等值反磁通瞬变电磁法探测滑坡堆积体的应用

西部大开发工程基建中经常遇到滑坡体探测问题,由于滑坡体滑床滑动面与第四系覆盖的电性差异小,常规电磁法分辨困难。为此,提出利用等值反磁通瞬变电磁法(OCTEM)探测滑坡堆积体、反向追踪山体错动面的方案,构建滑坡堆积体地电结构模型,通过正演计算研究滑坡堆积体的瞬变电磁响应规律,从理论上分析了不同厚度的滑坡堆积体瞬变电磁响应规律以及在不同覆盖厚度下的瞬变电磁响应规律;对已知滑坡体的探测试验表明滑坡问题上首先分析堆积体观点的正确性,同时表明OCTEM用于山区滑坡堆积体的探测有效性。     

CSAMT在巴音戈壁盆地铀储层识别中的应用

在电磁法数值模拟中,正演模拟是认识各种地电条件下的大地电磁响应特征的良好途径,模型正演得到的结论,对于资料处理、反演、解释具有积极的指导作用。通过在巴音戈壁盆地开展可控源音频大地电磁测量(CSAMT),结合巴音戈壁盆地已知钻孔资料,建立了初始地电模型,进行模型正演计算得出正演数据,通过对正演数据进行反演计算,确定合理的反演模型和反演参数,提高资料反演的准确性,最后根据对实测数据的反演计算、资料解释、综合分析结果,推断研究区铀储层巴音戈壁组的空间展布特征,解释结果得到钻孔资料的验证,在砂岩型铀矿勘查中取得较好的效果。     

不同物理和几何参数条件下滑坡要素的地质雷达探测响应研究

利用改进的时域有限差分算法,对不同物理和几何参数条件下各种滑坡要素组成的综合模型进行数值模拟,研究滑带厚度、滑带充填介质、滑体岩土类型、滑坡裂缝等的地质雷达探测响应效果。研究结果表明,具有各自物理和几何参数的滑坡要素与地质雷达响应特征之间存在一一对应的数学关联,通过这种关联可以从野外实测数据中有效提取和判读滑坡要素的类型及物理几何特性,为滑坡稳定性评价提供地球物理依据。为了展示该研究成果的适用性,以三峡库区将军滩滑坡的地质雷达野外实测数据为例进行解释推断,成功识别出滑坡体的滑带埋深及分布、滑体的裂缝发育程度等情况,为评价滑坡稳定性,合理优化滑坡治理方案提供了科学参考。     

井间地震层析成像技术的应用

阐述了井间地震层析成像的正反演技术——基于最短路径法的射线追踪正演技术和基于LSQR算法的反演技术的原理,并且通过数值模型对正反演算法进行了较细致的研究,重建了地下构造原像,效果较好。结合工程应用实例,进一步表明井间地震层析成像技术能够更清晰、更客观地反映出地下构造情况,为地质结构研究和后期施工提供更详实的资料。最后,对层析成像的分辨率进行了探讨,指出了层析成像质量的影响因素。     

基于程函方程快速行进法的地震走时层析成像法

地震走时层析成像法是一种利用不同地震台站连续接收到的地震事件,利用地震走时断层扫描反演地球内部速度分布的方法,主要分为正演(射线追踪)和反演两个环节.首先正演利用基于程函方程的快速行进法,实现了对入射波走时场和反射波走时场的计算,接着进行了射线追踪与走时灵敏度矩阵的计算,最后反演采用了子空间算法实现了反射波走时反演,反...     

