粗粒土力学特性的大型三轴试验及离散元—有限元耦合模拟 被引量：1

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作者 刘重宏 巨能攀 +1 位作者 周新 许烈 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期291-302,共12页

本文旨在探究粗粒土的力学特性,并揭示细观力学组构与宏观变形特征之间的内在关系。综合室内大型三轴试验及离散元—有限元耦合技术,建立还原大粒径块石含量及形状的粗粒土三维数值模型,基于柔性围压加载,考虑Rigid Block刚性块优化块... 本文旨在探究粗粒土的力学特性,并揭示细观力学组构与宏观变形特征之间的内在关系。综合室内大型三轴试验及离散元—有限元耦合技术,建立还原大粒径块石含量及形状的粗粒土三维数值模型,基于柔性围压加载,考虑Rigid Block刚性块优化块石的细观模型,采用PFC程序对粗粒土试样开展了大型三轴试验数值模拟研究,分析粗粒土试样的宏观变形特征及细观力学组构特性。试验研究表明:该试样呈现出应变强化效应,在围压柔性加载下,试样侧向鼓胀变形,试样中部发育“X”形剪切带,竖直方向接触力链逐渐加强,呈现贯通趋势。结合宏观变形特征和细观力学组构综合分析,发现试样在竖直方向由压缩引发的变形程度较试样径向方向由剪切破坏所引发的变形程度更为显著,且竖直各向异性变化程度大于水平各向异性变化程度,这表明细观力学组构与宏观变形特征的变化趋势具有明显的一致性。 展开更多

关键词 三轴试验 粗粒土 离散元—有限元耦合 细观组构

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不同评价单元的滑坡易发性评价精度对比分析

2

作者 许烈 巨能攀 +4 位作者 邓明东 解明礼 周福军 李朝纲 唐颍 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1640-1653,共14页

理县杂谷脑河流域是典型的河流深切峡谷地貌,地质构造活动强烈,滑坡灾害频发。本文综合理县实际地质条件,结合杂谷脑河流域滑坡变形发育特征,从地形、地质和自然3大类因子中选取高程、地形切割深度等16个影响因子,通过频率比模型来量化... 理县杂谷脑河流域是典型的河流深切峡谷地貌,地质构造活动强烈,滑坡灾害频发。本文综合理县实际地质条件,结合杂谷脑河流域滑坡变形发育特征,从地形、地质和自然3大类因子中选取高程、地形切割深度等16个影响因子,通过频率比模型来量化影响因子与滑坡发生的关系,然后应用随机森林(random forest)模型和XGBoost(eXtreme gradient boosting)模型在栅格单元和斜坡单元下分别进行滑坡灾害易发性评价,通过ROC曲线和混淆矩阵对各组合进行精度评估,最后叠加评价单元下的形变速率图,实现杂谷脑流域精确的易发性评价。结果表明:地形、地质和自然因子3大类影响因子中频率最高分别是地形切割深度、地层和土地利用;RF和XGBoost模型中影响因子对滑坡的重要性排序有相似之处,且两种模型在栅格单元下地层是主控因素,在斜坡单元下地形切割深度是主控因素;ROC曲线评估下,RF-栅格单元、RF-斜坡单元、XGBoost-栅格单元和XGBoost-斜坡单元的AUC值分别为0.942、0.928、0.934、0.920,混淆矩阵计算RF和XGBoost预测滑坡易发性的召回率、精确率和准确率的结果中,RF-栅格单元的召回率、精确率和准确率分别为0.935、0.956和0.945,均高于其他3种模型组合。充分说明RF-栅格单元模型对理县杂谷脑河区域滑坡易发性评价的精度比其他组合下的模型高,能够为该区域的防灾减灾提供可靠参考。 展开更多

关键词 滑坡易发性 频率比 随机森林 XGBoost 精度分析

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库水位变化时陡倾软弱顺层岩质滑坡变形机制 被引量：6

3

作者 张琪 巨能攀 +3 位作者 张成强 张建军 柯虎 刘恒 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期206-217,共12页

