斜坡地质灾害的空间预测问题

结合典型实例阐明斜坡地质灾害的空间预测是灾害防治工作的前提条件与成败关键。继而讨论了“斜坡地质灾害空间预测”的内涵与工作程序,以及与斜坡稳定性评价预测相关的斜坡破坏型式,斜坡结构类型,斜坡破坏的环境条件和人类活动的影响等问题。在斜坡地质灾害空间预测的定义中,笔者将预测时段仅限于“工程年代”之内,且前提是保持现有斜坡结构和环境条件,以及可预料的人类活动影响;预测程序是先进行斜坡稳定性预测,然后再对稳定性差或较差的坡段进行灾害危险性(度)预测。关于斜坡破坏型式的划分,一是从它的影响范围和“量”与“质”的关系看都需重视其单次规模;二是要与斜坡的成因结构类型相结合,才能对现场地质调查与研究具有指导意义。为了展示斜坡的成因结构类型对稳定性的控制意义,本文提供了长江三峡工程库区和西部大开发中总结出来的碎屑岩和副变质岩斜坡的新类型系统,并对三类土质斜坡的典型结构特征和稳定性进行了简要比较。关于环境条件对斜坡稳定性影响的量化研究,笔者更看重多个非自体(非本坡段)天然模型观测和滑坡反算的成果。同时建议在全面准确的现场调研的基础上建立确定性地质模型并应用基础学科的相关原理进行单要素的量化分析和单元分析,以便进一步揭示斜坡变形破坏机理。     

加卸载响应比理论在地质灾害预测领域的研究进展

加卸载响应比理论在非线性系统稳定性预测研究中已取得了长足的进展. 在分析加卸载响应比理论内涵的基础上,对加卸载响应比理论自身及其在地震和滑坡预测领域的研究现状进行综述,总结了其在应用中存在的不足之处,指出加卸载响应比理论研究与应用的发展趋势. 并就该理论的两个新进展进行分析,对促进该理论的发展具有一定的参考和借鉴意义.     

区域地壳稳定性研究现状与趋势

回顾了区域地壳稳定性发展历史及现状。区域稳定评价应和工程实际要求紧密结合 ,逐步实现由场地评价—场地利用—地质工程设计的转变 ;在理论上紧密结合“岩石圈动力学” ,“大陆动力学”等当代地球科学发展前沿 ;在分析评价上 ,考虑内外地球动力作用的耦合 ,将地球内外动力地质灾害统一起来分析 ,建立统一地质灾害动力学模型 ,最终实现区域地壳稳定性研究的系统化和定量化     

极端地质灾害与风险

极端地质灾害与风险是本文提出的一个概念。在地球演进过程中,极端地质灾害被认为是小概率事件。但这并不意味这种小概率的自然灾害只发生在遥远的未来,也不能排除这种事件发生在我们现在或者未来不久几代人中间。2008年汶川8.0级强震,吞噬了数万人的生命,大量的建筑被损毁,就是这种极端自然灾害的典型实例。它再一次向人类发出警告,一旦产生,后果将非常可怕。因此作者呼吁工程地质学家们要注意并研究这种极端灾害与风险。科学地判识可引发极端地质灾害的自然营力级别,为灾害预测提供基础,是工程地质工作的基本目标之一。地圈动力过程的区域研究将对实现这一目标有所帮助。评价一个地方的潜在风险,灾害影响区域的估计方法非常重要,同时对破坏结果和破坏对象易损性相关关系的进一步分析,可以得到一个灾害风险性级别。风险管理的策略中,预警措施和警告要受到足够重视,而不仅仅是工程防护。在极端风险减灾中,公众意识和对灾害的预备程度也同样重要。一系列的减灾的战略措施可以相应地制定出来,这不同于普通的安全设计标准和非工程措施。随着社会和技术的进步,在不久的将来,人类减少和管理极端自然灾害的能力必将大大提高。     

地质灾害防治工程的理论与技术

本文全面阐述了地质灾害的概念 ,地质灾害勘查的目的任务、特点、勘探方法和理论分析要点 ,地质灾害监测的内容与作用 ,地质灾害防治的理论体系与工程技术类型 ,最后讨论了减轻地质灾害的公共政策。     

三峡库区地质灾害调查评价与监测预警新思维

三峡库区地质灾害的调查、研究、监测和工程防治断续进行了近 40年, 为三峡工程建设和生态地质环境保护做出了重大贡献。近几年的研究和移民工程建设发现, 以往的工作也存在某些局限性, 如落后于社会经济发展的需求, 直接服务于山地民居群落的可持续发展和三峡移民工程建设的针对性、预见性和指导性不足; 综合分析技术方法落后; 区域性规律研究程度较低等。结合作者负责的工作, 本文提出了新一轮三峡库区 (19县、市)地质灾害调查研究的新思维, 即指导思想以“保护人类生存环境为中心”, 围绕山地民居和移民工程开展工作; 在综合调查基础上, 建立以空间数据库和分层图形库为核心内容的地质灾害信息系统 (GGIS), 采用“发育度”、“风险度”和“危害度”等量化指标作为地质灾害综合评价、区划和监测预警系统布设的依据; 充分利用现代观测与分析技术, 建立基于“RS”、“GPS”和“GIS”以及群测群防体制等构成的监测预警网络系统。最终目标是实现地质环境开发保护的预指导和防灾减灾预警功能。     

