的, 是草原地带灰黄色土壤具有的特征。在不同地区, 湿陷性黄土分布深度存在差别。干旱区分布深度比湿润区大。在干旱区, 强湿陷黄土分布深度可达12m, 中等湿陷黄土可达17m, 弱湿陷黄土可达20m以上。     

黄土自重湿陷变形的脉动液化机理

提出了一种黄土自重湿陷的机理－地球脉动引起饱和黄土液化,简要地介绍了地球脉动的原理,并从土动力学的角度分析了地球脉动引起饱和黄土液化的过程。通过现场浸水试验、地球脉动的定时测量及室内土地试验等,揭示了脉动的幅值、卓越周期与液化程度的关系。最后还分析了影响脉动液化的因素,结果表明,这些因素都有利于液化的产生,从而导致黄土自重湿陷。     

新疆伊犁黄土的物性指标、动力学特性与滑坡

分析了伊犁谷地28个黄土样品的粒径、密度、含水量和孔隙比,测试了震陷、湿陷、动弹模量和塑性指数,探讨了伊犁谷地黄土的物性、动力学特征,讨论了它们与滑坡之间的关系。伊犁谷地的原生黄土主要以粉粒为主,含量为74%,大于75μm的颗粒含量为10%,小于5μm的颗粒含量为15%;黄土天然含水量为4%~16.1%,谷地东部的黄土明显地比谷地西部的更细,伊犁黄土的孔隙比在0.832~0.907之间,有相当的湿陷性。在含水量低于20%时,还会有湿陷。黄土的塑性指数为9左右,比较小,粘粒含量低,易损性大,抗震性能差,具有较强的震陷性。在同样的动应变下,伊犁黄土的动模量较小,随着动应变的增大,其动模量衰减较快。冻融季节是伊犁地区滑坡的多发季节,构造活动强烈的地段也是地质灾害的多发地段。     

湿陷性黄土地基处理措施、原则及方法的探讨

文章对黄土的分布范围、种类以及湿陷机理进行了阐述,根据湿陷性黄土的沉降特征,选择技术上可行,经济上合理的地基处理方法和措施,同时对实际工作中遇到的问题进行分析和解答,通过分析阐明了地基处理的基本措施原则,最后简单地谈到了我国地基处理未来发展的几点建议。     

地理学研究中的模糊信息优化处理方法

分析当前地理学中应用模糊数学方法存在的一些问题。定义一种知识非完备的群体模糊信息,介绍笔者与合作者的一些模糊信息优化处理方法。以地理学中的黄土斜坡稳定性、黄土湿陷、砂土震动液化以及城市防灾规划等为例,说明应用模糊信息优化处理方法的步骤。     

地理学研究中的模糊信息优化处理方法

分析当前地理学中应用模糊数学方法存在的一些问题。定义一种知识非完备的群体模糊信息,介绍笔者与合作者的一些模糊信息优化处理方法。以地理学中的黄土斜坡稳定性、黄土湿陷、砂土震动液化以及城市防灾规划等为例,说明应用模糊信息优化处理方法的步骤。     

黄土粒度分维在公路自然区划中的应用探讨

针对当前黄土地区公路自然区划宏观程度高、实际难应用等问题,研究新的区划方案、寻找理想的区划指标意义重大。以分形理论为基础,分析了甘肃黄土粒度分布的分形结构特征。结果显示,黄土具有良好的统计自相似性,其分维值介于2.15~2.705之间;黄土的粒度分维值可定量表征黄土的物理、力学和水理性质及差异,即黄土的粒度分维值越大,其干密度、比表面积、粘聚力、内摩擦角越大,微、小孔隙含量越高,但其平均孔径、孔隙比、湿陷系数和渗透系数越小,其工程地质性质愈稳定;在空间上,黄土粒度分维值存在显著的区域性变化规律,反映了甘肃黄土地区二级公路自然区划的5个二级区的差异。认为黄土粒度分维值可作为公路自然区划的主要指标之一,参与三级区的划分,为公路工程的设计、施工提供科学依据。     

甘肃通渭县某风力发电项目岩土工程特性及地质灾害评价

拟建风电场场址位于通渭县,工程重要等级为二级,工程勘察等级为甲级,工程区属渭河中上游北部的黄土低山丘陵区,地貌以沟壑和梁峁占主体。区域地质构造属中央造山系祁连山造山带东段,位于中祁连地块,地下水主要为黄土潜水。每台风力发电机组,需开挖一个直径为20m,深度3.0m～4.0m的圆形基坑,应按照不小于1∶0.75的坡率放坡。黄土湿陷为工程区的主要地质灾害,对地基处理时应严格按《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)实施,并对地表做好防排水措施,防止基础下沉。研究结果为工程设计与建设提供可靠的数据支撑。     