研究库水位动态变化时陡倾软弱顺层岩质滑坡的变形机制,为库岸滑坡防治及库水调度提供帮助。以四川省大渡河某水电站开顶滑坡为例,通过野外调查资料、库水位及地面监测数据综合分析,研究滑坡结构及变形破坏特征;建立二维地质模型,利用... 研究库水位动态变化时陡倾软弱顺层岩质滑坡的变形机制,为库岸滑坡防治及库水调度提供帮助。以四川省大渡河某水电站开顶滑坡为例,通过野外调查资料、库水位及地面监测数据综合分析,研究滑坡结构及变形破坏特征;建立二维地质模型,利用离散元模拟蓄水前后陡倾顺层岩质滑坡变形响应过程,结合有限元进一步分析库水作用下岸坡稳定性变化规律。研究结果表明,岸坡特殊的地质构造和岩性是控制滑坡产生的主要因素,水库蓄水诱发了滑坡的变形,库水位变化进一步加速了变形进程。当库水位以4.8 m/d、3.84 m/d、1.92 m/d的速率上升时,坡体稳定性呈现先增后减的趋势;当以小于0.5 m/d的速率下降时,岸坡变形不明显,但稳定性急剧降低,极有可能增加变形速率,加剧变形,导致大范围失稳破坏。在水库调度过程中,为避免渗流作用对岸坡稳定性的影响,库水位变化应保持在较小的速率平稳运行。 展开更多

关键词 库岸滑坡 陡倾软弱顺层岩质滑坡 变形机制 离散元数值模拟 开顶滑坡

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多因子组合的地质灾害易发性空间精度验证

4

作者 解明礼 巨能攀 +2 位作者 赵建军 范强 何朝阳 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2023年第5期10-19,共10页

地质灾害的发生是多种因素相互作用、制约和触发的结果。长期以来,研究人员通过统计历史地质灾害所在区域的地质、地形、水文等环境因素预测未来地质灾害可能发生的位置、时间(或频率),即地质灾害易发性评价。地质灾害易发性评价前提工... 地质灾害的发生是多种因素相互作用、制约和触发的结果。长期以来,研究人员通过统计历史地质灾害所在区域的地质、地形、水文等环境因素预测未来地质灾害可能发生的位置、时间(或频率),即地质灾害易发性评价。地质灾害易发性评价前提工作是进行影响因子选取,而地质灾害发生的影响因子有数十种,是否叠加因子越多模型评价精度就越高?是否存在“最优因子数量”?这一简单而又关键的问题值得探讨。文章以四川省汶川县为例,选取11种广泛应用于地质灾害易发性评价的影响因子,按照4种排列组合模型,叠加3到11个因子信息量获得对应的地质灾害易发性指数分布图。运用成功率曲线确定线下面积值对各个结果进行预测精度评价。试验结果表明,按照初步设定的4种排列组合模型叠加因子数量到8个时,模型预测精度达到最大值;但在因子叠加过程中发现各个因子对于易发性的控制性与个人经验确定的控制性存在一定差异,按照实际因子控制性从大到小与从小到大排列组合后,叠加多个关键因子后模型预测精度才会达到峰值。研究成果表明,地质灾害易发性评价中叠加的因子数量越多,模型预测精度越高,叠加过程中如未加入关键因子,模型预测精度将不会达到峰值,说明地质灾害易发性评价不存在“最优因子数量”。 展开更多

关键词 地质灾害 易发性 影响因子 最优因子数量 关键因子

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2019年7月23日贵州水城县鸡场镇滑坡-碎屑流特征与成因机理研究 被引量：42

5

作者 郑光 许强 +4 位作者 刘秀伟 李阳春 董秀军 巨能攀 郭晨 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期541-556,共16页

2019年7月23日20时40分许,贵州省水城县鸡场镇坪地村岔沟组发生高位滑坡,高速运动的碎屑物质沿途铲刮坡面原有松散崩滑堆积物,最终形成体积约为191.2×10~4m^3的堆积体,摧毁坡脚的居民区,造成43人遇难,9人失踪。通过对灾害发生现场... 2019年7月23日20时40分许,贵州省水城县鸡场镇坪地村岔沟组发生高位滑坡,高速运动的碎屑物质沿途铲刮坡面原有松散崩滑堆积物,最终形成体积约为191.2×10~4m^3的堆积体,摧毁坡脚的居民区,造成43人遇难,9人失踪。通过对灾害发生现场进行详细的地质调查,本文综合运用无人机航拍、现场测试等技术手段,对鸡场滑坡特征进行了详细描述,初步阐述了滑坡发生的动力学过程和成因机理,并对残余滑坡堆积体的潜在危险性进行了分析。初步研究结果认为,滑坡源区特殊的地形条件、风化碎裂的玄武岩体和不利的岩体结构面是滑坡形成的内因,强降雨的饱水加载和下渗软化作用,以及公路切坡扰动是导致滑坡发生的外因。鸡场滑坡发生前斜坡无明显的变形迹象,表现出极强的隐蔽性和突发性。滑坡发生后碎屑流远程运动了约1.3 km,造成了巨大的危害。深入研究鸡场滑坡的形成过程和成灾机理,对我国西南山区存在类似条件的地质灾害隐患点的减灾防灾工作,具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 鸡场滑坡 远程滑坡-碎屑流 地质灾害隐患 突发性滑坡 成因机理

