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生态脆弱区公路选线优化及生态敏感性研究——以贵州省黔东南州玉屏至镇远公路为例 被引量：8
1
作者 肖雅丹 韦宝婧 +4 位作者 黄泽斌 杨帆 彭兴 吴毅 熊素文 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期219-233,共15页
大规模交通基础设施的快速发展加剧了生态风险,尤其是生态脆弱区的公路建设,易对沿线生物多样性及生态系统构成重大威胁,如何填补这一空白,更好地优化公路选线仍缺乏普遍研究。本研究以贵州省黔东南州玉屏至镇远公路选线为例,采取客观... 大规模交通基础设施的快速发展加剧了生态风险,尤其是生态脆弱区的公路建设,易对沿线生物多样性及生态系统构成重大威胁,如何填补这一空白,更好地优化公路选线仍缺乏普遍研究。本研究以贵州省黔东南州玉屏至镇远公路选线为例,采取客观、定量的评价方法分析公路沿线生态稳定性,通过构建公路生态敏感性评价体系,运用层次分析法(AHP)及ArcGIS空间加权叠加分析,指导其在生态脆弱区的选线优化,有效防止生态系统的进一步破碎和丧失。结果表明:1)从高程(B1)、坡度(B2)、坡向(B3)、水源保护(B4)、土地利用现状(B5)、风景名胜资源保护(B6)、植被覆盖度(B7)、景观破碎度(B8)、地质灾害(B9)9个指标进行评价,权重值由大到小为B7>B1>B4>B8>B5>B2>B9>B6>B3,表明植被覆盖度对公路生态敏感性影响最大,坡向影响最小。2)玉屏至镇远公路生态敏感性分值为1.60~5.62,高敏感区和中敏感区分别占10.72%和25.84%。3)对传统公路选线(B线)与基于生态敏感性选线(K线)指标对比,K线生态敏感性(4.34)低于B线(4.58),提出了不同路段工程建设适宜性与生态恢复策略。本研究为生态脆弱区公路选线提供了科学依据,并可推广至其他领域绿色基础设施的规划与实践。 展开更多
关键词 生态敏感性 评价体系 选线优化 生态脆弱区 层次分析法(AHP) 贵州东部山区
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水岩作用下红层软岩损伤劣化特征及本构模型研究
2
作者 胡惠华 李军伟 +2 位作者 范文韬 林滢 贺建清 《岩土力学》 北大核心 2025年第3期685-694,共10页
以沅麻盆地红层软岩为研究对象,开展不同饱水时长下的岩石单轴压缩试验、电镜扫描试验、弹性纵波波速测试,研究饱水红层软岩力学性质、微观结构、弹性纵波波速随时间的变化规律;采用数字图像处理技术对岩石微观结构特征进行量化处理,定... 以沅麻盆地红层软岩为研究对象,开展不同饱水时长下的岩石单轴压缩试验、电镜扫描试验、弹性纵波波速测试,研究饱水红层软岩力学性质、微观结构、弹性纵波波速随时间的变化规律;采用数字图像处理技术对岩石微观结构特征进行量化处理,定量分析岩石微结构变化特征;基于损伤力学理论,构建水化作用下红层软岩损伤模型。研究结果表明,红层软岩饱水1、2、3、5 d后强度分别下降了14%、27%、39%、80%。随着饱水时间的增加,红层软岩单轴抗压强度单调递减,其破坏模式从脆性破坏模式逐渐往延性破坏模式发展,破坏时岩石破裂面与水平面夹角逐渐变小,主贯穿剪切裂缝周围的次生裂纹数量呈先增大后减小的趋势。红层软岩岩样缺陷面积占比随着饱水时间的增长逐渐增加,孔隙数量与孔隙平均尺寸呈负相关,孔隙数量表现为先升高再降低的趋势,红层软岩缺陷面积占比增量与饱水时间呈线性递增关系;同时,随着饱水时间的增长,红层软岩纵波波速降低,expdecl函数适用于拟合红层软岩纵波波速与饱水时间的关系。建立了红层软岩饱水损伤模型,并将模型计算值与试验值进行对比,验证了模型的准确性。该模型能以无损检测的方式准确预测不同饱水时长下岩石的单轴抗压强度,能较好地描述红层软岩饱水后的损伤特性。 展开更多
关键词 红层 软岩 强度 劣化 损伤模型
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超载预压施工过程软土固结变形特征研究 被引量：1
3
作者 贺建清 王湘春 +3 位作者 胡惠华 陈谦 林滢 张鹏 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期2277-2285,共9页