隧道含水构造电阻率法超前探测正演模拟与应用

针对直流电阻率法超前探测研究中理论研究落后于工程实践的现状和探查效果较差的问题,对隧道直流电阻率法超前探测进行了系统的正演研究。首先,利用有限单元法数值手段对含水断层等多种典型含水构造的超前探测进行了正演,得到了典型含水构造超前探测的异常响应特征,提出了干扰识别与去除这一关键技术,形成了掌子面前方有用信息提取的有效途径,为隧道含水构造的超前探测奠定了理论基础。其次,研制了隧道含水构造超前探测物理模型试验装置和相似材料并开展了物理模型试验,在实验室尺度下对直流电阻率法超前探测这一新型测量方式进行了有益的探索,验证了该方法用于含水构造探测的有效性。最后,结合实际工程进行了超前地质预报实践,实现了对含水构造的定性判断。应用效果表明,直流电阻率法超前探测研究为现场应用提供了指导和参考,并为含水构造的三维反演成像与定位奠定了基础。     

一种层析成像的正演和反演方法

作者在本文中提出了一种层析成像的正演和反演方法，首先对求解区作网络划分，由给定的正演速度模型在网格点上双线性插值，获得整个网格节点的速度分布，然后，对波阵面作一近似，在此基础上，用最小走时最短路径射线追踪法完成正演，反演则是通过正演的方法实现的，理论模型算例表明，本方法效果较好。     

隧道含水构造频域激发极化法超前探测研究

隧道前方含水构造的超前预报是地下工程领域中亟待解决的难题。基于频域激发极化法中频散率参数对水体响应敏感的特点,将其引入到隧道含水体超前探测研究工作中。从理论正演、物理模拟、解译方法等方面入手对频域激发极化超前预报技术进行了系统的研究。利用三维有限元数值模拟技术解决了隧道中频域激发极化超前探测的数值正演难题,并通过对典型含水体的正演研究得到了视频散率对含水构造的响应规律,发现视频散率曲线的极大值是表征掌子面前方含水构造存在的重要特征;基于大量数值正演的结论,提出了一种利用两次探测的视频散率曲线极大值联合判断含水构造位置的方法;物理模型试验和现场实际应用表明,频域激发极化法预报的含水体位置与实际情况基本一致,验证了该方法用于隧道含水构造超前探测的有效性,为解决隧道含水构造超前探测这一难题提供了可行的途径。     

高密度电阻率法二维层析成像研究与应用

电阻率层析成像是基于研究区域边界处的电压和电流值确定区域内部电阻率的分布,它同声波和电磁波层析成像原理有着本质的不同。讨论了电阻率层析成像正演最常用的有限元法,给出了电阻率层析成像反演法的模拟退火方法,并将其成功运用到电阻率成像反演中。应用实例显示,高密度电阻率二维层析成像的分辨率比常规电阻率法解释结果要高,应用前景广泛。     

水平层状介质电磁法数据时频联合反演

通过一维层状介质电磁法数据的时域和频域正演结果,对不同电阻率大小的电阻层进行了反演计算,说明了在这种情况下电磁法数据时频联合反演的合理性.正演计算了一维层状模型下水平电偶极频率域水平电场响应及利用G-S变换计算时间域垂直磁场导数响应;利用最光滑模型约束反演方法建立了时频联合反演迭代公式.通过理论模型反演试算表明,该反演效果较好.     

滑坡灾害空间智能预测展望

滑坡灾害危险性区划是在滑坡编录和灾害敏感性分析结果的基础上,应用定性分析和定量分析、确定性模型和随机性模型相结合对滑坡灾害易发程度进行分区表示.随着地理信息系统和人工智能技术在滑坡灾害区划中的广泛应用,JP2]灾害危险性的定量研究得到进一步的深化和发展.在评述了滑坡灾害危险性区划主要定量模型的基础上,分析了未来滑坡灾害区划的发展趋势,并提出了基于空间数据挖掘的滑坡灾害空间智能预测框架.     

