现代新技术新方法与工程地质

本文阐述了瓣技术，新方法应用于工程地质研究取得的进展，内容涉及原位测试技术，数值模拟技术，物理模拟技术和物探测技术，这些方面的研究推动了工程地质学的发展。     

多参数岩体结构面优势分组方法研究

在岩体力学和水力学分析中,搞清岩体结构面的分布规律是一项重要的基础工作。当岩体结构面的产状一致,而其他性质不一致时,岩体结构面的力学和水力学性质是不同的,而传统的方法仅根据岩体结构面的产状进行分组,这势必存在缺陷。提出了一种基于变尺度混沌优化算法的多参数结构面数据的优势组划分方法,通过度量结构面之间的相似性建立目标函数,运用变尺度混沌优化算法搜索目标函数的最优解来确定聚类中心,可同时考虑结构面的多个参数,把具有相似性质的结构面归并成组。通过计算机模拟的结构面数据验证了此算法的正确性,最后将此算法应用于实际工程中测量的多参数结构面数据的优势组划分,得到了清晰可靠的分组结果。     

基于主成分分析的FCM法在泥石流分类中的应用

选取流域面积、最大高差等12个传统泥石流沟评价因素和圆度、平均长度等4个沟谷形态统计要素对泥石流性质进行评价;利用主成分分析法对分析因素进行降维,将16个分析因素降维形成线性无关的6个主成分,大大减小了分析的复杂性,并且证明了考虑沟谷形态统计要素的必要性;并利用FCM法(模糊C-均值聚类法)对研究区域27条泥石流沟进行分类,把泥石流沟分为3类。结合分类结果及现场调查,证明分类结果与现场的实际情况吻合较好,并针对不同的分类提出泥石流防护措施的建议。     

基于人工神经网络的三峡库区丰都县水库塌岸预测

为了建立一个适合于三峡库区的塌岸预测方法体系,采用具有处理非线性关系功能的人工神经网络方法对水库塌岸问题进行研究。通过训练、学习和仿真,获得预测正确率为97.2%的具有7-32-14网络结构的BP神经网络模型,采用该模型对蓄水位为175　m时丰都县各岸段进行塌岸预测,并将预测结果与传统经验公式计算法所得结果及实际监测数据进行对比。结果表明:基于人工神经网络的塌岸预测宽度与实际监测数据很接近,偏差在5 m以内;公式法计算结果与监测值平均偏差为15.9 m,而且对于部分坡段,公式法计算结果比实际监测值小8～11 m,没能预测出塌岸的真正范围。采用神经网络模型对丰都县水库进行塌岸预测,预测结果与实际监测数据平均偏差约3.8%,表明其预测结果可靠。     

距离判别法在公路隧道围岩分类中的应用

将距离判别分析方法应用于公路隧道围岩类别判定问题中,结合前人研究经验,选用隧道洞室围岩岩石单轴饱和抗压强度σc、节理平均间距d、岩石质量指标RQD、地下水情况作为围岩类别判定的距离判别分析模型判别因子,以前人实际工程中公路隧道围岩实测数据资料作为训练样本进行分析计算,建立围岩类别判定的距离判别分析模型。采用回判估计方法对判别结果进行验证,误判率为零,将对样本数据的回判结果与前人应用神经网络方法判别结果对比,判别结果一致。运用距离判别分析模型对浙江省诸永高速公路枫树岭隧道围岩类别情况进行判别,将所选洞段围岩情况判定为Ⅳ类,与规范方法判定结果一致。     

隧道围岩压力的神经网络时间序列分析

围岩压力是隧道开挖后重要的反馈信息之一,受不确定性因素影响,围岩压力监测数据是一个不平稳的时间序列,包括趋势项和随机项。采用BP网络对不平稳时间序列进行数据拟合,处理趋势部分,利用ARMA模型处理随机部分。结合累进算法,对浙江某新建隧道围岩压力进行时间序列预测。结果表明该方法具有较高的预测精度,最大相对误差为3.73%,能够应用于工程实际当中。     

关于北京小流域泥石流早期预警系统的初步认识

泥石流预警系统是保障泥石流山区人民免受财产与人身损失的一个重要保护手段,但预警系统的构成由于泥石流的类型与地质、地形以及水文地质条件等的不同而有所差异。南方有效的泥石流预警系统并不一定适用于北京的泥石流类型,本文根据北京3个县区10个泥石流小流域现场调查获得的信息,提出了北京山区泥石流预譬需实施山洪与泥石流梯级预警的初步认识,供业界同仁商榷。     

三维网络结构岩体力学架构与展望

三维网络结构岩体力学是岩体力学的一个分支。根据笔者20余年对裂隙岩体研究的心得,阐述了三维网络结构岩体力学的主要特点、研究对象,基本架构、主要研究内容与未来的展望。将岩体结构控制论归结为材料强度控制、结构类型控制、渗流通道控制和几何边界控制4个方面。技术层面的主要内容包括三维RQD估算、岩体表征单元估算技术、结构块体搜索技术、定向投影岩体结构面三维连通率估算技术以及岩体三维渗径搜索技术等。理论层面主要由球面投影理论、概率统计理论、随机动力学、几何拓扑理论、块体理论、非线性系统理论和裂隙岩体多尺度等效结构模型等构成。强调足量的随机不连续面地质信息的原位统计取样是三维网络结构岩体力学的基础,岩体随机不连续面三维网络数值模拟技术是三维网络结构岩体力学的核心技术。     

呷爬滑坡稳定性的FLAC-3D数值模拟分析

先介绍了呷爬滑坡的概况,然后,分析其成因机制。在此基础之上,利用FLAC-3D软件对在天然状态和蓄水条件下滑坡的稳定性进行了数值模拟研究。通过建立数值计算模型和选取合理的计算参数,模拟出系统不平衡力演化过程曲线图。对其成果图进行了综合分析,为在天然状态和蓄水条件下滑坡的稳定性做出评价,为治理滑坡提供了必要的理论依据。     

昆明地区粉土层基于标贯试验的振动液化平面分布规律研究

通过收集到的昆明地区700个高层建筑的勘探钻孔及水文钻井资料,建立了昆明地区工程地质综合数据库,对昆明市及昆明市粉土层工程地质条件进行了概述,介绍了昆明市粉土平面分布规律,及厚度,埋深规律统计。依据《建筑地基抗震设计规范》(GB50011)采用标准贯入试验判别法判断砂土的液化,根据标贯判别结果,结合昆明市平面地形图,利用Mapgis软件对昆明市粉土层进行了振动液化平面分区,根据液化的喷水冒砂现象,及对建筑物的危害程度,将其分为4个区(不液化区,轻微液化区,中等液化区,严重液化区),并找出液化区的分布规律。