超载预压法作为一种有效的软土地基处理方法,常被广泛应用于对工后沉降有严格要求的软基处理工程。为研究软土在超载预压、卸荷回弹、再加载(运营)各个阶段的次固结变形特征,尤其是超载卸除后土体的回弹、次固结变形特征,模拟超载预压... 超载预压法作为一种有效的软土地基处理方法,常被广泛应用于对工后沉降有严格要求的软基处理工程。为研究软土在超载预压、卸荷回弹、再加载(运营)各个阶段的次固结变形特征,尤其是超载卸除后土体的回弹、次固结变形特征,模拟超载预压处理软土地基施工过程现场土体受压工况,重塑洞庭湖安乡软土进行一维固结蠕变试验。研究结果表明,超载预压阶段,软土的压缩曲线主、次固结分界明显,次固结阶段的压缩曲线近似直线。随着预压荷载增大,次固结系数呈逐渐减小。卸荷回弹阶段,回弹峰值及达到回弹峰值所需时间与预压卸荷增量比呈线性递增关系,并提出了相应的计算公式。卸除超载可延缓但不能阻止土体次固结变形,次固结系数受预压荷载影响明显,随着预压荷载增加,呈现出逐渐增大的趋势。再加载阶段,主、次固结阶段曲线连接线逐渐平缓,次固结系数随着施加荷载增加呈逐渐减小的趋势。经超载预压处理软土的次固结系数明显降低,超载预压法能有效控制工后沉降。 展开更多
关键词 超载预压 一维固结蠕变试验 洞庭湖 安乡软土 次固结系数 回弹 工后沉降
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复杂地质条件下岩溶台地隧道灾变风险评估:以安平隧道为例 被引量：6
4
作者 胡新红 龚道平 +2 位作者 胡惠华 钟龙辉 姚军 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第4期1679-1688,共10页
复式向斜岩溶台地地质条件复杂,隧道穿越时,多发生突水涌泥等地质灾害。以安平隧道为例,在隧道线路设计初期,从地质角度出发,分析隧道线路范围内存在的5个主要地质问题及可能发生的地质灾变风险,并逐一对其进行评估和评价;采用宜避不宜... 复式向斜岩溶台地地质条件复杂,隧道穿越时,多发生突水涌泥等地质灾害。以安平隧道为例,在隧道线路设计初期,从地质角度出发,分析隧道线路范围内存在的5个主要地质问题及可能发生的地质灾变风险,并逐一对其进行评估和评价;采用宜避不宜扰的地质选线理念,根据评价结果选择路线绕避方案和确定平纵设计指标。研究成果对类似复杂地质条件下的岩溶台地隧道地质选线和路线设计具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 岩溶台地隧道 突水涌泥风险 采空区 瓦斯 地质选线
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超限超载交通对桥梁疲劳损伤及可靠度的影响 被引量：14
5
作者 赵少杰 任伟新 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3045-3051,共7页
为了简便、快速地评估交通荷载对桥梁结构疲劳损伤的影响,采用定性分析结合数据拟合的方法建立车辆荷载参数与结构疲劳损伤度之间的量化关系。根据疲劳极限状态方程,考虑到应力与内力的关系,获得疲劳损伤度与疲劳可靠度之间的关系,并进... 为了简便、快速地评估交通荷载对桥梁结构疲劳损伤的影响,采用定性分析结合数据拟合的方法建立车辆荷载参数与结构疲劳损伤度之间的量化关系。根据疲劳极限状态方程,考虑到应力与内力的关系,获得疲劳损伤度与疲劳可靠度之间的关系,并进一步建立车辆荷载参数与结构疲劳可靠度之间的量化关系式,为准确、快捷地评估车辆荷载对结构疲劳损伤及可靠度的影响提供一种实用方法。根据该关系式,分析超载超限交通对结构疲劳可靠度的影响。研究结果表明:简支梁结构的疲劳可靠度随着荷载系数K的增大呈对数关系降低;较大的车辆轴距对降低结构的疲劳损伤、提高疲劳可靠度有利。 展开更多
关键词 桥梁工程 疲劳可靠度 统计拟合 疲劳损伤 超载超限交通
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洞庭湖砂纹淤泥质土一维固结蠕变模型研究 被引量：14
6
作者 胡惠华 贺建清 聂士诚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1269-1276,共8页