基于预警隶属度函数多模型融合的滑坡预警方法

不同的滑坡预报模型存在预报同一滑坡可能提前也有可能延迟、预报精度差异较大的问题,而且,融合多模型预警方法未能充分体现个体模型预报特征,其融合预警精度不高。在分析模型可靠性的基础上,区分预报提前和延迟2种情况,设计不同的发生滑坡隶属度函数,以最低风险原则确定滑坡预警隶属度函数,利用模糊积分实现多模型融合滑坡预警。利用16个已知滑坡对预报模型进行可靠性评价,另选4个已知滑坡分别进行滑坡发生3d前和1d前多模型融合预警验证实验,结果表明,多模型融合预警虚警率比多个单一模型平均虚警率分别降低16.6%和25.0%。实验表明利用预警隶属函数进行多模型滑坡预警能提高预警精度20.0%左右。     

应用多传感器多模型融合技术提取滑坡综合信息

大型滑坡监测时往往会在同一个滑坡体的不同部位布置多个监测点，以了解和控制其整体变形状况。但目前的滑坡预测预报模型只能一次使用一个监测序列。为了充分利用滑坡各个监测点的监测信息进行滑坡预测预报，论文提出了利用多传感器多模型融合技术，从滑坡体多个监测序列中提取滑坡综合监测信息的数学方法。     

基于不同位移预测模型的地震滑坡危险性评估研究-以天水地区为例

近年来,Newmark累积位移分析方法经过不断的改进和应用成为国际主流的地震滑坡危险性评估方法之一,众多学者基于位移预测模型开展区域地震滑坡危险性评估,然而鲜有针对不同位移模型对评估结果影响的定量研究。以天水地区为例,基于不同的位移预测模型开展地震滑坡危险性评估,对比位移模型对地震滑坡危险性评估的影响,探讨建立适用于我国的Newmark位移预测模型。结果表明:基于不同位移预测模型评估所得的地震滑坡危险性结果整体趋势一致,均能区分区域地震滑坡危险性等级的相对差异,但在同样的危险性分级标准下,所得中、高危险区的分布范围有较大差异。这与位移模型的函数形式及其区域相关性有关,在引入Newmark累积位移分析方法开展地震滑坡危险性评估的同时,应尽快建立考虑地震动衰减特征和工程地质背景的Newmark位移预测模型,为中国潜在地震滑坡危险性预测评估、震后滑坡快速评估等提供技术支撑。      

基于信息量、逻辑回归及其耦合模型的滑坡易发性评估研究:以青海沙塘川流域为例

滑坡易发性定量评估是预测滑坡发生空间概率的重要手段,基于统计分析原理的评估方法目前在国内外应用最为广泛,且不同评估方法的对比研究逐渐成为热点。以青海沙塘川流域黄土梁峁区为例,剖析了信息量模型和逻辑回归模型在滑坡易发性评估中的优越性和局限性,并探索提出基于二者的耦合模型。考虑坡度、坡向、起伏度、岩性、与干流距离、与支流距离和植被指数等7个影响因素,对比分析了基于信息量、逻辑回归及二者耦合模型的滑坡易发性评估的技术流程及结果。3种模型的成功率分别为:耦合模型成功率(78. 9%)>信息量模型成功率(71. 8%)>逻辑回归模型成功率(70. 8%)。在沙塘川流域黄土滑坡的易发性评估中,信息量和逻辑回归模型的表现基本相当,但信息量-逻辑回归耦合模型的成功率明显提升。该研究结果可为黄土高原区滑坡易发性定量评估提供借鉴。     

边坡渐进破坏机理及稳定性分析

在滑坡稳定分析基础上, 建立了推移式滑坡渐进破坏分析法。在机理分析基础上提出了临界状态条块或单元和相应决定方法, 以及两种破坏模式, 模式Ⅰ:整个滑体沿弱面发生破坏, 模式Ⅱ:后缘沿弱面发生破坏, 而前缘局部沿滑体发生剪切破坏, 两种破坏模式临界状态点逐步由后缘向前缘移动。研究了推移式滑坡变形规律, 提出了模式Ⅰ和Ⅱ渐进破坏过程中, 滑面上每一点的时间与位移均呈现不同的S形曲线特征, 对于整个滑体而言, 滑面上每一点的位移与高度关系, 在不同时刻呈现不同的抛物线特征, 提出了滑面位移与时间的关系呈两种类型:非稳定时间曲线和稳定时间曲线。研究了现行滑坡稳定性系数计算特点, 提出了稳定性计算综合下滑力-抗滑力、主推力和基于位移变化的方法。研究了滑坡运动特点, 提出了主滑方向的定义。研究了滑坡有限元稳定计算, 分析了引起滑坡有限元计算不收敛原因, 提出了滑坡有限元计算滑面边界法, 滑面既可以施加理想弹塑性边界, 计算稳定系数可和传统的极限状态相比较, 又可施加不同的应力-应变边界, 获得真实的应力和位移场, 并计算相对应的稳定系数, 对于潜在滑面以概率法、能量法和现场勘查法确定。     