强震区城市地质灾害风险管理的研究内容与方法探讨

地质灾害风险管理是一种寻求更加合理有效的地质灾害减灾防灾的理念和模式。随着山区城市化进程的加快,经济和人口在城市的相对聚集,加之强烈地震活动,使得山区城市面临风险不断地提高。研究强震城市风险管理,已成为当前城市防灾减灾工作的一项重大课题。本文概述了国内外研究进展,提出该研究方向的主要研究内容和研究方法。未来研究内容应该包括（1）强震区城市地质灾害风险结构与风险量化分析,（2）城市地震地质灾害风险判据研究与风险准则建立,（3）强震区城市地质灾害管制的途径和方法研究,（4）强震区城市地质灾害管制的效能监控机制研究,（5）强震区城市地质灾害风险管制的模式与规范体系研究。     

GIS技术在区域地震滑坡危险性预测中的应用——以龙陵地震滑坡为例

地震滑坡是一种有着严重危害的次生地震灾害形式,形成机制复杂,涉及因素众多。运用G IS丰富的空间分析功能,对地震滑坡的影响因素进行研究,并进行潜在地震滑坡区的预测,是地震滑坡研究领域的一种新的发展趋势。本文在对1976年龙陵地震引发的地震滑坡分布特征研究的基础上,结合前人有关中国西南地区地震滑坡特征的研究成果,应用G IS对该区潜在地震滑坡危险区进行了预测。     

基于EEMD和SVR的多自由度结构状态趋势预测

由于工程结构的复杂性和引起结构损伤原因的不确定性,结构早期微弱和潜在的损伤难以识别和预测。为此提出了基于聚类经验模式分解(EEMD)和支持向量机回归(SVR)的结构健康状态趋势预测方法。首先对多自由度结构渐进损伤的加速度振动信号进行聚类经验模式分解(EEMD);再进行希尔伯特变换(HT)计算瞬时频率;然后用回归支持向量机对反映结构健康状态的瞬时频率进行趋势预测。详细分析了各种参数对回归和预测精度的影响,提出了这些参数的选用方法和一般原则。研究表明:该方法具有训练样本少的特点;在采用二阶多项式核函数、回归步长m=3~5、误差惩罚因子C=100、敏感因子ε=0.01时,可以准确地和高精度地预测结构状态趋势,预测精度达到0.24781%。     

中心逼近式灰色GM(1,1)模型在滑坡变形预测中的应用

黄龙西村滑坡位于甘肃天水,属黄土高势能滑坡,滑体体积3.9×10⁵m³,基底为花岗闪长岩。为了提高滑坡灰色GM(1,1)模型的预测精度,采用一种改变背景值的方法--中心逼近式灰色GM(1,1)模型。通过黄龙西村滑坡实例验证分析,结果表明中心逼近式灰色GM(1,1)模型的预测值与该滑坡实际监测值十分接近,且其残差平方和及平均误差百分比明显比传统灰色GM(1,1)模型的残差平方和及平均误差百分比小,具有较高的预测精度。同时,可通过调整模型中参数m的取值,使中心逼近式灰色GM(1,1)模型具有更高的预测精度。经计算,当m=6时,中心逼近式灰色GM(1,1)模型的预测精度比传统灰色GM(1,1)模型提高了5.34%。     

混沌时间序列预测的局域法在边坡变形分析中的应用

边坡作为一个复杂系统,其本身的各种参量是不确定的和随机的,在其演化过程中,表现出复杂的非线性行为,发生一系列的混沌现象。本文运用现代混沌理论,对边坡变形的预测问题进行探索性研究,把混沌时间序列理论引入到边坡工程研究中,对该理论的建立及预测方法进行系统地讨论,为该领域的研究提供完整的技术方法。通过对新滩滑坡的研究结果表明,混沌时间序列方法对混沌序列的预测较线性时间序列具有较高的精度。     

泥石流预测、预报技术方法的研究现状浅析

泥石流灾害的预测、预报是减灾防灾重要环节和基础。在充分研究泥石流形成条件基础上 ,正确预测、预报泥石流 ,是目前最大限度减少泥石流灾害损失所采取的主要方法。本文综合了当前泥石流预测预报的方法 ,分析了泥石流长期、中期、短期预报及泥石流预报的原理 ,不同时期泥石流预报的特征及存在的问题。我国是受泥石流危害最为严重的国家之一。每年由泥石流造成的直接经济损失约达几十亿元之多 ,减少泥石流灾害造成的损失主要取决于预测预报工作等。     

