机器学习在斜坡地质灾害领域的应用现状与展望 被引量：1

1

作者 王家柱 铁永波 +3 位作者 白永健 高延超 王东辉 张鸣之 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第4期228-244,共17页

崩塌、滑坡、泥石流是常见的山区斜坡地质灾害,对人民生命财产安全构成严重威胁。计算机技术的迅速发展和“大数据”时代的到来,为崩塌、滑坡和泥石流灾害风险防控提供了新动力,人工智能成为备受关注的前沿研究内容,而机器学习算法是其... 崩塌、滑坡、泥石流是常见的山区斜坡地质灾害,对人民生命财产安全构成严重威胁。计算机技术的迅速发展和“大数据”时代的到来,为崩塌、滑坡和泥石流灾害风险防控提供了新动力,人工智能成为备受关注的前沿研究内容,而机器学习算法是其中应用最为广泛的方法之一。在大量文献调研的基础上,从经典机器学习算法和深度学习算法2个方面综述了机器学习算法在崩滑流灾害领域的应用,并对目前存在的问题和未来发展方向进行阐述。总结认为:(1)经典机器学习算法可分为监督学习、无监督学习和强化学习3种,广泛应用在滑坡和泥石流灾害的易发性评价中,普遍认为随机森林模型具有较高的预测精度和建模适应能力;(2)常用的深度学习架构包括自编码器、深度置信网络、卷积神经网络和循环神经网络4类,主要应用于崩滑流灾害的识别、易发性评价及位移预测;(3)未来研究需重点加强数据质量与数量、提升模型的可解释性、增强模型可靠性与泛化性、构建实时监测预警系统,推动实现地质灾害的自动识别和快速响应。研究结果为采用机器学习开展斜坡地质灾害防灾减灾工作提供支撑和研究方向。 展开更多

关键词 机器学习 深度学习 灾害识别 易发性评价 崩塌 滑坡 泥石流

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积石山Ms6.2级和泸定Ms6.8级地震地质灾害发育规律对比 被引量：21

2

作者 铁永波 张宪政 +15 位作者 曹佳文 秦雅东 王立朝 董英 郭富赟 郭兆成 白永健 冉涛 侯圣山 王涛 高波 卢佳燕 李光辉 宁志杰 向炳霖 孙才 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期9-21,59,共14页

2023年积石山Ms6.2级地震是继2022年泸定Ms6.8级地震后在青藏高原东缘—东北缘地区发生的又一次强震事件。2次地震均诱发大量地震地质灾害,但由于发震断层类型、地质和地貌等条件的差异,2次地震地质灾害发育分布规律呈现显著的差异性。... 2023年积石山Ms6.2级地震是继2022年泸定Ms6.8级地震后在青藏高原东缘—东北缘地区发生的又一次强震事件。2次地震均诱发大量地震地质灾害,但由于发震断层类型、地质和地貌等条件的差异,2次地震地质灾害发育分布规律呈现显著的差异性。为揭示不同震区地震地质灾害发育规律,本研究采用地面调查、遥感解译和空间叠加统计等方法,对比分析了积石山和泸定地震地质灾害发育分布特征和控灾因子。结果表明:断层类型控制了同震地质灾害的发育优势坡向和垂向空间展布,即“背向坡效应”和“上下盘效应”;地貌条件是影响同震地质空间分布的主要因子,即川西高山峡谷地貌中“线状”分布和陇西黄土地貌中“面状”分布;特殊土体类型、气候、植被覆盖等差异性是同震地质灾害调查与应急处置中需要重点关注的因子。本次研究可为不同断层类型和不同地貌区同震地质灾害重点防范区范围划定、趋势预测和灾后重建提供科学参考。 展开更多

关键词 积石山地震 泸定地震 地震地质灾害对比研究 同震滑坡分布特征 控灾因子

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金沙江构造混杂岩带白格滑坡地质结构及特征

3

作者 张仕林 赵立明 +3 位作者 王晨辉 高敬轩 吴新明 王文沛 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第5期160-171,共12页