平推式滑坡中底滑面承压水渗流形式对其稳定性的影响

研究平推式滑坡中承压水渗流形式对滑坡稳定性的影响,有利于准确评价斜坡稳定性,对此类滑坡的成灾机制研究具有重要的理论指导意义。基于承压水渗流宽度变化规律,将平推式滑坡中底滑面承压水渗流形式分为辐射流和非辐射流。依据不同的渗流形式,构建了相应的平推式滑坡分析模型,结合地下水向河渠稳定运动相关理论,推导了不同模型中承压水的水头线方程和滑面上扬压力的计算公式,提出了扬压力的3种分布形式,并对平推式滑坡启动判据进行修正,最后结合滑坡实例分析了不同渗流形式对滑坡稳定性的影响规律。     

基于斋藤模型的滑坡临滑时间预报方法改进及应用

滑坡临滑时间预报可根据滑坡变形时间曲线来建立,但现有临滑时间预报模型并未统一计算区间,因此相同模型在不同计算区间得出时间预报值可能存在较大差异。以贵州省龙井村滑坡为例,通过分析滑坡精细化变形数据,以斋藤时间预报模型为基础,确定出进行临滑时间预报的变形计算区间为切线角70°~75°之间,并根据变形曲线在临滑时具有明显上翘特征,导致滑坡发生时间提前的特点,通过分析切线角斜率与计算区间斜率的比例关系,引入修正系数0.5对滑坡时间预报值进行修正。通过近年来甘肃黑方台多次黄土滑坡的精细化变形数据进行检验验证,结果表明,改进的滑坡变形临滑时间预报方法具有良好的准确性和一定的普适性,为滑坡时间预报提供了较为准确的新方法。     

Probabilistic landslide hazard assessment using homogeneous susceptible units (HSU) along a national highway corridor in the northern Himalayas, India

The increased socio-economic significance of landslides has resulted in the application of statistical methods to assess their hazard, particularly at medium scales. These models evaluate where, when and what size landslides are expected. The method presented in this study evaluates the landslide hazard on the basis of homogenous susceptible units (HSU). HSU are derived from a landslide susceptibility map that is a combination of landslide occurrences and geo-environmental factors, using an automated segmentation procedure. To divide the landslide susceptibility map into HSU, we apply a region-growing segmentation algorithm that results in segments with statistically independent spatial probability values. Independence is tested using Moran’s I and a weighted variance method. For each HSU, we obtain the landslide frequency from the multi-temporal data. Temporal and size probabilities are calculated using a Poisson model and an inverse-gamma model, respectively. The methodology is tested in a landslide-prone national highway corridor in the northern Himalayas, India. Our study demonstrates that HSU can replace the commonly used terrain mapping units for combining three probabilities for landslide hazard assessment. A quantitative estimate of landslide hazard is obtained as a joint probability of landslide size, of landslide temporal occurrence for each HSU for different time periods and for different sizes.     

滑坡灾害空间预测支持向量机模型及其应用

随着GIS技术在滑坡灾害空间预测研究中的广泛应用,滑坡灾害空间预测模型成为研究的热点问题。在总结滑坡灾害空间预测研究现状的基础上,简要介绍了两类和单类支持向量机的基本原理。以香港自然滑坡空间预测为例,采用两类和单类支持向量机进行滑坡灾害空间预测,并与Logistic回归模型进行了比较。结果表明,两类支持向量机模型优于Logistic回归模型,而Logistic回归模型优于单类支持向量机模型。