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川藏铁路长大深埋隧道地应力场反演分析 被引量：23

6

作者 张敏 黄健 +2 位作者 巨能攀 张雨露 张广泽 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期1232-1238,1257,共8页

西南地区山高谷深,地质条件复杂,隧道工程建设过程中面临着巨大地质灾害风险。桑珠岭隧道作为川藏铁路林芝段的主要控制性工程之一,面临着超长、超埋深诱发高地应力风险,本文通过综合分析隧道区域构造环境与现场实测数据,利用Surfer、AN... 西南地区山高谷深,地质条件复杂,隧道工程建设过程中面临着巨大地质灾害风险。桑珠岭隧道作为川藏铁路林芝段的主要控制性工程之一,面临着超长、超埋深诱发高地应力风险,本文通过综合分析隧道区域构造环境与现场实测数据,利用Surfer、ANSYS等软件构建隧址区三维数值模型,采用应力试算法确定模型加载的边界条件,进一步使用基于有限差分法的FLAC3D模拟计算,获得桑珠岭隧址区范围的初始地应力场。对比分析可见地应力在方向与量值上基本吻合,且与区域构造定性分析结论基本一致。隧道轴线方向地应力场总体表现为:最大水平主应力(SH)>垂直主应力(Sv)>最小水平主应力(Sh),最大主应力方向N30°W^N45°E。基于强度理论分析,隧道深埋段地应力较大,岩爆发生可能性较高。建议施工期间,应加强超前地质预报与监测,确保施工安全。 展开更多

关键词 地应力场 反演分析 隧道工程 数值模拟

原文传递

基于降雨过程自动识别的泥石流实时预警技术 被引量：13

7

作者 何朝阳 许强 +2 位作者 巨能攀 黄健 肖洋 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期703-710,共8页

本文结合对雨量数据的分析,总结了泥石流自动实时监测预警中的一些关键技术,并提出一种基于降雨过程的泥石流实时监测预警的解决方案。在泥石流的监测预警工作中,目前多采用雨强与累计雨量作为主要参数,如何正确识别一场降雨过程,对于... 本文结合对雨量数据的分析,总结了泥石流自动实时监测预警中的一些关键技术,并提出一种基于降雨过程的泥石流实时监测预警的解决方案。在泥石流的监测预警工作中,目前多采用雨强与累计雨量作为主要参数,如何正确识别一场降雨过程,对于提高监测预警的精度具有重要的意义。结合监测数据特征,本文采用詹钱登对降雨过程的划分标准,基于数据库技术实现对降雨过程的自动识别,为后续预警参数的获取提供支撑。由于受雨量计工作模式的影响,其原始数据的时间间隔是随机的,不能直接用于预警模型的计算,因此对雨量监测数据进行等时间间隔的处理。在预警流程方面,如何实现预警过程无人工干预的完全自动、实时与稳定运行,一直是预警工作中的难点,本研究中引入"系统服务"这一技术,将整套预警系统作为系统级别的后台服务运行于服务器上,能够保证整个预警过程稳定地运行,真正意义上实现了泥石流监测预警过程的自动化与实时化。本文研究成果应用于走马岭沟泥石流监测预警中,成功对2013年7月8日的泥石流事件进行预警。 展开更多

关键词 泥石流 监测数据 监测预警 数据库 系统服务

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基于主控因子分析与GM-IAGA-WNN联合模型的平推式滑坡位移预测研究——以垮梁子滑坡为例 被引量：13

8

作者 黄健 李桥 +2 位作者 巨能攀 许强 王昌明 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期862-872,共11页

滑坡位移预测模型是滑坡预警系统建立的核心,而模型可靠性与精确性关键在于主控因子的选取与基础理论模型的构建。学者们通过大量滑坡实例研究,已取得了诸多成果,但是由于滑坡位移变化具有强烈的个性特征及趋势发展的不确定性问题,在多... 滑坡位移预测模型是滑坡预警系统建立的核心,而模型可靠性与精确性关键在于主控因子的选取与基础理论模型的构建。学者们通过大量滑坡实例研究,已取得了诸多成果,但是由于滑坡位移变化具有强烈的个性特征及趋势发展的不确定性问题,在多因子联合作用下的位移预测模型尚有不足之处。本文以西南地区普遍存在的平推式滑坡——垮梁子滑坡为研究对象,结合前人已有的研究成果,综合考虑坡体内外各项影响因子,利用灰色关联度与相关性分析对坡体变形主控因子进行优化筛选。以此为基础,提出一种基于GM(1,1)灰色模型与改进型自适应遗传算法(IAGA)进行优化的小波神经网络(WNN)联合预测模型构建方案。通过对垮梁子滑坡历时5年的监测数据挖掘分析,得知滑坡变形受累计降雨、渗压、地下水位及土体含水率影响显著,预测结果与实际监测比较吻合。相较于传统BP神经网络模型、小波神经网络模型和未优化遗传算法-小波神经网络联合模型,该联合模型具有更好的稳定性与精度优势,在滑坡预警预报研究中具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 滑坡 位移预测 主控因子 遗传算法 小波变换 神经网络

