福建区域浅层滑坡诱发沟谷型泥石流灾害预测 被引量：2

1

作者 陈文鸿 余斌 +4 位作者 叶鹏 郭朝旭 柳侃 叶龙珍 何元勋 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期12-22,共11页

山区强降雨引发的滑坡、泥石流和其他破坏性的自然灾害有时不是独立的,而是结合在一起形成灾害链。基于浅层滑坡诱发的沟谷型泥石流形成机理,提出了一种结合瞬时降雨渗透和基于网格的区域斜坡稳定性(transient rainfall infiltration an... 山区强降雨引发的滑坡、泥石流和其他破坏性的自然灾害有时不是独立的,而是结合在一起形成灾害链。基于浅层滑坡诱发的沟谷型泥石流形成机理,提出了一种结合瞬时降雨渗透和基于网格的区域斜坡稳定性(transient rainfall infiltration and grid-based regional slope stability,TRIGRS)模型和A L-A模型的方法来实现逐小时的易发性预测。结果表明,TRIGRS模型在预测浅层滑坡的空间分布方面表现良好,其成功率为57%。因此,将其作为泥石流物源的初始输入是合理的。耦合的模型在预测泥石流时,发现该模型的准确性较好(67.4%)。此外,所提出的耦合模型可以根据气象站提供的逐小时降雨数据达到动态预测此类灾害效果。因此,本研究的结果有助于为山区降雨引起的浅层滑坡诱发的沟谷型泥石流灾害提供一个更有效的预测方法。 展开更多

关键词 滑坡 泥石流 耦合模型 灾害链

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考虑时间滞后的贝叶斯优化长短期记忆网络滑坡土压力预测模型:以福建省南平市公路边坡为例 被引量：1

2

作者 蓝小美 聂闻 +3 位作者 谷潇 郑文明 卢焱保 简文彬 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第29期12468-12478,共11页

公路边坡失稳引发的滑坡等灾害问题对人们的生活影响重大,建立滑坡预测模型对地质灾害防治工作具有重大意义。以福建省南平市公路边坡为例,提出基于贝叶斯优化算法(Bayesian optimization algorithm,BOA)的长短期记忆网络(long short te... 公路边坡失稳引发的滑坡等灾害问题对人们的生活影响重大,建立滑坡预测模型对地质灾害防治工作具有重大意义。以福建省南平市公路边坡为例,提出基于贝叶斯优化算法(Bayesian optimization algorithm,BOA)的长短期记忆网络(long short term memory,LSTM)模型,探究土压力变化对边坡稳定性的影响。该模型综合考虑了多个滑坡影响因素的相关性,尤其是各个影响因素之间的时间滞后性,并对滞后时间进行计算。对LSTM模型4个超参数(时间步长、隐藏元数量、迭代次数和批大小)进行自动搜索和寻优,解决了用LSTM模型建立滑坡预测模型时需要手动调参的问题。为了验证该模型的准确性和有效性,将该模型与循环神经网络(recurrent neural network,RNN)、LSTM模型进行对比,以南平市公路边坡土压力的监测数据集作为对照。结果表明:相对于其他两种模型,BOA-LSTM模型的均方误差(mean square error,MSE)、平均绝对误差(mean absolute error,MAE)和平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)分别降低了52.4%和59.9%,28.8%和30.1%,30.2%和29.9%,预测精度从95%左右提高到96.56%,判定系数也更加接近于1,说明该模型可以更加准确地预测土压力的变化,为边坡变形稳定性分析提供有效的数据支撑。 展开更多

关键词 土压力 贝叶斯优化 长短期记忆网络 边坡变形 边坡稳定性

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龙川县米贝村1^(#)泥石流灾害特征与运动过程 被引量：4

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作者 贾邦中 吴义鹰 +3 位作者 冯文凯 白慧林 薛正海 赵家琛 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第9期3576-3585,共10页

受区域气流影响,广东省龙川县在2019年6月10—13日出现持续强降雨天气,累计降雨量超过260 mm,从而引起全县发生大量滑坡、泥石流灾害。以米贝村1^(#)泥石流为研究对象,在野外调查认识基础上,结合Fluent数值分析对这类低山丘陵区的小型... 受区域气流影响,广东省龙川县在2019年6月10—13日出现持续强降雨天气,累计降雨量超过260 mm,从而引起全县发生大量滑坡、泥石流灾害。以米贝村1^(#)泥石流为研究对象,在野外调查认识基础上,结合Fluent数值分析对这类低山丘陵区的小型泥石流灾害运动特征展开研究。研究发现:米贝村1^(#)泥石流受沟床粗糙度、纵坡降、流向等因素影响,其流速具有动态变化特征,总体表现为先增大再减小的发展趋势,泥石流物质的变化对其运动速度有一定影响。在整个过程中最大流速可达9.77 m/s,平均速度为3.31 m/s,与实际调查结果相符。研究成果不仅可直接为米贝村重在区灾后工程防治提供指导,对于东南沿海相似地区的降雨型滑坡-泥石流灾害的研究具有借鉴作用。 展开更多

