青海木里煤田永久冻土地层钻探技术研究

木里煤田属高寒缺氧地区,冻土（岩）层在钻进中遇热融解、融化,从而使孔内出现大范围的坍塌,造成卡钻、埋钻事故频发,给钻探施工及岩煤心采取带来很大的困难。从钻孔结构设计、钻具选择、低温冲洗液配置等方面进行深入研究,总结出来了一套适用于木里煤田永久冻土地层的钻探技术。应用表明,该项技术将钻月效率从2004年的224m,提高到2006年的424.5m,效果显著。     

多工艺旋挖钻进施工钻具及在冻土层中的应用

针对我国旋挖钻进施工中存在旋挖钻具与主机不匹配、钻具结构形式与地层不适应等问题,研究开发了BS系列旋挖钻斗和AG系列螺旋钻头两种新型的旋挖施工钻具。通过在青藏铁路冻土层基础桩施工中的应用,钻进平均时效达6～10 m/h,较进口同类型钻具提高2～4倍,解决了我国大口径基础桩冻土层施工的技术难题。     

岩体弹粘塑性显式波动有限元分析

真实反映地震动传播特性的分析方法是准确描述岩体地震反应的基础。基于显式波动有限元,采用能够考虑应变率影响的弹粘塑性本构模型,提出了一种用于分析岩体地震反应的新方法,编制了相应的计算程序。以均质岩石边坡为例,计算了EL-CENTRO波输入下边坡的位移和应力反应,并将计算结果与采用粘弹性本构模型的结果进行了比较,初步验证了程序的可靠性。计算结果表明,所提出的新方法能够较合理地计算出地震作用下边坡的永久位移和残余应力。      

三峡工程永久船闸高边坡岩体卸荷松弛特征研究

三峡工程永久船闸高边坡岩体卸荷松弛特征明显,采用地质调查、钻孔声波测试、内外部变形监测、现场变形试验、钻孔芯样力学试验、压水试验、孔壁录像、钻孔弹模测试等手段进行综合研究,结果表明,边坡岩体可划分为强、弱、微三个卸荷带,强、弱卸荷带岩体力学性质有明显弱化,微卸荷岩体力学性质无明显变化。在卸荷带内未产生新的结构面,但卸荷引起了结构面的进一步扩展和张开。岩体变形是结构面张开和岩块变形的综合反映,主要受开挖卸荷影响,锚索对于限制结构面张开作用明显。     

基于PSInSAR的成都地区地表沉降空间分布研究

针对成都地区土地规划利用的需要,采用永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术(Permanent Scatterer InSAR,PSInSAR)对成都地区地表沉降空间分布情况进行了实验研究。结果表明,在该研究时段内研究区域最大沉降量达到24 mm,最大抬升量达到18 mm。研究区西北至东南方向地表在研究时段内发生了抬升,东北至西南方向出现了地表沉降现象,并对可能造成地表沉降的主要原因进行了分析。     

权衡耕地保护与城市扩张的永久基本农田划定--以武汉市为例

永久基本农田划定是实现耕地保护、土地集约利用以及保障粮食安全的有效方式。然而城市的快速扩张给永久基本农田划定带来了挑战,如何协调城市扩张与耕地保护两者的关系、科学合理地划定永久基本农田亟待解决。本文以武汉市为例,结合LESA(Land Evaluation and Site Assessment)方法及LANDSCAPE模型(LAND System Cellular Automata Model for Potential Effects)综合考虑永久基本农田划定与城市扩张的冲突,进行永久基本农田划定,试图协调耕地保护与城市扩张对土地资源需求的矛盾,为"多规合一"背景下科学划定永久基本农田提供方法借鉴,为优质耕地保护及土地利用优化布局提供决策参考。①运用LESA方法对武汉市的耕地进行综合质量评价及等级划分;②基于LESA综合评价结果,运用LANDSCAPE模型对武汉市永久基本农田划定及城镇建设用地扩张进行模拟;③将LANDSCAPE模型划定的永久基本农田结果与基于LESA方法划定的结果进行数量、质量和空间形态上的对比分析。结果表明:2种方法划定的永久基本农田面积相当,质量差异不大。但在空间形态上,基于LANDSCAPE模型的划定结果明显优于基于LESA方法:划定的永久基本农田集中连片分布,形状较为规则。值得注意的是,LESA方法划定的永久基本农田中有15.8%将被新增城镇建设用地侵占,而LANDSCAPE模型能够有效避免这部分永久基本农田被侵占。     

时间序列InSAR监测地表形变

针对相干点目标的时间序列,提出了地表形变InSAR技术监测方法,该方法适用于小数据集分析。并采用郑州地区2007年1月到2010年4月期间的8景ALOS PALSAR数据进行验证分析。研究表明,识别的相干点目标具有大的干涉相干值和小的振幅离差,在时间序列中具有可靠的相位。从误差分析和与ENVISAT PSInSAR结果对比分析表明,该文求得的形变速率标准差在0.34mm/a和5.56mm/a之间,表明提出方法是可靠的。     

城市垃圾填埋场地震稳定分析及永久位移计算

根据城市生活垃圾室内外试验结果，提出了确定浸润线自由面的方法．通过静力和动力有限元计算，对某填埋场边坡进行稳定分析，给出了在地震过程中每一小时段的稳定安全系数．结果表明，在地震过程中，最危险滑动面的位置比较稳定；在此基础上，对Newmark方法进行了改进，使之建立在比较精确的基础上，得到了填埋场在地震作用下的永久位移，对填埋场的抗震设计具有重要的指导意义．这一方法对一般坝体的工程抗震也有很大的参考价值．      

永久散射体雷达差分干涉反演矿区时序沉降场

针对永久散射体差分干涉测量(PSIn SAR)算法流程,发展了基于周期函数模型的空间维解缠方法,并将其应用于矿区时间序列地表变形反演。通过在研究区域内安装人工角反射器(CR),将CR点上计算所得的周期模型参数分量作为整个网络的约束,通过空间约束平差以实现空间维解缠。选取了河南省境内白沙水库附近的煤矿密集区为主要研究区域,采用周期函数模型对矿区线性及非线性形变分量进行模拟,反演了2007年2月—2010年2月的时间序列形变场,并采用研究区域内的水准实测数据作为外部验证数据。实验结果表明:白沙水库周围区域存在着较为明显的沉降,在煤矿分布区域内累积最大沉降量超过了10 cm。沉降区域内以线性沉降趋势为主,非线性沉降较为缓慢,仅在水库的西南方向较为明显。应用已有的水准点实测形变值对实验结果进行验证分析,结果表明该方法精度可达约±2.1 mm,证实了本文采用的方法在矿区地表时序形变反演中的可行性和可靠性,对预防过度采矿导致的矿区塌陷具重要现实意义。