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陡倾顺层斜坡动力失稳机理分析 被引量：4

9

作者 巨能攀 李龙起 黄润秋 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期54-63,共10页

针对汶川地震中边坡的破坏形式与坡体结构密切相关的问题,以"5·12"汶川地震中安县高川乡大竹坪滑坡和干磨房滑坡失稳工点为原型,在充分分析滑坡地区工程地质条件及其动力变形特征的基础上,提出采用3维离散元数值模拟技... 针对汶川地震中边坡的破坏形式与坡体结构密切相关的问题,以"5·12"汶川地震中安县高川乡大竹坪滑坡和干磨房滑坡失稳工点为原型,在充分分析滑坡地区工程地质条件及其动力变形特征的基础上,提出采用3维离散元数值模拟技术进行失稳机理对比分析的思路。结果表明:陡倾顺层硬岩斜坡的动力破坏形式以崩滑为主,陡倾顺层软硬互层斜坡的动力破坏形式以滑移弯曲为主;在相同地震作用下,峰值地面加速度(peak ground acceleration,PGA)放大系数与坡体高程总体成正相关,斜坡同一高度处的PGA放大系数由坡表向坡内总体呈现先增大后减小的趋势;陡倾顺层硬岩斜坡的PGA放大系数总体小于陡倾顺层软硬互层斜坡,硬岩斜坡的PGA放大系数范围在2～3,最大值在坡表的3/4处;软硬互层斜坡的PGA放大系数范围在2.5～4.0,最大值在斜坡顶部。此外,陡倾顺层硬岩斜坡的破坏机制为4个阶段:层面部分贯通滑移—锁固段震荡松弛—上部抛射—底部滑面贯通并失稳,而软硬互层斜坡的失稳机理则为:层面错动-部分贯通滑移—下部局部抛出-局部弯曲—高位横向扩展滑移—下部弯曲折断-整体失稳。研究成果可为西南地区高陡顺层岩质斜坡失稳评价及机理分析提供相应的技术支持。 展开更多

关键词 汶川地震 陡倾顺层斜坡 3维离散元 动力响应 失稳机理

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InSAR技术在地质灾害早期识别中的应用 被引量：15

10

作者 何朝阳 巨能攀 解明礼 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2019年第1期32-39,共8页

我国川西地区近年来发生多次7.0级以上地震,诱发大量震裂山体。震裂山体有着高位隐蔽性特点,对灾区人民的生命财产造成了极大威胁。In SAR技术对于识别潜在崩滑地质灾害有着较好的应用效果,本文采用In SAR技术与地表专业位移监测方法对... 我国川西地区近年来发生多次7.0级以上地震,诱发大量震裂山体。震裂山体有着高位隐蔽性特点,对灾区人民的生命财产造成了极大威胁。In SAR技术对于识别潜在崩滑地质灾害有着较好的应用效果,本文采用In SAR技术与地表专业位移监测方法对杂谷脑河左岸进行地质灾害识别。研究结果表明:通过In SAR技术识别出该区域存在3处变形体,其中黄泥坝子滑坡在2017年8月10日产生整体滑动,西山村滑坡仍在蠕滑变形,裕丰岩变形体(疑似滑坡体)为蠕滑变形;通过地表专业位移监测结果,显示西山村滑坡变形趋势与In-SAR结果一致,验证了In SAR结果的合理性;西山村滑坡体失稳后堆积体运动演化过程具有阶段性特征,即加速滑移阶段、减速滑移阶段、渐进稳定阶段。 展开更多

关键词 震裂山体 INSAR GPS 疑似滑坡

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基于ArcGIS的降雨型地质灾害自动预警系统 被引量：4