GIS支持下的黄土高原地震滑坡区划研究

分析了影响黄土滑坡的各项影响因子,利用层次分析法(AHP)确定各影响因子的权重。在GIS支持下,建立包括各因子图的空间数据库,对各因子进行分级赋值,然后进行因子加权叠加分析,完成三种超越概率下(50年超越概率2%、10%和63.5%)黄土高原地震滑坡区划图。黄土地震滑坡灾害最严重地区一个是宁夏南部及与其相邻的甘肃白银地区,另一个是甘肃天水地区。     

黄土高原山区公路地质灾害综合治理探讨——以陕西北部山区公路为例

黄土高原西北部多砂黄土带,该地区公路边坡滑塌、路堤裂陷、冲蚀等地质灾害多发。这与黄土土质结构及力学性质有关。本文总结陕西北部交通道路——吴(起)华(池)公路的部分路段左侧高陡边坡地质灾害治理案例,分析黄土公路地质灾害防治途径,以期对该区域的公路建设起到指导作用,并对交通工程、油气管道工程,乃至黄土高原山区地质灾害治理起到借鉴意义。     

汉江上游黄土常量元素地球化学特征及区域对比

本文对汉江上游黄土的常量元素含量及相关地球化学参数CIA、Na/K、淋溶系数、退碱系数、残积系数等进行了系统分析。结果显示：① 汉江黄土的主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃,三者含量总和达767.3 g/kg;常量元素含量大小排序为SiO₂>Al₂O₃>Fe₂O₃>K₂O>MgO>Na₂O>CaO。风化成壤过程中Na、Ca、Mg、Si发生不同程度的迁移淋溶,而Fe、Al、K相对富集。② 其风化成壤强度呈现从马兰黄土L₁→过渡性黄土L_t→古土壤S₀逐渐升高、全新世黄土L₀又降低的规律,记录了该区域气候经历了末次冰期（55.0-15.0 ka BP）冷干、早全新世（15.0-8.5 ka BP）增温增湿、中全新世（8.5-3.1 ka BP）达到最暖湿,晚全新世（3.1-0.0 ka BP）降温变干的演变过程。③ 汉江黄土与洛川、巫山、下蜀黄土的元素组合特征高度一致,不同地区常量元素（CaO除外）含量十分接近且UCC标准化值变幅均小于0.25,这暗示了它们风化之初具有相似的风成沉积基础;但不同区域黄土的化学风化强度差异明显,大致呈现洛川黄土<汉江黄土<巫山黄土<下蜀黄土的趋势,与中国现代季风气候的空间变化规律相吻合,即不同地区黄土风化程度差异主要是东亚季风变化影响的结果。     

基于时序遥感影像的黄土滑坡形变与河流水位关系研究——以天水市清泉村滑坡为例北大核心CSCD

河流对岸坡的侵蚀作用是滑坡失稳的重要因素之一,特别是在中国黄土地区。因此,探讨河流水位的季节性变化对黄土边坡稳定性的影响规律,对早期黄土滑坡灾害预警具有重要作用。论文以甘肃省天水市清泉村滑坡为例,分析5年内沿岸边坡形变速率与季节性水位变化之间的关系。基于SBAS-InSAR技术获取滑坡时序形变信息,借助MNDWI与DEM获取边坡底部时序水位信息,并结合GPM降雨数据进行相关性分析,研究发现随着降雨增多、河流水位的上涨,清泉村滑坡的形变速率明显增大,在夏季时滑坡形变量增长较快,并且边坡形变相较于水位季节变化具有一定的滞后性;经相关性分析,得出水位与滑坡形变的相关性系数为0.46,降雨与滑坡形变的相关性系数为0.39,表明清泉村滑坡的形变速率与水位变化更相关。因此,河流的季节性变化对滑坡形变速率具有一定影响,进而造成河流对沿岸滑坡的侵蚀作用呈现出季节性变化。研究揭示的黄土滑坡与河流水位的季节性变化关系,对揭示河岸边坡的演化过程、滑坡识别与灾害防治具有重要意义。     

黄土高原地区沙尘暴形成的自然地理因素:Ⅱ多元回归分析与地带性特征

以黄土高原地区227个县的资料为基础,运用逐步回归的方法,建立了年均沙尘暴日数与影响因子之间的多元回归方程。黄土高原地区沙尘暴的分布具有一定的地带性。从西北向东南,年降水量逐渐增加,气候由干旱、半干旱向半湿润过渡。地表物质由风成沙、沙黄土向典型黄土和粘黄土过渡,天然植被类型由干旱荒漠、干草原、森林草原、草原森林向落叶阔叶林过渡,自然地理因子的地带性分异导致了沙尘暴的频率按同一方向递减。建立的回归方程表明,地表物质的抗蚀性对沙尘暴的影响较大,年降水量次之,大风日数居第三。通过合理的人类活动增加地表的抗蚀性,可以减低沙尘暴的发生频率。     