白格滑坡发育于金沙江构造混杂岩带,地质条件极其复杂。白格滑坡2018年发生两次大规模滑动后,残留体仍在持续变形,存在再次滑动风险,研究白格滑坡地质结构特征对后续灾害风险评估具有重要意义。基于多年调查结果,结合多期无人机航拍及... 白格滑坡发育于金沙江构造混杂岩带,地质条件极其复杂。白格滑坡2018年发生两次大规模滑动后,残留体仍在持续变形,存在再次滑动风险,研究白格滑坡地质结构特征对后续灾害风险评估具有重要意义。基于多年调查结果,结合多期无人机航拍及长期变形监测数据,在查明白格滑坡地质条件基础上,综合分析易滑地质结构、灾变特征及发展趋势。结果表明:滑坡岩体组成及空间分布复杂,主要由片麻岩、千枚岩及蛇纹岩构成,其中蛇纹岩广泛分布于滑坡中上部,易风化崩解,抗剪强度低,是导致滑坡变形的控制性岩性;断裂构造在滑坡区广泛发育,对岩体改造破坏作用显著,促进了滑坡的形成和发展;滑坡存在明显灾后变形现象,残留变形区按空间分布划分为K1、K2及K3区,又进一步细分为具有不同变形趋势的11个子区。其中,K1-1区主要由强风化片麻岩组成,具有高陡临空面,存在突发脆性破坏导致滑坡的可能;K1-4及K1-5分布大量强风化蛇纹岩,深部卸荷变形在第二次滑坡后持续发展,并于2022年11月29日失稳下滑,蛇纹岩山体裂缝仍有不断扩展趋势;K2区变形受炭质板岩及千枚岩控制,变形受降雨影响较大,滑槽临空部位在雨季易产生溜滑破坏;K3区深部岩体较完整,以浅层分解破坏为主,深层滑动可能性小。研究结果可为构造缝合带内的滑坡体地质结构提供工程实践参考。 展开更多

关键词 构造混杂岩带 白格滑坡 地质结构 发展趋势

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区块链技术在全国地质灾害风险预警系统建设中的应用探索 被引量：7

4

作者 张鸣之 杨飞 +3 位作者 马娟 付正 黄喆 李俊峰 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期168-174,共7页

2019年以来,自然资源部全面推进普适型设备研发与地质灾害自动化监测预警工作,截至2023年6月,已在17个地质灾害重点防治省份的5.5万处隐患点推广应用,全国地质灾害风险预警系统也进入了快速发展阶段。目前,系统每日接收监测数据超千万,... 2019年以来,自然资源部全面推进普适型设备研发与地质灾害自动化监测预警工作,截至2023年6月,已在17个地质灾害重点防治省份的5.5万处隐患点推广应用,全国地质灾害风险预警系统也进入了快速发展阶段。目前,系统每日接收监测数据超千万,在海量数据存储管理、时序数据并行处理、大数据智能分析和多参数风险预警等方面取得积极进展。然而,系统在数据安全方面仍存在诸多挑战,尤其是在数据一致性、数据防篡改和系统可靠性等方面有较大提升空间。文章在系统研究区块链技术特点及其在相关领域典型应用的基础上,提出基于分布式账本技术和共识机制的“可信数据流”建立方法,依此形成“区块链+全国地质灾害风险预警系统”总体框架,同时建立了原型系统。实验数据显示改进系统可以解决省-部数据不一致问题,识别并阻止非法数据篡改,多节点故障情况下仍可保障系统稳定运行,系统总体性能损耗低于20%。研究成果可为区块链技术在各级地质灾害风险预警系统中的应用提供顶层设计思路与技术方法,对于提升全国地质灾害自动化监测网安全运行能力具有重要借鉴意义。 展开更多

关键词 区块链 地质灾害 监测预警 数据安全

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地质灾害承灾载体脆弱性评价方法研究 被引量：17

5

作者 刘艳辉 张振兴 苏永超 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期1121-1130,共10页

中国地质灾害严重,地质灾害承灾载体的脆弱性直接决定着灾害造成损失的严重程度,开展脆弱性定量评价方法研究具有重要意义。(1)本文构建了地质灾害承灾载体脆弱性评价指标体系,包括4个一级指标和19个二级指标。一级指标包括生命类、物... 中国地质灾害严重,地质灾害承灾载体的脆弱性直接决定着灾害造成损失的严重程度,开展脆弱性定量评价方法研究具有重要意义。(1)本文构建了地质灾害承灾载体脆弱性评价指标体系,包括4个一级指标和19个二级指标。一级指标包括生命类、物质类、生态环境类和社会经济类指标。(2)以青川县为例,分别采用TOPSIS模型和加权求和模型,分别以乡镇单元和行政村单元为最小单元,开展了地质灾害承灾载体脆弱性评价,将青川县承灾载体脆弱性分为高、较高、中等、较低和低5个脆弱性等级。(3)两种模型评价结果对比显示,总体一致性较好,73%的区域脆弱性结果完全一致,27%的区域存在一个等级的差别;高、低脆弱性等级区两种模型结果一致,吻合度100%;较高和中等脆弱性等级区两种模型结果吻合度分别为86%和73%;较低脆弱性区两种模型结果吻合度略差,为54%。(4)两种单元评价结果对比显示,在总体规律上保持了较好的一致性。半数以上的乡镇单元与行政村单元脆弱性等级完全相同或总体一致;以行政村为评价单元的评价结果明显更加精细,原因在于不同行政村的各类指标值具有明显的差异性,而乡镇单元消除了各个行政村之间的差异。 展开更多

关键词 地质灾害 脆弱性 脆弱性评价 承灾载体

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云南昭通地区滑坡隐患InSAR广域识别与监测 被引量：1