利用一维固结蠕变试验研究洞庭湖砂纹淤泥质土的蠕变特征,建立了适用于描述洞庭湖砂纹淤泥质土应力-应变-时间关系的经验蠕变模型。研究结果表明,轴向应变ε与时间t在双对数坐标系中呈良好的线性递增关系。随着固结应力的增加,lnε-lnt... 利用一维固结蠕变试验研究洞庭湖砂纹淤泥质土的蠕变特征,建立了适用于描述洞庭湖砂纹淤泥质土应力-应变-时间关系的经验蠕变模型。研究结果表明,轴向应变ε与时间t在双对数坐标系中呈良好的线性递增关系。随着固结应力的增加,lnε-lnt关系曲线的斜率显著减小,且相邻两级荷载作用下lnε-lnt关系曲线的间距逐渐变短。在高应力水平下,lnε-lnt关系曲线趋于水平,同时曲线斜率减小的速率明显降低。双曲线函数比指数函数更为适合描述洞庭湖砂纹淤泥质土的应变-应力关系,将Singh-Mitchell模型中的应变-应力关系修正为双曲线型比较符合工程实际。发现lnε-lnt关系曲线的斜率与固结应力呈双曲线函数关系。在此基础上,建立了反映应力水平影响、适用于描述洞庭湖砂纹淤泥质土蠕变特性的5参数修正Singh-Mitchell模型。 展开更多
关键词 砂纹淤泥质土 一维固结蠕变试验 蠕变 经验模型
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沅古坪隧道选线的岩溶水文地质问题 被引量：6
7
作者 骆伟 吴华英 +3 位作者 胡惠华 马德青 张鹏 李振兴 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期253-263,共11页
避开突水突泥的高风险区是岩溶隧道选线的基本出发点。沅古坪隧道穿过岩溶强发育区,为典型的岩溶深长隧道。岩溶地下河、向斜蓄水构造、两侧水库以及地下水位与顶板的高差大等是影响其隧道安全建设的重要因素,也是选线要考虑的关键水文... 避开突水突泥的高风险区是岩溶隧道选线的基本出发点。沅古坪隧道穿过岩溶强发育区,为典型的岩溶深长隧道。岩溶地下河、向斜蓄水构造、两侧水库以及地下水位与顶板的高差大等是影响其隧道安全建设的重要因素,也是选线要考虑的关键水文地质问题。为更好地进行隧道东、中、西三条设计线的比选,在隧道研究区开展了1∶1万的岩溶水文地质专题调查,查清研究区岩溶发育和水文地质特征,划分出岩溶地下水系统,从而比较了3条隧道线所处的岩溶水动力水平分带和垂直分带,分析隧道与地下河、岩溶泉的空间关系,并结合物探资料分析了向斜蓄水构造的影响。结果表明:东线隧道穿过地表分水岭地带,处于岩溶水动力系统的补给区和垂向分布带的季节变动带、浅饱水带,基本不与地下河管道立交,远离了流量较大的岩溶泉,降雨补给面积最小,因此,总体涌水风险最小,为最佳隧道线路。西线纵穿赤溪河上游地下水系统的中部,穿过径流和排泄区,处于岩溶水动力垂向分带的浅饱水带,并与多条岩溶管道立交,且临近西侧高家溪水库,涌水风险最大。东线隧道临近黄鱼溪水库的北段、穿过郭家界向斜储水构造核部的南段是涌水高风险区,需扩大岩溶水文地质补充调查,并在施工中加强超前地质预报研究,最大程度避免岩溶地质灾害。 展开更多
关键词 岩溶隧道 选线 水动力分带 高水压 向斜储水构造
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岩溶台地高压富水特长隧道勘察的精细化探索 被引量：7
8
作者 张鹏 李振兴 +3 位作者 骆伟 马德青 潘晓东 邬远明 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第16期6408-6420,共13页
岩溶台地高压富水特长隧道精细化勘察应在收集和分析区域地质资料、前期勘察成果、前人研究成果及类似工程案例的基础上,找出主要的水文与工程地质问题,针对这些问题进行水文地质与工程地质调绘和地球物理探测,在此基础上构建地质模型,... 岩溶台地高压富水特长隧道精细化勘察应在收集和分析区域地质资料、前期勘察成果、前人研究成果及类似工程案例的基础上,找出主要的水文与工程地质问题,针对这些问题进行水文地质与工程地质调绘和地球物理探测,在此基础上构建地质模型,并采用有针对性的水文地质钻探、工程地质钻探、现场监测与测试及数值仿真等方法与手段,对地质模型进行验证、丰富与优化。以G59呼北高速张家界—官庄段沅古坪隧道为研究对象,为了查明岩溶台地高压富水特长隧道的水文地质与工程地质条件,在水文地质与工程地质测绘、地球物理探测、地质钻探及工程评价等方面进行了精细化勘察的探索与研究,提出了精细化勘察技术思路。根据精细化勘察技术思路,细分隧道区域的地下水系统,划为17个地下水系统,隧道穿越9个地下水系统。采用空气潜孔锤(down-the-hole,DTH)-孔内电视复合方法查清了大湖村段水文地质结构,在此基础上,采用解析法和数值法预测了隧道涌水量,隧道涌水量在150 mm降雨量条件下为26.93×10^(4) m^(3)/d,评价了突水突泥风险,在大湖村岩溶泉系统及柏杨坪岩溶地下河系统为高风险区。 展开更多