11

作者 何朝阳 巨能攀 +2 位作者 赵建军 解明礼 范强 《人民长江》 北大核心 2018年第A02期246-250,254,共6页

地质灾害是在多种因素共同影响下而发生的,单一的气象因素很难准确地反映地质灾害的生成规律,其预警精度、准确性都受到了一定程度的限制。因此,以SWOT分析模型为主要设计思想,开展了以降雨、地质、地形等多因子的区域地质灾害精细化自... 地质灾害是在多种因素共同影响下而发生的,单一的气象因素很难准确地反映地质灾害的生成规律,其预警精度、准确性都受到了一定程度的限制。因此,以SWOT分析模型为主要设计思想,开展了以降雨、地质、地形等多因子的区域地质灾害精细化自动预警模型及系统研究。首先对研究区——安徽省黄山市的地质灾害进行调查,利用Logistic回归模型对黄山市地质灾害易发性进行区划;然后通过对研究区连续5 a的地质灾害发生时的当日降雨量、前期累计降雨量和小时降雨量进行分析,得到降雨诱发区域地质灾害值临界表达式;综合研究区地质灾害易发性分区及降雨临界值结果,完成多因素影响下的区域地质灾害自动精细化预警。应用结果表明:基于ArcGIS平台所开发的区域地质灾害自动预警系统,能够快速有效地实现以乡镇为单位的地质灾害预警,并且黄山市2016年6月20日的预警结果和实际情况验证了所建立的预警模型的有效性与准确性。由此说明:该模型的应用精度较高,实用性较强,能够为地质灾害预警预报提供较好的技术支持。 展开更多

关键词 地质灾害预警 ARCGIS LOGISTIC回归模型 SWOT 黄山市

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基于改进Harris函数的岩石统计损伤软化模型 被引量：9

12

作者 黄海峰 巨能攀 +4 位作者 李路 肖金武 李萌 白洁 卢向涛 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期520-527,共8页

为了反映岩石变形全过程,通过改进Harris函数,假设岩石微元强度服从改进的Harris概率密度分布,结合连续损伤理论,考虑损伤变量修正,建立岩石统计损伤软化模型。采用YSJ-01-00岩石三轴流变试验机进行红层泥岩常规三轴压缩试验,基于红层... 为了反映岩石变形全过程,通过改进Harris函数,假设岩石微元强度服从改进的Harris概率密度分布,结合连续损伤理论,考虑损伤变量修正,建立岩石统计损伤软化模型。采用YSJ-01-00岩石三轴流变试验机进行红层泥岩常规三轴压缩试验,基于红层泥岩试验数据对模型参数进行敏感性分析,阐述模型参数的物理意义,分析累积损伤的扩展过程。引用相关文献中二长花岗岩和砂岩的试验数据,利用本文模型对3种岩石材料的试验数据进行辨识验证,给出初始损伤系数的约束范围,对比3种岩石材料的试验曲线和理论曲线,证明本文模型的合理性和适用性。 展开更多

关键词 岩石 统计损伤 微元强度 Harris函数 软化模型

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崩塌滑坡地质灾害风险排序方法研究 被引量：29

13

作者 解明礼 巨能攀 +3 位作者 刘蕴琨 刘秀伟 赵伟华 张成强 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期184-192,共10页

我国地质灾害具有点多面广的分布特点,而地质灾害风险管控人力和能力有限,因此需要开展地质灾害风险排序工作,筛选出优先管控的地质灾害隐患点,确保地质灾害风险管控对策实施的针对性和高效性。地质灾害风险排序的实质是运用定量化风险... 我国地质灾害具有点多面广的分布特点,而地质灾害风险管控人力和能力有限,因此需要开展地质灾害风险排序工作,筛选出优先管控的地质灾害隐患点,确保地质灾害风险管控对策实施的针对性和高效性。地质灾害风险排序的实质是运用定量化风险评价计算出每处隐患点的风险值,然后根据风险值开展排序工作。目前定量化风险评价模型多用于单个地质灾害点风险评价,并未应用于大范围地质灾害风险排序工作,且模型较为复杂,推广应用较难。在分析崩塌、滑坡地质灾害与其环境因素间的响应关系及规律的基础上,提取崩塌、滑坡地质灾害的主控环境因子与诱发因子,联合人口、物质、资源等易损性因子建立地质灾害风险评价指标体系;基于岩石工程系统相互作用矩阵与专家打分法确定各级地质灾害风险评价指标因子权重,构建地质灾害风险评分体系;并根据风险评价定义,提出了能够快速定量化的简易地质灾害风险计算模型。以贵州省98处地质灾害隐患点为例,开展模型应用验证,风险排序结果与灾害管理机构主观认识的实际风险一致,验证了本模型的合理性与有效性,提高了地质灾害风险管控能力与效率。 展开更多