6

作者 张雪 魏云杰 +2 位作者 杨成生 刘勇 杨佳艺 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第1期128-142,共15页

云南昭通地区位于我国西南山区,受自然条件和人类活动影响,成为我国地质灾害多发地区之一。针对该地区开展滑坡隐患识别与监测对防灾减灾工作具有重要意义。采用R-index方法,分析了升降轨Sentinel-1A数据在该区域进行滑坡隐患识别的适宜... 云南昭通地区位于我国西南山区,受自然条件和人类活动影响,成为我国地质灾害多发地区之一。针对该地区开展滑坡隐患识别与监测对防灾减灾工作具有重要意义。采用R-index方法,分析了升降轨Sentinel-1A数据在该区域进行滑坡隐患识别的适宜性,为后续滑坡识别提供参考;基于干涉图堆叠技术在研究区内共圈定出80处潜在滑坡隐患点,同时选取吉那古滑坡为典型灾害体,在获取升降轨Sentinel-1A数据雷达视线(LOS)向形变速率和形变时间序列的基础上,采用MSBAS InSAR技术获取吉那古滑坡2020~2021年的二维形变结果,并分析其二维时空形变特征。结果表明:2020年1月至2021年12月吉那古滑坡东西向累积形变最高达106.2 mm,垂直向累积形变达-100.3 mm。 展开更多

关键词 INSAR技术 R-index方法 干涉图堆叠技术 多维短基线集技术 适宜性 滑坡 隐患识别 分布规律

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福建省地质灾害气象预警有效降雨模型研究 被引量：10

7

作者 陈春利 方志伟 《地质力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期99-110,共12页

降雨是诱发地质灾害最主要的外部因素之一,在中国东南沿海中低山丘陵区强降雨诱发的地质灾害集群发生,造成了大量人员伤亡和财产损失。以福建省为例,深入挖掘多年历史地质灾害案例的降雨实况资料,以县级行政区为统计单元,基于定量化降... 降雨是诱发地质灾害最主要的外部因素之一,在中国东南沿海中低山丘陵区强降雨诱发的地质灾害集群发生,造成了大量人员伤亡和财产损失。以福建省为例,深入挖掘多年历史地质灾害案例的降雨实况资料,以县级行政区为统计单元,基于定量化降雨估测对诱发群发性地质灾害的典型降雨过程进行相关性研究,并基于地质环境的量化指标进行了偏相关分析验证,建立了福建省有效降雨模型并通过现场监测和预警应用进行了验证。研究表明:福建地区地质灾害的发生与灾害发生3日内降雨相关,且以0.79为折减系数逐日折减,据此建立了福建地区有效降雨模型;将福建地区有效降雨模型应用于地质灾害气象预警,可以在保证地质灾害命中率的前提下,减少预警区面积、降低预警等级、缩短预警持续时间,提高地质灾害气象预警的精准性。研究结果有助于准确把握降雨特征,可为区域地质灾害气象预警中降雨因子的合理评估提供科学依据。 展开更多

关键词 群发性地质灾害 东南地区 降雨 有效降雨计算模型 地质灾害预警预报

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地质灾害危害程度分级标准优化研究

8

作者 陈红旗 方志伟 祁小博 《灾害学》 CSCD 北大核心 2023年第4期18-22,共5页

在地质灾害防治资源配置决策中,危害程度是重要依据。我国自2004年建立地质灾害灾情险情分级标准以来,灾害风险与防范能力均发生明显变化。该文基于历史灾情和已知隐患信息,通过抽样调查、聚类分析、相关分析和归因分析,提出灾情险情分... 在地质灾害防治资源配置决策中,危害程度是重要依据。我国自2004年建立地质灾害灾情险情分级标准以来,灾害风险与防范能力均发生明显变化。该文基于历史灾情和已知隐患信息,通过抽样调查、聚类分析、相关分析和归因分析,提出灾情险情分级标准优化建议:由于历史灾情险情数据分布不存在自然间断点、目前政府分级防治责任也无标准可依,制定危害程度分级标准仍需采用多因素定性分析法;为反映生态损害及次生危害,宜增加社会影响指标;在险情分级中,威胁人数指标分界值宜调减;在灾情分级中,直接经济损失指标宜调增。 展开更多

关键词 地质灾害 灾情 险情 分级标准 优化

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从核心期刊评价指标分析如何提升期刊影响力——以《水文地质工程地质》为例 被引量：10

