组合式棚洞结构优化及其计算方法

棚洞是山区公路常见的崩塌落石灾害防治结构。本文通过增设夹心层和增设薄壁管二次消能装置对组合式棚洞结构进行了优化。通过对夹层结构等效并采用薄板理论,建立了棚洞优化结构的内力计算式。利用圆柱壳冲击动力学分析二次消能特性,将组合式棚洞优化结构在落石冲击作用下的动力响应分为四个阶段,建立了三个临界冲击速度的计算式。实例分析表明,棚洞优化结构横梁和纵梁的上、下侧最大弯矩比优化前分别降低了19.7%, 23.7%和10.2%。第一、第二、第三界限冲击速度分别为6.24 m/s、13.50 m/s、15.20 m/s。研究成果对组合式棚洞优化结构的构件预制有指导意义。     

强降雨作用下强风化泥岩降雨入渗特性试验研究

土体降雨入渗特性是实施坡面泥石流和土体滑坡发育过程研究的重要因素。研制了人工降雨土柱入渗试验装置,实施了10、20、30、40、50、60 mm/h共6种降雨强度下强风化泥岩的入渗试验,最长降雨历时105 min。试验结果表明：可将土体入渗过程可分为无压入渗、有压入渗和饱和入渗3阶段,其中土体的入渗率在无压入渗阶段和饱和入渗阶段均随降雨历时增长近似为常数,在有压入渗阶段则快速降低;通过定义降雨作用下土体入渗锋,包括初始入渗锋和终止入渗锋,分析了入渗锋所处位置随降雨强度的变化关系,初始入渗锋和终止入渗锋之间的幅值随降雨强度的增大而变宽;提出了可表征重庆地区侏罗系强风化泥岩入渗过程的土体降雨入渗公式。研究成果对于构建重庆地区降雨诱发型滑坡及坡面泥石流的预测预报模型有积极意义。     

重庆市洪崖洞危岩发育机理

危岩是山丘地区常见的地质灾害,严重威胁着人民的生命及财产安全。但是,其在发育过程中具有明显的链式规律,包括宏观链及微观链。根据这一原理,以重庆市整治、开发的重点工程——洪崖洞危岩为例,对危岩发育的链式机理进行了探讨,将危岩体划分为群体及单体两类,分析了影响危岩形成的主要因素与过程。运用材料力学和断裂力学方法,初步得到洪崖洞危岩体的天然稳定时间约为661年。基于平面应变假定,采用有限元数值模拟软件对洪崖洞危岩的发育过程进行计算。在链式发育过程中,危岩体的形成主要是由于岩腔形成过程中危岩体顶部受拉,形成卸荷带裂缝,进而促进了危岩体发生以受拉破坏为主的崩塌,实际与理论计算的结果基本吻合,为危岩治理提供了可靠的理论依据。     

地磁台网指数报告产出系统研发与应用

基于数据中台理念和数据专家(Datist)软件平台,研发设计地磁台网指数报告产出系统,使用国家地磁台网中心等平台产出的地磁指数数据生成报告,通过定时触发和人工触发2种方式实现有关图件的产出,并通过微信完成产品报告推送。本系统组件式、低代码的开发方式便于科研人员的研发、使用与维护,可减少重复劳动。该系统实现了多源异构数据的融合,可自动生成空间数据分析图、各类数据产品图报告,便于相关部门及用户及时了解磁情指数变化,可辅助工作人员进行快速研判并展开相关工作,提高了工作效率,优化了服务能力。     

沟口公路小流域山洪危险性评价——以四川省凉山州美姑河省道公路为例

对美姑河沿线10个小流域山洪灾害对省道公路的危险性进行了评价,得出了山洪高危险性、中危险性和低危险性小流域的分布图件,山洪高危险性和中危险性小流域沟口处的公路路段为汛期高危险路段。利用最新获取的SRTM-DEM数据,基于GIS空间分析技术,提取了美姑河流域及10个子流域的典型地貌参数,综合考虑提取的地貌量化参数与小流域山洪危险性的关系,分级量化了小流域山洪对沟口公路的危险性大小。通过对流域地貌参数的分析,得出流域南北向伸展的狭长外形受区域构造和断层控制,美姑河流域新构造运动活跃,处于侵蚀循环的活跃阶段,与美姑河流域水土流失、泥石流等山地灾害发育的实际情况吻合。     

公路泥石流防治结构冲磨性能优化研究

作为山区公路一种典型地质灾害的泥石流是液相泥浆与固相岩土的二相混合流,对防治结构的磨蚀破坏极其严重,使防治结构的有效使用寿命缩短35%~50%,降低了防治结构安全性能,严重威胁公路交通的正常运营。为增强防治结构耐久性、提高公路交通的安全性能,作者通过泥石流与防治结构的偶合作用、流体力学理论与固体磨蚀原理,从结构设计和构造材料两方面对防治结构的抗磨性能进行了研究,创建了既能避免泥石流直接冲撞、又能降低泥石流磨损的防治结构轴线方程。根据磨蚀量计算理论,对四川西昌平川泥石流防治结构的磨蚀量进行对比计算,优化后的磨蚀计算量约为优化前的36%,抗御泥石流冲击磨蚀的能力得到显著地增强,显示了优化防治结构的优越性。研究成果为合理设计速、排结构与拦渣坝等防治结构提供了理论依据。但是,作为2相流的泥石流,对防治结构的粘滞、摩擦作用是一个非常复杂的过程,也是正确计算磨蚀量的关键参数之一。因此,进一步展开泥石流体物性研究具有重要价值。     

危岩支撑计算方法探讨

利用支撑技术治理危岩，关键需要具备支撑条件，由下述两方面构成：     

白龙江流域第三纪古喀斯特地貌的发现及其意义

笔者在白龙江流域的地貌考察中,首次发现了位于海拔2,000m以上的地区发育有古喀斯特地貌,并可分为三层,分别位于海拔2,200m、2,600m和3,000m的高度,可与区内广泛存在的三级夷平面对比。本文为近年来有关青藏高原古喀斯特发育问题争论提供了一个新的证据。     

塑性泥石流的沉积学特征初探

本文在野外考察基础上,通过粒度分析、粘土矿物分析和化学分析,表明塑性泥石流(泥石流新类型)在沉积特征上与常态泥石流(粘性泥石流和稀性泥石流的总称)有明显的区别。细粒含量高(13％以上);SiO_2、Fe_2O_3、Al_2O_3和CaO是沉积物中最主要的化学成分(80％以上);沉积物属于分选“很差型”;土体塑性指数为10.7,属于中塑性上;挠曲构造是该类泥石流典型的沉积构造;剪切应力是塑性泥石流形成的主要动力条件。     

复杂反倾岩质边坡的稳定性分析方法研究

以坡体内含有多组结构面的复杂反倾岩质边坡为研究对象,考虑结构面未将岩块与母岩彻底分离的情况,建立了复杂反倾岩质边坡的稳定性分析方法。首先,根据岩层的受荷状态和岩层间的接触关系,建立各岩层的挠度计算方法。然后,以岩层的挠度为关联变量建立方程组,通过求解方程组得到各岩层间的层间荷载,进而量化了边坡内各岩块后部结构面受到的荷载,并据此构建了各结构面的断裂力学模型。利用该模型并基于断裂力学建立了各岩块的稳定系数计算方法。最后,通过算例分析表明文中建立的复杂反倾岩质边坡稳定分析方法得到的结果与边坡实际破坏形态基本一致。