关键词 精细化勘察 岩溶台地 高压富水 水文地质 空气潜孔锤(DTH)
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基于板梁状陡坡地基倾倒稳定性分析的G-B改进模型研究 被引量：3
9
作者 胡惠华 张奇华 张鹏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期4123-4131,共9页
为研究板梁状陡坡地基的倾倒变形,引入G-B块体倾倒模型,并针对以往G-B模型及其改进模型的研究中存在的2个问题(即对坡顶荷载考虑为连续均布荷载,无法考虑荷载作用点位置影响的问题,以及以往方法采用强度参数折减,无法判断板梁状陡坡破... 为研究板梁状陡坡地基的倾倒变形,引入G-B块体倾倒模型,并针对以往G-B模型及其改进模型的研究中存在的2个问题(即对坡顶荷载考虑为连续均布荷载,无法考虑荷载作用点位置影响的问题,以及以往方法采用强度参数折减,无法判断板梁状陡坡破坏模式的问题),经过公式推导提出改进的G-B传递系数分析模型。该模型全面考虑坡顶局部荷载、裂缝静水压力及水平地震力,可用于各种因素影响下的陡坡倾倒稳定分析。将改进模型应用至矮寨悬索桥吉首岸陡坡地基稳定性分析中,探讨基础荷载、静水压力等因素对吉首岸陡坡地基倾倒稳定性的影响,分析不同工况下陡坡地基的稳定性。根据各种因素对吉首岸陡坡地基稳定性影响机理,提出相应的防治措施。研究结果表明:比较工况二(暴雨)与工况一(非暴雨)地基稳定系数计算结果,得到暴雨条件使地基倾倒稳定系数降低49%,地基滑移稳定系数降低19%;比较工况三(暴雨+地震)与工况二(暴雨)地基稳定系数计算结果,得到地震条件使地基倾倒稳定系数降低48%,地基滑移稳定系数降低20%。可见暴雨及地震不利工况对陡坡地基倾倒稳定性的影响比滑移稳定性影响更大。工况三(暴雨+地震)与工况四(暴雨+地震+塔基荷载)稳定系数计算结果相同,说明设计塔位下的塔基荷载对陡坡地基倾倒稳定性没有影响,设计塔位恰当。施工监测结果表明该塔基岩体尚无明显位移,说明该模型具有一定的理论价值与工程指导价值。 展开更多
关键词 板梁状 陡坡 稳定性分析 G-B模型 倾倒
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板梁状陡坡裂缝性状变化与地基稳定分析 被引量：3
10
作者 胡惠华 张鹏 +1 位作者 张奇华 舒魏碧章 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1279-1287,共9页
近水平岩层组成的陡坡,被一组平行坡面的长大陡倾结构面切割,形成板梁状结构陡坡,其失稳模式为板梁倾倒或滑移。板梁状结构陡坡的变形失稳力学行为具有以下特征:1)长大陡倾结构面力学性状可能发生变化;2)陡坡地基岩体失稳过程更加复杂... 近水平岩层组成的陡坡,被一组平行坡面的长大陡倾结构面切割,形成板梁状结构陡坡,其失稳模式为板梁倾倒或滑移。板梁状结构陡坡的变形失稳力学行为具有以下特征:1)长大陡倾结构面力学性状可能发生变化;2)陡坡地基岩体失稳过程更加复杂。该类陡坡地基稳定性分析需要明晰以上力学行为特征,而传统有限元强度折减法不能直接模拟。为解决此问题,以矮寨悬索桥吉首岸陡坡主塔地基为例,在工程地质分析与地质概化的基础上建立力学模型,通过将生死单元法与迭代修正法引入到传统有限元强度折减法,拟合平行坡面的陡倾溶蚀裂缝性状的变化,分析板梁状结构坡体稳定性,确定坡体失稳源与失稳过程,进而计算出塔基的稳定系数。研究结果表明:吉首岸板梁状结构陡坡可以分为3个区域,由外至内依次为紧邻陡坡的外侧岩块区、中部岩块区和主塔荷载作用下的塔基岩块区。外侧岩块区的岩体稳定系数为1.388,中部岩块区的岩体稳定系数为1.653,塔基岩块区的地基稳定系数为2.123,其稳定性依次提高。吉首岸陡坡外侧岩块区最易失稳,为坡体失稳源,塔基岩块区稳定性好。采用迭代修正法,可以描述陡坡内长大陡倾结构面的性状变化及陡坡地基岩体的递进失稳过程,扩大了传统有限元强度折减法的应用范围,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 陡坡地基 生死单元法 强度折减法 坡体失稳源 矮寨悬索桥
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