关键词 地质灾害 崩塌 滑坡 风险评价 岩石工程系统 风险排序 防灾减灾

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郑万高铁宜万段边坡危岩崩落破坏特征 被引量：10

14

作者 黄海宁 巨能攀 +1 位作者 黄健 张成强 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期164-172,共9页

危岩是山区常见的地质灾害之一。以往研究缺少对危岩整体破坏导致危岩解体方面的关注,而危岩在失稳崩落过程中的解体行为却是预测危岩影响范围和防治成效的关键所在。为此,文章以郑万(郑州—万州)高铁宜万段沿线隧道洞口边坡危岩为研究... 危岩是山区常见的地质灾害之一。以往研究缺少对危岩整体破坏导致危岩解体方面的关注,而危岩在失稳崩落过程中的解体行为却是预测危岩影响范围和防治成效的关键所在。为此,文章以郑万(郑州—万州)高铁宜万段沿线隧道洞口边坡危岩为研究对象,从结构面角度出发,对危岩崩落破坏特征进行研究。通过对15个隧道洞口边坡的调查,首先从边坡坡度、岩性组合、相对高差三个方面总结了研究区危岩发育分布规律;然后根据边坡岩体结构特征,分析了危岩失稳模式,并基于边坡上部危岩和下部落石的体积和形状对应关系,进一步探讨了边坡危岩崩落破坏演化过程;在此基础上,利用Rockfall模拟软件对落石运动特征进行预测分析。结果表明:(1)研究区边坡呈上陡下缓地形,上部基岩裸露,坡度基本上≥70°;危岩主要发育于弱风化的灰岩和白云岩中;边坡高差在150~300 m之间。(2)边坡上部危岩将呈阶梯状方式逐渐沿基底结构面滑移或者沿后缘结构面拉裂坠落。(3)研究区危岩崩落破坏模式主要为边坡上部岩体沿结构面解体破坏。(4)大部分隧道洞口边坡落石危险性较大,严重威胁隧道洞口的安全,需要采取相应的防治措施。研究成果可为在建的郑万高铁宜万段隧道边坡危岩的有效防治提供参考。 展开更多

关键词 危岩 边坡 岩体结构 崩落破坏模式 郑万高铁

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弃渣场边坡的粒径分布特征及其失稳机制研究 被引量：19

15

作者 罗浩 霍宇翔 +3 位作者 巨能攀 赖若帆 解明礼 段亮 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期69-79,共11页

弃渣场边坡是一种常见的人工斜坡,其稳定性关系到区域内的道路交通,弃渣场潜在引发的地质灾害对下游地区人民生产生活也有不可忽视的危害。现有的数学统计、摄影-图像分析以及筛分试验等方法在弃渣场边坡的粒径分级特征研究中并不能真... 弃渣场边坡是一种常见的人工斜坡,其稳定性关系到区域内的道路交通,弃渣场潜在引发的地质灾害对下游地区人民生产生活也有不可忽视的危害。现有的数学统计、摄影-图像分析以及筛分试验等方法在弃渣场边坡的粒径分级特征研究中并不能真实反映弃渣场边坡在堆积过程中不同粒径颗粒的分布特点和引起的破坏模式影响效应。为突破这一局限,本文结合泸州市古蔺县叙大(叙永至大村镇)铁路沿线的弃渣场工程实际,采用物理模拟方法重现了弃渣体的堆积过程,研究了弃渣场边坡内的渣体粒径分级特征,以及弃渣堆积体的坡体结构特征。并根据物理模拟的试验结果,结合PFC离散元数值模拟研究了弃渣场边坡在考虑粒径分级情况下由降雨引起的斜坡变形失稳过程。物理模拟研究结果表明:弃渣堆积体的形成是一个动态的过程,在重力及颗粒间相互作用下,形成的堆积体粒径分级程度高,不均匀性强。从上至下颗粒的平均粒径逐渐增大,密度逐渐减小,空隙率逐渐增大。典型弃渣场边坡变形破坏过程的离散元PFC模拟研究表明:在降雨作用下,弃渣堆积体固结沉降、孔隙率降低、抗剪强度降低,弃渣场边坡的稳定性随之降低。整个过程分为应力重分布、中部覆盖层剪切破坏、后缘拉裂、后缘下错、前缘鼓胀、潜在滑面形成及滑面贯通几个阶段。 展开更多

关键词 弃渣堆积体 边坡稳定性 粒径分级 物理模拟 离散元PFC 变形失稳过程

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贵州兴义滑坡特征及过程预警研究 被引量：28

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作者 白洁 巨能攀 +2 位作者 张成强 何朝阳 刘秀伟 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期1246-1258,共13页