9

作者 汪美华 范宏喜 张若琳 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期169-174,共6页

期刊评价形式很多,包括"核心期刊"评选、影响力排名等。正确把握各期刊评价体系的初衷和发展,了解其功能、指标及其测算方法的特定内涵,对于优化办刊理念、提高期刊质量具有重要意义。文章简要介绍了中文核心期刊和中国科技... 期刊评价形式很多,包括"核心期刊"评选、影响力排名等。正确把握各期刊评价体系的初衷和发展,了解其功能、指标及其测算方法的特定内涵,对于优化办刊理念、提高期刊质量具有重要意义。文章简要介绍了中文核心期刊和中国科技核心期刊评价体系及最新版评价采用的指标,分析了《水文地质工程地质》在前者中排位比较靠后、在后者中"红点指标"偏低的现状及其原因,认为决定期刊影响力的主要因子除了文章质量,还有文章体例的规范性及与被引量相关的各项指标。继而统计分析《水文地质工程地质》1年和10年刊文数据,获得该刊学科分布、文章影响力、摘要、关键词等方面的特点,认为存在学科比较分散、高影响力论文不多、摘要信息量不足和关键词不规范等问题。据此,提出了提升期刊影响力的措施:(1)办刊要坚持一定的学科方向和特色,合理控制学科分;(2)要规范要求文章体例,提高文章质量,吸纳高影响力论文,吸引高质量稿源;(3)加强摘要特别是英文摘要,扩充信息量,以促进文章的传播及期刊的国际化;(4)规范摘录关键词,提高文章被检索引用概率。并建议编辑要系统研究同一学科内期刊的特点,及时发现学科热点,更好地提升期刊的专业影响力。 展开更多

关键词 《水文地质工程地质》 核心期刊 红点指标 期刊影响力 高影响力论文

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基于卷积神经网络的福建省区域滑坡灾害预警模型 被引量：11

10

作者 董力豪 刘艳辉 +1 位作者 黄俊宝 刘海宁 《水文地质工程地质》 CSCD 北大核心 2024年第1期145-153,共9页

福建省滑坡灾害频发,开展区域尺度上的滑坡灾害预警是防灾减灾的重要手段,但由于滑坡成灾机理复杂,传统的区域滑坡预警方法存在精度不足等问题。深度学习是指通过构建神经网络模型进行特征的提取、抽象、表示与学习的技术,是机器学习的... 福建省滑坡灾害频发,开展区域尺度上的滑坡灾害预警是防灾减灾的重要手段,但由于滑坡成灾机理复杂,传统的区域滑坡预警方法存在精度不足等问题。深度学习是指通过构建神经网络模型进行特征的提取、抽象、表示与学习的技术,是机器学习的一种。卷积神经网络作为一种经典的深度学习算法,具有比传统机器学习更强大的分类能力与表征能力。文章以福建省为研究区,将卷积神经网络引入滑坡灾害预警领域,构建福建省区域滑坡预警模型,过程及结果如下:(1)采用SMOTE优化算法对2010—2018年福建省滑坡灾害样本库进行优化,扩充正样本的个数,将正负样本比例从1∶3.4扩充到1∶2,样本总量达到18040个;(2)构建卷积神经网络模型结构,模型结构包括一个输入层、两个卷积层、两个最大池化层和一个全连接层以及一个输出层;(3)使用卷积神经网络对优化后的样本(2010—2018年样本的80%作为训练集)进行训练,并用贝叶斯优化算法优化模型超参数,得到福建省区域滑坡预警模型;(4)以2010—2018年样本的20%作为测试集对模型进行测试,采用混淆矩阵、ROC曲线进行模型测试,结果显示模型准确度为0.96~0.97,AUC值达到0.977,模型精度与泛化能力良好;(5)以2019年汛期滑坡灾害实况作为正样本,通过时空采样的方法采集负样本,构建2019年区域滑坡样本校验集(样本数603个),对模型进行进一步实况校验,采用混淆矩阵、ROC曲线进行模型校验,结果显示模型准确度为0.75~0.85,AUC值为0.852。虽然仅用了2019年汛期的滑坡实况样本进行校验,但也达到较好的效果。将卷积神经网络算法应用到区域滑坡预警中,为建立区域滑坡预警模型提供了一种新的途径,初步校验表明,模型效果良好,今后将在福建省对模型进行进一步的应用与校验。 展开更多

关键词 滑坡灾害 预警模型 深度学习 卷积神经网络 模型构建

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人工智能技术在地面沉降研究中的应用与展望 被引量：3

11

作者 秦同春 俞同云 +2 位作者 王勇 宁迪 王海刚 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期232-240,共9页

