基于单、双重渗透介质降雨边界处理的改进

在降雨入渗模拟中,现有研究无法准确实现复杂降雨条件下降雨边界在流量与压力两类边界之间的双向动态转换。基于饱和?非饱和渗流理论,将降雨补给流量与实际入渗流量的差值作为两类边界动态转换的判别条件,改进了单重渗透介质降雨边界动态转换控制方程,并进一步提出了双重渗透介质降雨边界处理方法及控制方程,在此基础上进行了数值试验及工程实例验证。结果表明：改进的降雨边界动态转换控制方程克服了传统降雨边界只能实现流量到压力边界单向转换的局限性,可准确实现流量边界与压力边界的双向动态实时转换;案例边坡的降雨入渗模拟结果说明了改进后降雨边界的正确性和工程适用性。     

土体-大气相互作用下土质边坡稳定性研究

土体-大气相互作用是指在多种气象要素共同驱动下,地表浅层土体与大气之间进行物质交换与能量传递的复杂过程.受全球气候变化影响,近年来极端气候事件频发.土体的工程性质在日益严峻的气候环境下发生剧烈变化,产生了大量滑坡灾害,给岩土和地质工程领域带来许多新挑战.系统总结了降雨、气温、空气湿度、风以及太阳辐射5个主要气象要素影响边坡稳定性的机制,分析了土体龟裂、地表植被和土体-大气相互作用之间的关联效应.通过介绍各因素在改变边坡稳定性过程中发挥的作用,构建了一个包括气象要素、土体龟裂以及地表植被的土体-大气相互作用分析体系.该体系为今后土体-大气相互作用下土质边坡稳定性研究确定了关键研究问题,所揭示的作用机理可为今后同类研究提供参考.针对该课题的研究现状,笔者提出了今后的研究方向和重点,包括土体-植被-大气相互作用的理论模型、气候作用下冻土坡体失稳机理、极端气候工程地质作用的生态调控措施三个方面.      

基于改进Green-Ampt模型的滑坡稳定时变可靠度分析

降雨入渗滑坡稳定可靠度分析往往仅考虑了土体参数的空间变异性,而忽略土体初始含水率非均匀性空间分布的影响。基于此,推导了不同降雨工况条件下初始含水率任一分布的Green-Ampt入渗模型,利用变步长复化Simpson法求解初始含水率不同空间分布条件下湿润锋深度与降雨历时的函数关系。结合多维正态累计分布函数Mvncdf,计算整个降雨评估基准期滑坡稳定的时变可靠度,并利用某一滑坡实例进行对比验证。计算结果表明,初始含水率空间分布的不同对降雨条件下滑坡稳定时变可靠度的影响十分明显,且相较于初始含水率为均匀和梯形分布;相同降雨条件下,指数分布时滑坡稳定时变可靠度的下降幅度最小。该改进模型适用于土体初始含水率的任意分布,有利于Green-Ampt模型在滑坡稳定性评价的普适性推广应用。     

考虑降雨入渗参数空间变异性的浅层滑坡时效风险分析

降雨条件下边坡所处的滑坡风险状态与土体参数空间分布密切相关,为高效评估降雨诱发滑坡所处的风险等级,应用Python计算平台进行编码,采用修正Green-Ampt入渗模型推导出无限长边坡（infinite slope）的极限状态函数,结合岩土参数随机场理论及一阶可靠度分析方法,得到了降雨诱发滑坡的概率分析结果,并建立了算例边坡的易损性曲线。研究结果表明：相比于传统的边坡稳定性定值分析方法,可靠度分析结果可以较为全面地反映边坡在不同降雨强度以及降雨持时条件下所处的风险状态;当降雨强度超过一定等级后,在相同的降雨持时条件下其强度大小对边坡失效概率的影响不大;在特定研究区域内,当降雨强度已知时,可以通过易损性明确边坡在容许风险等级下的失效时间,为滑坡防控领域的防灾减灾工作提供重要参考。     

土工袋加固膨胀土边坡降雨−日晒循环试验研究

为了解复杂气候条件下土工袋加固膨胀土边坡的效果与机制,开展袋装膨胀土边坡降雨−日晒循环试验,观察并分析边坡位移变形、坡面冲刷、降雨入渗等情况,并与素膨胀土边坡进行对比。试验结果表明：素膨胀土边坡在降雨−日晒循环作用下,边坡表面产生的裂隙较多,容易出现土体流失,土工袋则具有良好的反滤和抗冲刷作用,可以减少袋内和下卧层土体的流失,保持边坡的稳定性;土工袋对膨胀土有较好的约束作用,可以有效地抑制其膨胀变形,减小因变形引发边坡失稳的可能性;土工袋有良好的排水效果,雨水能通过土工袋袋间间隙快速地排出,边坡内含水率的增加幅度较小。     

柴北缘阿木尼克山地区斑岩系Cu、Mo-Pb、Zn、Ag-Au成矿模型初步研究

本文以柴北缘阿木尼克山地区成矿地质背景为基础,选择孔雀沟、达达肯作为典型矿点开展地质地球化学研究。两处矿点均位于柴北缘深大断裂附近,产于泥盆纪火山岩。火山岩属于钾质-高钾钙质碱性岩石,显示了强烈的埃达克岩地球化学亲和性,形成深度为130～250km,有幔源残留物质显示,其成矿地质背景特征与中国大陆斑岩型矿床有着极高的相似性。两处矿点分布有高强度的地球化学异常,初步勘查后显示有较好的找矿成果和成矿条件。达达肯地区蚀变分带明显,深部发育角砾状矿体,符合斑岩矿床的外围(上层)蚀变特征,地面磁法推测深部找矿潜力较大;孔雀沟地区发现有Mo、Pb、Zn、Ag、Au矿,受斑岩体系和北西向构造共同控制,矿点沿北西向构造等距产出,显示了良好的找矿前景。本文以两处矿点为依据建立了斑岩型Mo、Cu矿-浅成低温热液型Pb-Zn-Ag、Au矿的成矿模型,以深大断裂为界划分了Mo-Pb-Zn-Ag-Au(Cu)(南)、Cu-Pb-Zn-Ag(北)两种不同的次级成矿类型,较好的揭示了地质、地球化学、矿床地质、蚀变分带和找矿潜力等因素的内在联系。     

