遗传算法在边坡数值计算中的应用

改进了进化方向的遗传算法与有限元数值法，结合并研制了相应的软件。应用该软件对多类型岩土边坡进行弹性模量、内聚力、内摩擦角等参数反演分析，显示误差很小，收敛速度也很快，这说明改进进化方向遗传算法这种新型的优化算法在多类型岩土参数优化估计中具有独特的优势。     

孔隙水压力的变化与滑坡速度的关系

为了研究滑坡运动产生的孔隙水压力与运动速度的关系,建立了滑体饱和状态下的无限斜坡模型,结合有效应力原理
以及剪切滑带处的土体运动定律,推导出滑坡运动速度v、滑带处的孔隙水压力uw 以及滑坡运动时间t 三者之间的解析表达式。
并以三峡库区三舟溪滑坡为例,运用MATLAB编程计算得到三舟溪滑坡的v(t)-uw(t)之间的关系曲线。分析曲线得出:若滑坡
保持某一速度v 匀速运动时,由于土体排水固结作用,运动变形产生的孔隙水压力增量及时得到消散;在滑坡加速运动的过程中,
孔隙水压力值随着加速度增大而增大,当孔隙水压力的增长速率超过土体的固结排水速率时,孔隙水压力大大削减了土体的抗剪
强度,加速了滑坡的破坏。      

巴东组岩石能量耗散规律的实验研究

岩石变形和破坏可以看作能量耗散和释放的过程,基于巴东县城西壤坡库岸巴东组岩石压缩实验数据,利用岩石能量学分析理论,分析了巴东组岩石能量的耗散规律,并探讨了巴东组岩石的破坏模式和库岸斜坡失稳机制。结果表明:(1)压缩试验得到了4类破坏模式,其中楔形剪-张破坏模式的平均能耗最大、沿弱面剪切破坏的能耗最小; (2)峰值前外荷输入能(E1)、峰值前岩块损伤能(ED)及单位长度裂纹耗能率均表明,巴东组岩石在垂向上硬度不均。在构造作用下,岩体内部广泛发育顺层滑脱带; (3)硬度高的岩石常表现为脆性破坏,破裂时能量耗散速度快。硬质岩斜坡在破坏前所集聚的弹性能,远大于破坏时所需的破裂能,易发生剧烈滑动; (4)在矿物成分变化处,巴东组岩石能量分析的各项指标表现出明显的波动,灰质高的岩石强度相对于黏土质高者的强度大。研究成果对于解释巴东组岩石强度特征和巴东城区内滑坡的失稳模式具有参考意义。     

基于GIS的陕西省旬阳地区滑坡灾害危险性区划

西部地区是我国地质灾害的重灾区。随着西部大开发战略的实施，该地区即将开展大规模的基础建设、能源开发等。区域内的经济发展与地质灾害的矛盾将不可避免地暴露出来。为解决这一问题，论文选取中国滑坡重灾区的江汉流域开展灾害危险性区划应用研究。研究区选在旬阳地区的县城近郊，通过MAPGIS软件平台及其二次开发的滑坡灾害分析系统，采用规则网格单元划分方法，运用信息量模型对该区斜坡稳定性进行了．空间定量预测，并依信息量法的结果编制了该区的危险性预测分区图。为政府部门进行土地规划决策、避免在地质灾害易发区进行大规模土地开发和工程建设提供了科学依据。     

基于GIS技术的地质灾害风险分析系统研究

地质灾害的社会经济属性决定了对其规律的研究应有别于传统的工程地质学研究 ,从社会属性方面来分析地质灾害具有更大的社会经济效益。地质灾害的危险性和受威胁对象的易损性是控制地质灾害风险评价的基本条件 ,对这两者的分析评价称作地质灾害危险性评价和社会经济易损性评价。GIS技术支持下的地质灾害风险分析代表着地质灾害研究领域的一个重要发展方向。经过多年研究 ,作者开发出了基于商业GIS软件的区域地质灾害风险分析系统 (RiskAnly)。本文介绍了该系统的设计思路、基本结构和工作过程 ,并利用此系统对我国全国范围的滑坡灾害进行了危险性分析、区域社会经济易损性分析和最终的风险评估。     