地面沉降作为全球性的环境地质问题,对城市安全和可持续发展构成了严峻挑战。随着监测技术的进步,传统的研究方法在大数据处理和监测预警工作中面临速度和准确性的挑战,迫切需要新的技术手段以提高效率。人工智能(artificial intelligen... 地面沉降作为全球性的环境地质问题,对城市安全和可持续发展构成了严峻挑战。随着监测技术的进步,传统的研究方法在大数据处理和监测预警工作中面临速度和准确性的挑战,迫切需要新的技术手段以提高效率。人工智能(artificial intelligence,AI)技术作为新质生产力的代表,在数据预处理、模型搭建、趋势预测等方面有着传统处理方法无法比拟的优势。文章对AI技术在地面沉降研究中的应用与展望进行综述,旨在将AI技术进一步引入地面沉降研究。首先对AI技术进行背景介绍,分析了其在地面沉降研究中的应用现状;随后,从监测预警系统以及宏观和微观机理研究的角度,对AI技术在地面沉降研究中的应用前景进行论述,分析了AI技术在提高研究效率和准确性方面的潜力;最后针对AI技术在地面沉降研究应用中的局限性提出了工作建议。文章认为地面沉降研究需要AI技术进一步助力。将AI技术更深入地引入地面沉降研究,不仅有助于提高地面沉降研究的数据处理能力,还有可能为地面沉降的早期预警和有效防控提供新思路,有助于推动地面沉降研究领域的进步和发展。 展开更多

关键词 新质生产力 人工智能 地面沉降 数据处理 监测预警系统

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甘肃省岷县两处滑坡普适型监测预警研究 被引量：1

12

作者 侯圣山 李昂 +3 位作者 刘明学 陈亮 冯振 王立朝 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期208-210,共3页

地质灾害监测预警是降低地质灾害风险的一项重要工作。我国地质灾害监测预警工作始于20世纪80年代,先后在长江三峡库区、四川雅安、云南新平、陕西镇安等地建成涵盖区域环境要素监测和典型地质灾害单体监测的监测预警系统,应用了多种监... 地质灾害监测预警是降低地质灾害风险的一项重要工作。我国地质灾害监测预警工作始于20世纪80年代,先后在长江三峡库区、四川雅安、云南新平、陕西镇安等地建成涵盖区域环境要素监测和典型地质灾害单体监测的监测预警系统,应用了多种监测手段和监测设备,开发了数据库和信息系统,能够有效监控灾害变形和诱发因素的时间变化. 展开更多

关键词 地质灾害 滑坡 监测 预警 风险

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西南岩溶山区大型崩滑灾害研究的关键问题 被引量：46

13

作者 李滨 殷跃平 +5 位作者 高杨 邢爱国 黄波林 贺凯 赵超英 万佳威 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期5-13,共9页

我国西南岩溶山区地质环境脆弱,人类工程活动强烈,群死群伤的灾难性滑坡频发,造成严重的人员与财产损失。文章概述了西南岩溶山区大型崩滑灾害基本特征和防灾减灾的难点,提出了目前研究中亟待解决的关键科学技术问题,包括岩溶地质结构... 我国西南岩溶山区地质环境脆弱,人类工程活动强烈,群死群伤的灾难性滑坡频发,造成严重的人员与财产损失。文章概述了西南岩溶山区大型崩滑灾害基本特征和防灾减灾的难点,提出了目前研究中亟待解决的关键科学技术问题,包括岩溶地质结构与管道流的相互孕灾机理、地下采动下大型崩滑灾害形成机制、灾害高位远程动力成灾模式、灾害早期识别与空间预测。针对这些问题,文章提出如下研究思路:通过多学科联合,重点研究岩溶山区大型崩滑灾害链的孕育发生规律与成灾模式,揭示岩溶管道-裂隙-孔隙地下水动力作用及孕灾过程和地下采动、库水波动等工程扰动环境下山体劣化损伤效应,构建岩溶崩滑灾害高速远程动力致灾机制与风险预测方法,形成早期识别、监测预警与综合防控技术及示范,为我国岩溶山区城镇化建设、重大工程安全运营提供科技支撑。 展开更多

关键词 西南岩溶山区 大型滑坡 崩塌 成灾模式 早期识别 风险防控

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排水抗滑桩技术研究现状及展望 被引量：11

14

作者 王文沛 殷跃平 +6 位作者 王立朝 沈亚麒 石鹏卿 李瑞冬 何清 陈亮 殷保国 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期73-83,共11页