由于滑坡岩土体结构的复杂性和破坏机制的多样性,滑坡预警一直以来都是全球性难题,极具挑战性。本文论述了贵州省兴义滑坡特征及其成功预警,并分析了滑坡成功预警的关键因素。在对滑坡现场进行地质调查的基础上,综合应用卫星遥感、无人... 由于滑坡岩土体结构的复杂性和破坏机制的多样性,滑坡预警一直以来都是全球性难题,极具挑战性。本文论述了贵州省兴义滑坡特征及其成功预警,并分析了滑坡成功预警的关键因素。在对滑坡现场进行地质调查的基础上,综合应用卫星遥感、无人机航拍、LiDAR、地表位移监测等技术手段,初步分析结果认为,兴义滑坡属于典型的含软弱夹层的顺层岩质滑坡,滑源区坡体为2014年首次滑动后形成的不稳定斜坡,在不利的坡体结构加之与软弱夹层组合的地质条件下,受到长期重力及地下水作用,最终演变成滑坡地质灾害。兴义滑坡至2014年第一次滑动后,后缘山体对前缘公路和居民就产生了威胁,2019年2月17日凌晨5时53分,贵州省兴义市马岭镇龙井村兴-马大道旁约96×10^4m^3的山体再次发生顺层滑动。在滑坡发生前,研究人员就在滑坡体上安装了全球导航卫星系统(GNSS)和自适应性裂缝计两种位移监测传感器,对滑坡变形进行持续监控。现场监测数据实时传输到研究人员自主研发的“地质灾害监测预警系统”中,系统通过多种阈值综合预警模型自动计算监测数据并发布预警结果,在滑坡进入临滑阶段后,系统提前53min发出了红色预警,完全避免了人员和经济损失。该滑坡的成功预警体现了自主研发的地质灾害监测预警系统、预警模型、监测仪器三者的适用性,可为今后类似滑坡的监测预警研究及应用提供借鉴。 展开更多

关键词 岩质滑坡 成功预警 地质灾害监测预警系统 自适应性裂缝计 综合预警模型

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贵州省崩滑灾害影响因子易发区间评价 被引量：7

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作者 刘蕴琨 巨能攀 +3 位作者 刘秀伟 张成强 解明礼 赵伟华 《灾害学》 CSCD 北大核心 2020年第3期201-207,共7页

贵州省脆弱的地质环境和大量的人类工程活动使其成为地质灾害频发地区。基于GIS空间分析功能和确定系数法对贵州5 288个滑坡和2 614个崩塌以点为评价单元进行数据挖掘,选取工程岩组、矿山相对密度、公路、水系、高程、坡度、坡向七个影... 贵州省脆弱的地质环境和大量的人类工程活动使其成为地质灾害频发地区。基于GIS空间分析功能和确定系数法对贵州5 288个滑坡和2 614个崩塌以点为评价单元进行数据挖掘,选取工程岩组、矿山相对密度、公路、水系、高程、坡度、坡向七个影响因子作为评价指标,根据灾害点的分布规律和野外调查情况对因子重分级,分别将滑坡和崩塌在不同区间的敏感程度量化为CF值,得到影响因子的易发区间。研究结果表明:滑坡的易发高程为950~2 000 m、易发坡度为8°~25°,崩塌的易发高程为1 000~1 900 m、易发坡度为大于30°,崩塌在高程较高、坡度较陡的区域易发性大于滑坡;滑坡和崩塌的易发坡向为南向、西南向、西向,且在南向最为敏感;滑坡和崩塌的易发工程岩组为软硬相间岩类;水系对1 500 m范围内的滑坡影响较大,对1 250 m范围内的崩塌影响较大,影响程度随距离增大而减小;与公路距离小于750 m是滑坡的易发区,与公路距离小于1 000 m是崩塌的易发区;采矿活动对滑坡和崩塌均有影响。研究结果可为贵州开展防灾减灾工作提供数据支撑。 展开更多

关键词 崩塌 滑坡 影响因子 贵州省

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隧道开挖作用下反倾层状岩质边坡变形响应分析 被引量：3

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作者 罗尧晟 巨能攀 +3 位作者 张成强 解明礼 何朝阳 陆渊 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2022年第7期116-128,共13页