A PARALLEL BLOCK-STRUCTURED MULTIGRID METHOD FOR THE PREDICTION OF INCOMPRESSIBLE FLOWS

In this paper a parallel multigrid finite volume solver for the prediction of steady and unsteady flows in complex geometries is presented. For the handling of the complexity of the geometry and for the parallelization a unified approach connected with the concept of block-structured grids is employed. The parallel implementation is based on grid partitioning with automatic load balancing and follows the message-passing concept, ensuring a high degree of portability. A high numerical efficiency is obtained by a non-linear multigrid method with a pressure correction scheme as smoother. By a number of numerical experiments on various parallel computers the method is investigated with respect to its numerical and parallel efficiency. The results illustrate that the high performance of the underlying sequential multigrid algorithm can largely be retained in the parallel implementation and that the proposed method is well suited for solving complex flow problems on parallel computers with high efficiency.     

PREDICTION FOR FORMING LIMIT OF AL2024T3 SHEET BASED ON DAMAGE THEORY USING FINITE ELEMENT METHOD

This paper presents the application of anisotropic damage theory to the study of forming limit diagram of A12024T3 aluminum alloy sheet. In the prediction of limiting strains of the aluminum sheet structure, a finite element cell model has been constructed. The cell model consists of two phases, the aluminum alloy matrix and the intermetallic cluster. The material behavior of the aluminum alloy matrix is described with a fully coupled elasto-plastic damage constitutive equation. The intermetallic cluster is assumed to be elastic and brittle. By varying the stretching ratio, the limiting strains of the sheet under biaxial stretching have been predicted by using the necking criterion proposed. The prediction is in good agreement with the experimental findings. Moreover, the finite element cell model can provide information for understanding the microscopic damage mechanism of the aluminum alloy. Over-estimation of the limit strains may result if the effect of material damage is ignored in the sheet metal forming study.     

用损伤理论方法预测铝合金薄板成型极限

应用各向异性损伤理论研究2024-T3铝合金薄板的成形极限,通过构造有限元单胞模型预测薄板结构的极限应变.单胞模型由两相材料组成:铝合金基体和金属强化物.基体采用全耦合弹塑性-损伤本构方程描述,而金属强化物则视为弹脆性材料.采用所提出的缩颈准则,得到了双轴拉伸状态下铝合金薄板的极限应变,和实验结果比较两者吻合较好.研究结果揭示有限元单胞模型可以提供铝合金的细观损伤机理信息,当忽略材料的损伤影响,采用金属薄板成型理论的研究结果将过高估计薄板的极限应变.     

黏弹性本构关系构建方法及应用举例

黏弹性力学是力学重要分支之一。本文从基本的黏弹性元件出发,逐级从黏弹性变形基本单元推广到普遍的黏弹性变形模型,引入并推导本构方程。最后结合典型黏弹性材料的高温蠕变行为,介绍了黏弹性理论在工程实际中的应用。结合笔者近几年的黏弹性理论教学实践,结合学生的课堂反应,从教学内容、方法和环节等方面进行探讨。文中教学措施可为讲授力学课程的教师提供参考。

     

疲劳寿命估算的能量法及其实验研究

根据疲劳损伤滞后能等效原理,导出了缺口件与光滑件的当量应力关系,通过Ｎｅｕｂｅｒ公式和饱和应力应变关系,可确定当量应力取值;采用定量方程随机化方程,建立了γ－ｐ－ε－Ｎ曲线（置信度－可靠度－应变－寿命曲线）公式及其实验测试方式;根据疲劳累积损伤理论和γ－ｐ－ε－Ｎ曲线公式,得到了随机载荷谱作用下构件疲劳寿命估算公式;最后,实验验证了复杂实测载荷谱作用下,ＬＹ１２ＣＺ铝合金含孔试样的疲劳寿命估算结果     

确定边坡潜在滑面的块体理论方法及稳定性分析

基于复杂边坡一般由多种岩性组成,且其稳定性往往受岩体结构控制,加之边坡滑面的逐步形成特点,本文提出了采用块体理论确定复杂边坡滑面位置方法,并采用Sarma极限平衡法及其它滑面形状分析了某大型边坡工程的稳定性,验证了所提方法的正确性。     

张拉整体三棱柱几何作图法找形与找力

力学和几何学是密不可分的,本文给出了一种几何作图法进行端面平行时张拉整体三棱柱的找形方法和作图确定自平衡内力大小的找力方法,并推导出找形后张拉整体三棱柱自平衡内力的力密度计算公式,通过算例验证了几何作图法找形与找力的正确性。几何作图法找形和找力方法操作简单,直观可控,可以在CAD软件中实现,甚至可以纸上手绘实现;自平衡力密度公式简单,表达直观,是力密度法的一种几何实现。