关键词 花岗岩残积土 米贝村1^(#)泥石流 链生灾害 运动过程 Fluent数值模拟

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新型多支盘土锚的承载性能研究

4

作者 黄炜 简文彬 +2 位作者 杨坚 豆红强 罗金妹 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期772-782,共11页

多支盘锚杆是新近研发的新型锚杆,具有抗拔承载力高、鲁棒性强和灵活性强等优点。为了进一步掌握多支盘锚杆的抗拔承载性能,本文在多支盘锚杆室内模型试验研究基础上,开展了现场边坡锚固原型试验。结果表明,相较于普通锚杆,单支盘锚杆... 多支盘锚杆是新近研发的新型锚杆,具有抗拔承载力高、鲁棒性强和灵活性强等优点。为了进一步掌握多支盘锚杆的抗拔承载性能,本文在多支盘锚杆室内模型试验研究基础上,开展了现场边坡锚固原型试验。结果表明,相较于普通锚杆,单支盘锚杆盘径从300 mm增大到500 mm时,抗拔承载力分别提高35.7%、50%、71.4%,变形控制能力也相应增强;在粉质黏土中,双支盘锚杆可以到达更大的抗拔承载力,支盘间距≥4倍支盘直径时更能充分发挥两个支盘的协同作用;随着支盘个数从1个增多到3个,多支盘锚杆锁紧的地层范围越大,多支盘锚杆的抗拔承载力及变形控制能力也相应增强;多支盘锚杆的荷载-位移关系符合双曲线模型,可以用于预测多支盘锚杆的承载力。研究成果可以为多支盘锚杆的工程应用奠定了较良好的理论基础。 展开更多

关键词 多支盘锚杆 极限承载力 拉拔试验 双曲线模型 原型试验

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滚石冲击作用下考虑全植株形态的树木拦挡效应与能量吸收特性

5

作者 豆红强 郑彬彬 +1 位作者 王浩 严华祥 《振动与冲击》 北大核心 2025年第15期259-271,共13页

防护林在抵御滚石灾害方面具有重要的拦挡作用,但由于树木“冠-干-根-土”的复杂结构和各向异性特性,导致其对滚石冲击拦挡效应和能量吸收特性的研究相对不足。为此,构建了树木全植株形态“冠-干-根-土”系统的三维数值仿真模型,研究了... 防护林在抵御滚石灾害方面具有重要的拦挡作用,但由于树木“冠-干-根-土”的复杂结构和各向异性特性,导致其对滚石冲击拦挡效应和能量吸收特性的研究相对不足。为此,构建了树木全植株形态“冠-干-根-土”系统的三维数值仿真模型,研究了不同碰撞工况下单株树木对滚石冲击的拦挡效应和能量吸收特性。研究结果表明:树木通过干冠缓冲承载、根系锚固及土壤消散的多层结构协同作用,拦挡滚石并吸收其冲击能量;树木的能量吸收率随滚石动能的增大而降低,峰值冲击力随滚石动能的增大而增大,但二者均随碰撞高度和碰撞偏心率的增大而降低;当滚石冲击动能较小时,约75%的滚石动能在最初25 ms内通过树冠晃动和树干断裂破坏被吸收,树木结构的能量吸收占比为80%~90%,根-土系统和周围土体的能量吸收占比总和为10%~20%;树木对滚石的能量吸收率随冲击角度的增大呈现先增大后减小的趋势,根-土系统和周围土体的能量吸收占比总和在15%~25%。研究成果可为滚石灾害防护林的优化设计和应用提供理论依据。 展开更多

关键词 全植株树木 滚石灾害 数值仿真 拦挡效应 能量吸收特性

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基于机器学习和InSAR技术的滑坡易发性动态评价

6

作者 陈志波 李鼎兴 +2 位作者 陈澄 黄卫 唐雪峰 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第2期56-65,共10页