反倾层状岩质边坡通常较为稳定,但在开挖扰动等作用影响下容易产生较大的倾倒变形,影响工程施工与建设安全。在西南地区复杂地质条件下对此类边坡进行隧道开挖作业,易发生边坡失稳问题。为此,选取四川汶马高速某隧道进口边坡为研究对象... 反倾层状岩质边坡通常较为稳定,但在开挖扰动等作用影响下容易产生较大的倾倒变形,影响工程施工与建设安全。在西南地区复杂地质条件下对此类边坡进行隧道开挖作业,易发生边坡失稳问题。为此,选取四川汶马高速某隧道进口边坡为研究对象,结合现场勘察、监测数据及数值模拟等手段对反倾层状岩质边坡在隧道开挖影响下的变形特征进行综合分析。结果表明:边坡受内部结构特征控制,隧道开挖后坡底失去支撑,各部位由下而上向临空面倾倒;倾倒体以水平位移为主,位移量值呈现中部大、四周小的态势,且受降雨量影响较大;数值模拟显示边坡在天然状态下为极限平衡状态,隧道开挖后位移由隧道洞口处向上扩展至坡顶,坡内岩体剪切破坏,在类似边坡进行隧道施工时需加强支护。 展开更多

关键词 隧道开挖 反倾层状岩质边坡 边坡变形 边坡稳定 数值计算

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颗粒棱度指标的改进及其对剪切特性的影响 被引量：5

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作者 袁斌 霍宇翔 +1 位作者 巨能攀 宋浩燃 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期167-173,共7页

颗粒的三维形态特征对颗粒材料的抗剪强度有着很大的影响,而现有的研究缺乏对不规则颗粒三维形态的定量评价指标。本文在对实体颗粒进行三维建模后,利用离散元软件PFC3d建立了三维直接剪切试验条件,通过对比室内试验结果完成了对模型的... 颗粒的三维形态特征对颗粒材料的抗剪强度有着很大的影响,而现有的研究缺乏对不规则颗粒三维形态的定量评价指标。本文在对实体颗粒进行三维建模后,利用离散元软件PFC3d建立了三维直接剪切试验条件,通过对比室内试验结果完成了对模型的验证以及参数的选取。利用颗粒的转动张量矩阵来确定颗粒等效椭球体各个轴的长度及方向,基于该等效椭球体改进了三维棱度指数的计算公式,在此基础上分析了颗粒形状对于颗粒材料力学性质的影响。研究结果表明:剪应力随着剪切应变的增加不断增加,曲线呈现出非线性特征,有明显的极值,不同形状颗粒粒组的应力-应变曲线在形态上有很大的不同。随着颗粒棱度的增加,其抗剪强度和内摩擦角都明显增加,其关系可以用对数函数进行拟合。拟合后的关系式表明,抗剪强度及内摩擦角与颗粒棱度的自然对数呈线性关系,其中内摩擦角与颗粒棱度自然对数拟合直线的斜率为7.621、截距为63.653。 展开更多

关键词 颗粒形状 剪切强度 等效椭球体 棱度指数 离散元

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基于无人机的滑坡地形快速重建与稳定性分析 被引量：18

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作者 张欢 巨能攀 +2 位作者 陆渊 万勋 蹇志权 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期171-179,共9页

对滑坡进行快速准确的定量化调查评价可以为滑坡应急处置提供科学依据。无人机航摄系统以其机动灵活、响应迅速等特点,日益成为地质灾害调查的可靠手段。以册亨平庆组滑坡为例,将无人机摄影测量技术应用于滑坡的调查中,总结出一套基于... 对滑坡进行快速准确的定量化调查评价可以为滑坡应急处置提供科学依据。无人机航摄系统以其机动灵活、响应迅速等特点,日益成为地质灾害调查的可靠手段。以册亨平庆组滑坡为例,将无人机摄影测量技术应用于滑坡的调查中,总结出一套基于轻型无人机航摄技术的边坡快速调查与定量评价方法:首先通过多种软件建立高精度三维地质模型,使用有限差分软件进行数值模拟;然后对滑坡变形机制进行分析,并对滑坡稳定性进行评价。研究结果表明:(1)通过Global mapper、Pix4Dmapper、Rhinoceros等软件对无人机采集数据进行处理并建立三维计算模型,具有简便、快捷、可靠的特点;(2)以无人机航摄为核心的滑坡调查评价,能将传统地质的定性分析和数值模拟的定量分析有效结合,为后续应急处置提供有力的依据及数据支撑;(3)册亨平庆组滑坡是在降雨条件下由坡体自重应力作用引发的蠕滑-拉裂式滑坡,调查时滑坡已启动,地面裂缝有加速扩展的趋势。 展开更多

关键词 滑坡 轻型无人机 三维建模 数值模拟 应急调查

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