排水抗滑桩技术一方面可以克服传统抗滑桩不利于坡内渗流排水这一问题,另一方面也减少了竖向排水、抗滑等结构单独施作时的开挖工程量,并可充分提供水化热散热面,确保整体结构的质量,因此成为现代滑坡防治工程中重要的技术手段,也是近... 排水抗滑桩技术一方面可以克服传统抗滑桩不利于坡内渗流排水这一问题,另一方面也减少了竖向排水、抗滑等结构单独施作时的开挖工程量,并可充分提供水化热散热面,确保整体结构的质量,因此成为现代滑坡防治工程中重要的技术手段,也是近年来地质灾害、水文地质及地下工程等学科持续关注的新型技术。排水抗滑桩技术涉及流体力学和固体力学,以及水动力模型、结构模型、工程地质模型等,理论体系尚不够成熟,且存在空间结构组合相对复杂、施工技术难度较大等问题,其进一步推广应用受到制约,需要开展有针对性的现状总结研究。在查阅大量国内外相关文献、专利和实际工程应用的基础上,对现有排水抗滑桩结构(抗液化桩、空心排水抗滑桩、箱型排水抗滑桩等)特征及分类进行系统归纳,发现:结构上通常与集排水结构形成“渗-集-排”抗滑组合立体结构系统,主体抗滑形式多为桩型或键型,“渗-集-排”结构通常包括透水孔、辐射状渗水孔和排水花管;通过对典型应用实例的综合分析,指出排水抗滑桩虽已具有显著提高稳定性的优势,但距离其广泛应用和多元化发展还有一定距离。据此提出目前排水抗滑桩研究中施工工艺复杂、力学性能和排水特性不明晰、抗滑稳定性计算理论不完善、平面布置优化方法待加强等是今后该领域需要关注的重要科学问题和主要发展趋势,这些科学问题的解决不仅有利于完善排水抗滑桩力学和排水理论,而且有利于提升排水抗滑桩整体应用水平。 展开更多

关键词 排水抗滑桩 滑坡 地下水 结构特征 应用实例 施工技术

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基于地面三维激光扫描的三峡库区危岩体监测 被引量：21

15

作者 褚宏亮 邢顾莲 +2 位作者 李昆仲 王国利 段奇三 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期124-132,共9页

三峡水库周期性蓄水改变了岸坡内的地下水渗流场和应力场,降低岩土体的剪切强度,对库岸边坡、岩体稳定性影响很大。以往库区岸坡岩体形变监测主要通过设置固定点进行观测,难以发现岩体整体变化情况。地面三维激光扫描方法能获取岩体整... 三峡水库周期性蓄水改变了岸坡内的地下水渗流场和应力场,降低岩土体的剪切强度,对库岸边坡、岩体稳定性影响很大。以往库区岸坡岩体形变监测主要通过设置固定点进行观测,难以发现岩体整体变化情况。地面三维激光扫描方法能获取岩体整体表面厘米精度的点云数据,具有无需接触目标、获取速度快、精度高等特点,非常适合库区高陡危岩体表面三维形变监测。以巫山箭穿洞危岩体为例,采用地面三维激光扫描方法对箭穿洞危岩体进行了为期2年(2017—2018年)共3期监测,以第一期观测目标周围稳定岩体数据为基准,对数据进行重叠点云迭代配准,点云配准精度优于±2.7 cm。针对箭穿洞危岩体在观测时段内的变化情况,构建危岩体区域的基准不规则三角网模型,以点到基准面最近距离法结合危岩体变化区间分析其变形。通过对比分析箭穿洞危岩体3期观测数据,发现相对于2017年,2018年箭穿洞危岩体左侧岩体有变形趋势;在库区蓄水阶段,危岩体局部多处存在明显凹陷变化,局部因蓄水影响发生约-0.03~-0.07 m变形。结果证明三维激光扫描技术在库岸高陡边坡形变监测中的有效性,为三峡库区高陡危岩体形变监测及地质灾害防治工作提供了参考。 展开更多

关键词 地面三维激光扫描 三峡库区 危岩体 箭穿洞 变形监测

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基于固液耦合的滑坡碎屑流侵蚀流化机理研究

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作者 霍子豪 张仕林 +4 位作者 胡卸文 谢维维 唐健峰 贺旭荣 王文沛 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第2期138-149,共12页

干燥的滑坡碎屑流在动力传递过程中,往往会在坡面或者沟道内,与松散、高含水基底物质发生剧烈动力侵蚀作用,导致碎屑流流动规模急剧增加,对重要工程和人员生命产生巨大威胁。同时,随着间隙流体和固体颗粒被夹带汇入碎屑流底部,两者发生... 干燥的滑坡碎屑流在动力传递过程中,往往会在坡面或者沟道内,与松散、高含水基底物质发生剧烈动力侵蚀作用,导致碎屑流流动规模急剧增加,对重要工程和人员生命产生巨大威胁。同时,随着间隙流体和固体颗粒被夹带汇入碎屑流底部,两者发生物质交换,使得流动从单相转变为固液两相状态,从而对碎屑流的流变力学行为产生重要影响。然而,目前对碎屑流流化机理研究甚少。基于光滑粒子流-离散单元-有限元耦合(SPH-DEM-FEM)理论,在大型物理模型试验基础上,针对不同含水率工况,围绕干燥碎屑流与基底物质的复杂动力学过程,开展耦合数值模拟研究。结果表明:碎屑流前缘与基底接触作用主要表现为冲切破坏和犁切作用,接触面以剪切磨蚀为主,随基底应力和孔隙水压力增加,碎屑流与含水物质裹挟混合,并逐渐表现出流态化特征;侵蚀区在碎屑流冲击加载作用下,基底应力出现了“超前波动”的现象,前缘应力因碎屑流冲切作用表现为急剧升高的趋势,而侵蚀区中部基底应力因颗粒的飞跃,呈现幅度小、持续久的抛物曲线,后缘基底应力表现为峰值较前缘降低的曲线;随着基底物质由干燥工况逐渐向非饱和状态转变,接触面剪应力和含水率呈正相关趋势,基底侵蚀率、碎屑流冲击距离和最终堆积厚度随含水率呈现抛物线状相关关系。研究结果对碎屑流流化机理进行了探讨,并为类似机理研究提供了有效科学思路。 展开更多