基于GIS与WOE-BP模型的滑坡易发性评价

区域滑坡易发性研究对地质灾害风险管理具有重要意义.以往研究中,将多元统计模型与机器学习方法相结合用于滑坡易发性评价的研究较少.以三峡库区万州区为例,首先选取9种指标因子（坡度、坡向、剖面曲率、地表纹理、地层岩性、斜坡结构、地质构造、水系分布及土地利用类型）作为滑坡易发性评价指标.基于证据权模型（weights of evidence,WOE）计算得到的对比度和滑坡面积比与分级面积比的相对大小,对各指标因子进行状态分级;再利用粒子群法优化的BP神经网络模型（PSO-BP）得到各指标因子权重.综合两种模型确定的状态分级权重和指标因子权重（WOE-BP）计算滑坡易发性指数（landslide susceptibility index,LSI）,基于GIS平台得到全区滑坡易发性分区图.结果表明:水系、地层岩性和地质构造是影响万州区滑坡发育的主要指标因子;WOE-BP模型的预测精度为80.8%,优于WOE模型的73.1%和BP神经网络模型的71.6%,可为定量计算指标因子权重和优化滑坡易发性评价提供有效途径.      

面向区域滑坡易发性精细化评价的改进斜坡单元法

易发性评价是区域滑坡灾害风险预警与稳定性分析的基础,针对乡镇尺度的大比例尺精细化滑坡易发性评价,传统基于水文学和地貌学的斜坡单元划分方法难以满足评价精度。针对以上问题,以重庆市万州区大周镇为实例验证对象,形成了适用于精细化评价的改进斜坡单元划分方法。首先从斜坡地质环境孕灾规律出发,综合考虑地形地貌、物质组成、斜坡结构和灾害类型的均一性要求,提出了基于斜坡地质环境一致性的改进斜坡单元划分方法,选择重庆市万州区大周镇为实例验证对象,并与水文分析法、曲率分水岭法进行了对比分析。结果表明：(1)改进斜坡单元法划分的评价单元大小均匀性较好,未出现细碎单元或畸形长条状单元;(2)评价单元的总体形态特征更为合理,形态指数集中在1～2之间,呈现圆形或正方形斜坡形态;(3)改进斜坡单元划分的结果与已有灾害边界范围的叠加重合度最高,能更好地体现滑坡易发性评价或稳定性分析物理意义。研究结论对提高区域滑坡易发性评价的准确性与精度具有重要借鉴意义。     

三峡库区万州区山湾堰塘沉积物特征及演化历史

万州特有的阶梯状地貌特征是万州地区河流地貌演化及水平地层特殊地质环境共同作用的结果,通过系统的野外地质调查、勘探和资料收集,结合2008年堰塘的湖中钻探,对该堰塘沉积物进行系统取样与分析,并进行了沉积物年龄与成分的测定.结果表明山湾陡崖的崩塌与阶地抬升及区域构造运动一致.绘制了山湾滑坡崩塌堆积物各期次沉积剖面,共分为10个崩塌旋回.结合沉积物测年,研究了山湾滑坡体沉积物沉积速率,得出了山湾危岩陡崖后退速率为0.31~0.37 m/ka.      

含软弱夹层库岸滑坡滑带发育特征研究

本文分析了巴东新城区巴东组第3段岩体中软弱夹层的分布特征、滑坡滑带的发育特征,结果表明巴东组第3段岩体中发育的滑坡滑带可与原岩中的软弱夹层对应,软弱夹层受构造剪切和地下水泥化作用发育成以碎石夹泥或黏土夹碎石为主的滑带。分析认为黄土坡滑坡、赵树岭滑坡的深层变形与巴东组第3段次级褶皱发育、层间劈理密集导致岩体破碎有关,而两滑坡滑体结构差异主要原因是原岩中夹层发育密度差异所致。     

考虑水阻力的涉水滑坡运动速度计算模型研究

对于高速运动的涉水滑坡,水阻力是影响其运动速度大小的重要因素。论文设计了包括运动装置、传感装置、速度控制装置和传动装置的块体水下运动阻力的实验系统,分别进行了6块面积不同的块体分别以5种不同速度在水下运动实验,水下运动速度选取5个水平值,分别为0.5ms-1、0.8ms-1、1.0ms-1、1.5ms-1、1.8ms-1; 通过实验分析了压强水头增量与运动速度之间的相关关系,导出了水下运动块体迎水面的压强水头计算模型和迎水面阻力计算模型; 以曲线滑动型涉水滑坡为模型,分析了涉水滑坡水上部分和涉水部分受力模式; 基于滑坡动力学和运动学方程,结合条分方法,提出了曲线滑动型涉水滑坡运动速度的计算模型; 以2007年6月15日发生的清江北岸的大堰塘滑坡为例,分考虑迎水面水阻力和不考虑迎水面水阻力2种情况,分别计算了滑坡的运动速度,定量分析了水阻力对滑坡速度的影响。