太仆寺旗土地利用变化时空格局的动态模拟

本文以太仆寺旗为研究区 ,通过将土地利用驱动因子分解为稳定少动控制因子、年际变动影响因子与社会经济驱动因子 ,求解了太仆寺旗土地利用变化驱动因子作用系数矩阵 ,揭示了不同类型因子驱动土地利用变化的方向与强度。在此基础上 ,以CLUE S模型为框架 ,构建了太仆寺旗土地利用变化时空格局模拟模型 ,通过集成基于太仆寺旗土地利用系统动力学模型获取的土地利用变化及其社会经济驱动因子信息 ,动态模拟了太仆寺旗土地利用变化的时空模式 ,进行了参考模式、生态模式与经济模式下的情景分析。     

DCCA在黄土高原流域径流环境解释中的应用

以黄土高原腹地泾河流域12个水文特征指标为“物种”,选取对流域径流有影响的9个环境因子,采用DCCA排序方法定量分析河流径流特征沿环境因子梯度的演变规律。结果表明:(1)DCCA排序的前3轴分别与退化草地比率、降水量、降水强度、植被指数、平均坡度显著相关;(2)河流径流特征沿环境梯度可明显分为输沙量极大的北部黄土丘陵区;平均含沙量极高的中北部黄土沟壑区;径流量大、输沙量小的山地-沟壑过渡区;侵蚀模数极高、径流年内变化极大的中部黄土残塬区;产流量大、年含沙量极低的南部山地区。     

沙尘模式中湿沉降过程的参数化及模拟试验

在调研国内外固体气溶胶湿清除理论研究成果的基础上,从反映物理机制和实际可应用性两方面出发,设计了可考虑不同性质降水(降雨与降雪)拖曳作用的沙尘湿沉降参数化方案,并引入到沙尘模式中。选取2003年4月16~18日我国西北地区一次伴有降水的沙尘天气过程,进行了有无湿沉降方案的数值模拟对比试验,并针对两种降雨清除系数的简化方案做了敏感性试验。对试验的分析结果显示:降水拖曳作用引起的湿沉降对沙尘浓度的分布有比较明显的影响,这种影响从地面到对流层低层都有表现;在降水区,沙尘湿沉降速度与干沉降速度量级基本相当;在本例降水量较小的条件下,湿沉降对降雨清除系数简化方案的选取不很敏感。     

古村落社区旅游参与度及影响因素——西递、宏村、南屏比较研究

以社区家庭为视角,建立基于利益导向的社区旅游参与水平测度指标,以皖南古村落西递、宏村、南屏为实证研究对象,揭示了古村落社区旅游参与度异同及其影响机理。研究结果表明:① 古村落内部、古村落之间的旅游参与度均有不同程度的差异,归因为家庭微观因子与社区中观因子交互作用所致。② 通过家庭微观因子对家庭人均旅游收入影响的通径系数分析,得出三个景区相应的直接通径系数和间接通径系数,发现古村落家庭微观因子的影响方向趋同而影响程度分异,与问卷调查结果分析的一致性也显示了该方法的较强解释力和潜在应用价值。③ 提高古村落社区旅游参与整体水平、缓解参与度空间差异的根本途径在于"让利于民",增强社区分利能力,政府在其中扮演着重要的引导角色。     

灌溉对甘肃中部黄土台塬区地面塌陷及生态环境影响研究

甘肃中部黄土台塬地面塌陷实质上是由水利灌溉引起的新的生态环境问题。文章在深入调查、勘测和试验研究的基础上，综合分析了地面塌陷变形的成因机制，认为黄土台塬地面塌陷变形除了黄土母质理化性质和人类活动等因素外，主要是不合理灌溉引起的。过量大水漫灌使大量渗入的水体将土壤中起固结作用的盐分和粘粒矿物淋溶殆尽，使原始结构破坏，进而崩解、湿陷。随下渗水量的增加，犁底层及以下隔水层孔洞进一步发展为洞穴和陷缝，大面积塌陷变形随之出现，同时也成为台塬滑坡的诱导因素。研究为黄土台塬灌区突出的水利环境问题治理和生态重建方案提供了基础依据。     

基于太平洋海温的冬小麦春季湿渍害预测模型

为了进一步开展冬小麦春季湿渍害的预测预报业务工作,利用江苏省1969-2008 年60 个气象站常规观测资料和冬小麦产量资料,根据场相关分析原理,将江苏省春季湿渍害3 个风险区的湿渍害指数与太平洋海温资料进行相关普查,结果表明:3 个风险区的小麦春季湿渍害指数和西太平洋海温均存在高相关区,主要位于Nino 区和西太平洋北部海区,其相关程度随时间具有一定的变化趋势;挑选出与湿渍害指数相关的强信号海区作为预报因子,通过最优化相关处理提高预报因子相关性;经稳定性和独立性检验,创建了对应3 个风险区的冬小麦湿渍害指数预测模型,所有模型均通过0.01 显著性水平检验,拟合及试报结果理想,表明预测模型具有一定应用价值。