降雨入渗条件下预应力锚索加固边坡稳定性分析

根据目前边坡失稳案例统计,导致边坡失稳破坏的原因多为降雨入渗,目前大多学者对自然边坡在降雨入渗条件下的失稳机理做了大量研究,但是对于不同降雨入渗条件下边坡加固结构及其稳定性是如何随降雨强度的变化而发生改变的研究却较少。以云南昆明某边坡为研究对象,考虑土体饱和-非饱和渗流理论及非饱和强度理论,通过有限元软件MIDAS-GTS分析研究降雨动态过程中边坡加固结构内力的变化规律及边坡的稳定性变化规律。研究发现:①当降雨时长一定时,降雨强度越大,非饱和区越小,负孔隙水压力降低越明显,安全系数越差;②随着降雨入渗的进行,边坡下滑力增大,抗滑力逐渐变小;③降雨入渗对原始边坡的稳定性影响较大,但是对加固后边坡的稳定性影响相对较小;④预应力锚索轴力随着降雨时长增大而增大,当降雨时长一定时,锚索轴力随降雨强度增大而增大。     

滇西北衙超大型斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统关键金属及其成因分析

作为高新产业重要原材料的关键金属,在地壳内平均含量低和分布不均匀,使得其优势矿床类型尚不清晰,尤其是多类型多金属的共存储库—斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统内共(伴)生的关键金属值得深入关注。北衙多金属矿是金沙江-哀牢山成矿带内与喜山期富碱斑岩有关的斑岩型铜金钼-矽卡岩型铁金铜-浅成低温热液型铅锌银金复合成矿系统。在系统梳理前人有关主体金属矿物原位微量元素研究的基础上,本次研究初步查明共伴生的关键金属包括四种：(1) Re：赋存于斑岩型和矽卡岩型矿化的辉钼矿中,含量为2.51×10^-6～62.64×10^-6;(2) Co：以类质同象替代形式赋存于矽卡岩型矿化的磁铁矿中,含量为0.13×10^-6～41.1×10^-6;(3) Bi：以铋化物形式赋存于斑岩型和矽卡岩型矿化中,包括铋铅矿、Bi-Cu硫盐、Bi-Pb硫盐、Bi-Ag硫盐、Bi-Cu-Pb硫盐、Bi-Pb-Ag硫盐和含Bi硫族化合物,其中辉铋矿是主要含铋矿物;(4) Te：赋存于斑岩型、矽卡岩型和浅成低温热液型矿化的硫化物(碲含量：80×10...     

广西寒武系地层建造边缘铅锌矿床成矿构造岩相特征及其找矿意义

广西寒武系地层建造边缘铅锌矿床主要分布于沉积不整合面之上古风化壳或碳酸盐岩建造中,呈浅成中-低温热液类型,具有多阶段成矿及围岩蚀变分带特征。通过成矿构造岩相特征分析,认为矿床成矿建造以碳酸盐岩地层有利岩性、层间滑脱面或层间破碎带叠加区域大断裂为主,控制着层状矿体空间分布,古风化壳层、区域大断裂伴生的次级断裂次之,控制着脉状矿体的空间分布。成矿物质主要来源于生物碎屑岩中的元素迁移。矿床围岩蚀变可划分为强蚀变岩带和弱蚀变岩带,强蚀变岩带蚀变以黄铁矿化、毒砂矿化、硅化、白云岩化、方解石化为主,偶见重晶石化、绢云母化、铅锌矿化。弱蚀变岩带蚀变以黄铁矿化、毒砂化、方解石化为主,偶见重晶石化。地质找矿标志为方解石脉、重晶石脉、蚀变岩带及古风化壳与断裂构造交汇部位。地球化学找矿标志为Pb、Zn、Cd、Hg、As、Ba等元素异常的出现。     

基于最大熵-无限边坡模型的降雨诱发浅层黄土滑坡稳定性评价方法研究

无限边坡（Sinmap）模型在评价降雨作用下浅层黄土滑坡稳定性时精度较低。针对这一问题,基于最大熵（Maxent）模型对Sinmap模型评价进行改进,构建了最大熵-无限边坡（Maxent-Sinmap）模型,评价降雨作用下区域性浅层降雨型黄土滑坡稳定性。以黄土滑坡高发区的陕西省志丹县为例,利用野外及室内相关工作获取地形、岩土体力学参数及地质灾害等相关数据,通过Maxent模型获取主要环境变量,再根据主要环境变量进行分区,通过Sinmap模型对降雨作用下不同分区的浅层黄土滑坡稳定性进行评价。研究结果表明：基于Maxent模型得到志丹县内滑坡主要受坡度、降雨量、地貌、道路缓冲区及归一化植被覆盖指数等5个指标影响,对历史灾点的贡献率分别为27.1%、20.3%、18.8%、18.7%、6.2%。相较于传统Sinmap模型,该模型不稳定区域灾点密度在小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨情况下分别提高了17.26%、16.54%、17.39%、14.20%、12.96%。Maxent-Sinmap模型计算结果相较于Sinmap模型计算结果具有更大的稳定区域,且稳定区的扩大区无历史灾点分布。表明该模型具...