东南山地丘陵区因其特殊的气候条件与地质环境导致滑坡灾害具有群发性、突发性的特点。而现有的滑坡易发性评价方法多考虑静态的评价因子,无法反映东南山地丘陵区滑坡的动态特征。因此,需结合动态因子提高评价结果的时效性。文中以东南... 东南山地丘陵区因其特殊的气候条件与地质环境导致滑坡灾害具有群发性、突发性的特点。而现有的滑坡易发性评价方法多考虑静态的评价因子,无法反映东南山地丘陵区滑坡的动态特征。因此,需结合动态因子提高评价结果的时效性。文中以东南山地丘陵区的大田县为研究区,选取坡度、坡向、地表起伏度、地层岩性、归一化植被指数以及年均降雨量6个评价因子,通过信息量(information value,IV)模型与逻辑回归(logistic regression,LR)模型、随机森林(random forest,RF)模型进行滑坡易发性建模并进行合理性检验与精度检验。利用SBAS-InSAR技术反演研究区地表形变速率,结合滑坡易发性区划结果构建动态评价矩阵实现研究区的滑坡易发性动态评价。结果表明,随机森林模型的受试者工作特性(receiver operating characteristic,ROC)曲线下面积(area under curve,AUC)值最大(0.851),可用此方法进行东南山地丘陵区的滑坡易发性分区。在已知的滑坡中,13处滑坡稳定性较差,83处滑坡稳定性一般,150处滑坡较为稳定。通过绘制稳定性较差滑坡的时间序列形变曲线发现,东南山地丘陵区影响滑坡稳定性的主要因素为季节性降雨。 展开更多

关键词 滑坡 东南山地丘陵区 INSAR 易发性评价 机器学习方法

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相关性阻滞作用对局域化迭代集合平滑估计渗透系数的影响

7

作者 夏传安 高欣宇 +1 位作者 王浩 简文彬 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期733-743,共11页

基于相关性的局域化集合数据同化方法适用于观测信息与反演参数之间不存在物理距离时的情形,但参数的反演精度受阻滞作用影响。为了厘清相关性阻滞作用对局域化迭代集合平滑估计渗透系数的影响,本文采用不同的集合大小N,相关系数(包括Pe... 基于相关性的局域化集合数据同化方法适用于观测信息与反演参数之间不存在物理距离时的情形,但参数的反演精度受阻滞作用影响。为了厘清相关性阻滞作用对局域化迭代集合平滑估计渗透系数的影响,本文采用不同的集合大小N,相关系数(包括Pearson,Kendall和Spearman)、和阻滞函数(包括12种函数)构建局域化迭代平滑方法用于估计二维孔隙承压含水层的渗透系数场。研究结果显示:(1)使用Pearson相关系数得到的渗透系数反演精度最高,其次为Spearman;(2)当考虑椭圆方程分别与Gaspari-Cohn,双曲正切函数和指数函数组合的复合函数作为阻滞函数时,局域化效果总体优于其他组合的阻滞函数。本文提出的相关性局域化迭代集合平滑方法框架和研究结果可为水文地质参数估计的研究与应用提供重要的参考。 展开更多

关键词 相关性局域化 迭代集合平滑 相关系数 阻滞函数

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增湿过程花岗岩残积土微观结构演变规律

8

作者 赵艳龙 冯文凯 +3 位作者 易小宇 白慧林 李双权 赵家琛 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第7期132-140,共9页

为探明花岗岩残积土在增湿过程中微观结构变化特征,采用电镜扫描试验,通过PCAS软件分析土体非饱和-饱和状态下孔隙变化,实现孔隙结构的定量表征,并通过核磁共振试验分析土体非饱和-饱和状态的T 2曲线,进一步分析其三维分形维度特征。研... 为探明花岗岩残积土在增湿过程中微观结构变化特征,采用电镜扫描试验,通过PCAS软件分析土体非饱和-饱和状态下孔隙变化,实现孔隙结构的定量表征,并通过核磁共振试验分析土体非饱和-饱和状态的T 2曲线,进一步分析其三维分形维度特征。研究结果表明:非饱和状态下,随着含水率的增加,整体呈现较小孔隙数量减少、而较大孔隙增多的趋势,小的团粒在此过程中吸纳粗颗粒扩大形成较大团粒;达到饱和状态后,团粒解体,呈现相反的发展趋势;基于横向弛豫时间(T 2)可将孔隙分为团粒孔隙、粒间孔隙、微裂隙3类,其中粒间孔隙受孔隙水影响最为显著,团粒孔隙和微裂隙受孔隙水影响则较弱;三维结构分形维度随含水率提高而呈现降低趋势,并与含水率具有指数函数关系。对花岗岩残积土增湿过程中微观结构变化规律的研究为分析花岗岩残积土群发性滑坡的启动机理提供理论依据,通过监测土体含水率变化可预判孔隙结构演化阶段,结合分形维度模型可建立边坡稳定性评价指标,为闽粤丘陵区花岗岩残积土滑坡预警提供了关键判据。 展开更多