关键词 流固耦合 滑坡-碎屑流 动力侵蚀 含水率 机理探讨

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基于逻辑回归的四川青川县区域滑坡灾害预警模型 被引量：47

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作者 方然可 刘艳辉 +1 位作者 苏永超 黄志全 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期181-187,共7页

四川省青川县滑坡灾害群发,点多面广,区域滑坡灾害预警是有效防灾减灾的重要手段,预警模型是成功预警的核心。由于研究区滑坡诱发机理复杂、调查监测大数据及分析方法不足等原因,传统区域地质灾害预警模型存在预警精度有限、精细化不足... 四川省青川县滑坡灾害群发,点多面广,区域滑坡灾害预警是有效防灾减灾的重要手段,预警模型是成功预警的核心。由于研究区滑坡诱发机理复杂、调查监测大数据及分析方法不足等原因,传统区域地质灾害预警模型存在预警精度有限、精细化不足等问题。文章在青川县地质灾害调查监测和降水监测成果集成整理与数据清洗基础上,构建了青川县区域滑坡灾害训练样本集,样本集包括地质环境、降雨等27个输入特征属性和1个输出特征属性,涵盖了青川县近9年(2010—2018年)全部样本,数量达1826个(其中,正样本613个,负样本1213个)。基于逻辑回归算法,对样本集进行5折交叉验证学习训练,采用贝叶斯优化算法进行模型优化,采用精确度、ROC曲线和AUC值等指标校验模型准确度和模型泛化能力。其中,ROC曲线也称为“受试者工作特征”曲线;AUC值表示ROC曲线下的面积。校验结果显示,基于逻辑回归算法的模型训练结果准确率和泛化能力均较好(准确率94.3%,AUC为0.980)。开展区域滑坡实际预警时,按训练样本特征属性格式,输入研究区各预警单元27个特征属性,调用预先学习训练好的模型,输出滑坡灾害发生概率,根据输出概率分段确定滑坡灾害预警等级。当输出概率P≥40%且P<60%时,发布黄色预警;当输出概率P≥60%且P<80%时,发布橙色预警;当输出概率P≥80%时,发布红色预警。 展开更多

关键词 滑坡灾害 预警模型 逻辑回归 模型构建 预警等级

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基于机器学习的区域滑坡灾害预警模型研究 被引量：56

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作者 刘艳辉 方然可 +1 位作者 苏永超 肖锐铧 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期116-124,共9页

中国滑坡灾害严重,区域滑坡灾害预警是防灾减灾的重要手段之一,预警模型是开展区域滑坡灾害预警的关键问题。本文系统开展了基于机器学习的区域滑坡灾害预警模型研究,并以四川省青川县为例,基于近10年地质与气象数据,构建了青川县区域... 中国滑坡灾害严重,区域滑坡灾害预警是防灾减灾的重要手段之一,预警模型是开展区域滑坡灾害预警的关键问题。本文系统开展了基于机器学习的区域滑坡灾害预警模型研究,并以四川省青川县为例,基于近10年地质与气象数据,构建了青川县区域滑坡灾害预警模型并开展实例校验。研究得出如下结论:(1)提出了基于机器学习的区域滑坡灾害预警模型的构建方法,主要包括训练样本集构建、样本学习训练与优化建模、模型保存与预警输出等几个关键步骤。(2)提出了区域滑坡训练样本集的构建方法,即以正样本为基础,在时空约束条件下随机采样获取负样本,最终获得完整的训练样本集。(3)样本学习训练中,以训练样本集的80%作为训练集,20%作为测试集,进行5折交叉验证,采用精确度、ROC曲线和AUC值校验模型准确度和模型泛化能力。采用贝叶斯优化算法进行模型优化。(4)实际预警中,调用训练好的预警模型输出滑坡灾害可能发生的概率。依据概率大小,分级确定预警等级。分级依据为:当输出概率P≥40%且P<60%时,发布黄色预警;当输出概率P≥60%且P<80%时,发布橙色预警;当输出概率P≥80%时,发布红色预警。(5)以青川县为例,构建了青川县区域滑坡训练样本集,采用6种机器学习算法进行模型训练,结果显示随机森林算法表现最好,其准确率最高(0.963),模型无过拟合现象,模型泛化能力最好(AUC=0.986);其次为逻辑回归算法;再次为人工神经网络算法和决策树算法。选取2018年6月26日的青川县日常预警业务进行实例校验。结果显示:当日17处滑坡灾害点中,100%的灾害点全部落入预警区范围内,其中:70.6%的滑坡落在红色预警区内,17.6%的滑坡落在橙色预警区内,11.8%的滑坡落在黄色预警区内。 展开更多

关键词 滑坡 预警模型 机器学习 模型研究

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基于数值模拟的耳阳河流域泥石流灾害危险性评价 被引量：22

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作者 侯圣山 曹鹏 +6 位作者 陈亮 冯振 王立朝 李昂 刘军友 李阳光 郑浩 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期143-151,共9页

洮河流域中游位于甘肃省南部,属泥石流高发区。耳阳河是洮河流域中游的一条重要支流,泥石流灾害尤其严重。为研究甘肃省南部小流域泥石流灾害的危险性,以耳阳河流域为研究对象,选取流域内居民相对集中的6条泥石流沟,用FLO-2D模型模拟了2... 洮河流域中游位于甘肃省南部,属泥石流高发区。耳阳河是洮河流域中游的一条重要支流,泥石流灾害尤其严重。为研究甘肃省南部小流域泥石流灾害的危险性,以耳阳河流域为研究对象,选取流域内居民相对集中的6条泥石流沟,用FLO-2D模型模拟了2012年5月10日实际降雨条件下的泥石流运动特征和堆积特征,得到了泥石流流量随时间的变化曲线、泥石流流体深度和流速在沟谷不同地段的空间分布,对“5·10”泥石流灾害过程进行了重现。模拟结果表明:泥石流爆发15~30 min后达到洪峰,约3 h后流量逐步回落;泥石流流动速度在流通区快,到沟口迅速下降,固体物质淤积阻塞河道。通过野外现场调查和遥感解译,发现模拟得到的泥石流发生过程、堆积区分布、泥石流影响区与现场调查和访问得到的实际情况基本相符。进而,采用相同的方法和参数,对2.0%和0.2%降水频率下泥石流的堆积范围、深度和流速进行了模拟分析,分别制作了上述工况下的泥石流危险性分区图,圈定了潜在威胁较大的人口聚集区,为耳阳河流域泥石流灾害的预防和治理提供了依据,也为类似泥石流提供了一种危险性分析的技术方法。 展开更多

关键词 洮河流域 耳阳河 泥石流 FLO-2D 危险性评价

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基于随机森林的福建省区域滑坡灾害预警模型研究 被引量：19

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作者 刘艳辉 黄俊宝 +1 位作者 肖锐铧 方然可 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期944-955,共12页

福建省滑坡灾害群发,点多面广,开展区域滑坡灾害预警业务是有效防灾减灾的重要手段,预警模型的科学性和有效性是预警业务的核心问题。传统区域滑坡灾害预警模型,受到滑坡诱发机理复杂、数据积累有限,以及大数据分析方法不足等限制,存在... 福建省滑坡灾害群发,点多面广,开展区域滑坡灾害预警业务是有效防灾减灾的重要手段,预警模型的科学性和有效性是预警业务的核心问题。传统区域滑坡灾害预警模型,受到滑坡诱发机理复杂、数据积累有限,以及大数据分析方法不足等限制,存在预警精度有限、精细化不足等问题。本文基于近9年地质与气象大数据,采用随机森林算法,构建了福建省区域滑坡灾害预警模型并开展实例校验。研究得出如下结论:(1)提出区域滑坡灾害训练样本集构建的优化方法,并构建了福建省区域滑坡灾害训练样本集,样本集包括地质环境、降雨等26个输入特征属性和1个输出特征属性,涵盖了福建省近9年(2010~2018年)全部样本数量达15589个(其中:正样本3562个,负样本12027个,正负样本比例约1︰3.4);(2)基于随机森林算法,对福建训练样本集进行学习训练、模型优化和模型存储。模型训练采用5折交叉验证法,采用贝叶斯优化算法进行模型参数优化,采用精确度、ROC曲线和AUC值等指标校验模型准确度和模型泛化能力。优化后的模型准确率和泛化能力均较好(准确率94.3%,AUC为0.954);(3)选取2021年6月22日和28日的实际滑坡灾害发生情况,采用本文新提出的预警模型进行实况模拟运行,命中率均为100%。对比原显式统计模型预警结果,新模型命中率是原模型的6倍(6月22日)或相当(6月28日),新模型预警区内滑坡密度是原模型的1.6~1.7倍。初步验证表明基于随机森林的新模型优势明显,命中率更高,预警区面积更小,能够实现更加精准的预警。后续将继续跟踪研究区新发滑坡灾害情况,进行模型校验与修正完善。 展开更多

关键词 滑坡 预警模型 机器学习 随机森林 模型研究

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