关键词 花岗岩残积土 微观结构 扫描电镜 核磁共振 分形维度

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双排桩最优排距确定及桩间土压力计算方法

9

作者 汤科 赵华 +1 位作者 唐雪峰 程儒凇 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第2期104-113,共10页

无连梁双排桩由于其复杂的受力特性和桩间土压力模型不统一导致较难应用于实际工程。为了深入了解双排桩的受力特性和快速计算出桩间土压力,运用GEO5数值模拟软件研究桩排距对桩身受力的影响;同时,基于刚体极限平衡理论提出了一种简便... 无连梁双排桩由于其复杂的受力特性和桩间土压力模型不统一导致较难应用于实际工程。为了深入了解双排桩的受力特性和快速计算出桩间土压力,运用GEO5数值模拟软件研究桩排距对桩身受力的影响;同时,基于刚体极限平衡理论提出了一种简便计算桩间土压力的新方法,即通过先求出前后排桩各自的剩余下滑力,再分别去除前(后)排桩,进而利用求解余下单排桩的剩余下滑力来辅助计算双排桩桩间土压力。结果表明:(1)当桩排距在2b~6b(b为桩截面短边长)时,前后排桩剩余下滑力几乎相等,但前后排桩最大内力差值却逐渐增大;(2)随着桩排距的增加,双排桩的推力之和呈现先增大后减小的趋势,但前排桩桩后推力几乎不变,这主要是由于后排桩桩后推力的变化所引起的,双排桩的最优排距应在2b~4b之间;(3)当桩排距在2b~6b时,双排桩中前排桩桩后推力等于同位置单排桩桩后推力和桩前抗力之和的一半;后排桩桩前抗力等于同位置单排桩桩后推力和桩前抗力之和的一半,最大误差也仅为0.07%;(4)通过与原方案及已有学者的研究成果对比分析,其结果与前人研究成果基本吻合,验证了本文计算方法的可靠性。研究结果对于快速确定双排桩的最优排距及桩间土压力的计算具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 无连梁双排桩 二元边坡 刚体极限法 最优桩排距 桩间土压力

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球状风化花岗岩类土质边坡土-岩界面优势流潜蚀特性研究 被引量：2

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作者 豆红强 谢森华 +2 位作者 简文彬 王浩 郭朝旭 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期950-960,共11页

受降雨作用,球状风化花岗岩类土质边坡的土-岩差异风化界面极易演化为优势渗流通道而发生渗流潜蚀,进而加速该类边坡的变形失稳,然而当前有关其渗流潜蚀作用特征、细颗粒迁移规律等的研究仍鲜见开展。基于多孔介质非饱和渗流理论,综合... 受降雨作用,球状风化花岗岩类土质边坡的土-岩差异风化界面极易演化为优势渗流通道而发生渗流潜蚀,进而加速该类边坡的变形失稳,然而当前有关其渗流潜蚀作用特征、细颗粒迁移规律等的研究仍鲜见开展。基于多孔介质非饱和渗流理论,综合考虑细颗粒运移、潜蚀启动响应与非饱和渗流的耦合关系,提出一种可准确描述土-岩界面渗流潜蚀过程的数值计算框架。采用有限元方法,构建优势流作用下非饱和花岗岩残积土的渗流潜蚀模型,并以均质土柱的渗流潜蚀过程为参考,系统研究3种典型土-岩界面埋藏状态下的优势流潜蚀特性。结果表明:球状风化花岗岩类土质边坡的土-岩界面与基质渗透性存在高度差异性,湿润锋形成向下凹陷的渗透漏斗,且随着降雨的持续,湿润锋的凹陷程度愈发明显;细颗粒流失程度与土-岩界面的埋藏状态相关,其中下填土体工况的优势流潜蚀最为显著,其界面处甚至出现超孔隙水压力,最不利于该类边坡的稳定性。研究成果可为降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡稳定性的准确评价提供科学依据。 展开更多

关键词 优势流潜蚀 有限元 土-岩界面 细颗粒运移 多场耦合

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级配与拦挡位置对滑坡碎屑流运动影响研究

11

作者 韩培锋 李兴凯 +2 位作者 田述军 樊晓一 刘之葵 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1422-1433,共12页

为了研究不同级配的高位滑坡碎屑流经多级偏转后冲击不同拦挡结构的运动特性以及致灾效应,结合自然地形构建固定坡度和偏转角度均为45°的离散元模型,并利用DEM软件进行数值模拟分析不同拦挡工况和不同级配对碎屑流颗粒运动过程中... 为了研究不同级配的高位滑坡碎屑流经多级偏转后冲击不同拦挡结构的运动特性以及致灾效应,结合自然地形构建固定坡度和偏转角度均为45°的离散元模型,并利用DEM软件进行数值模拟分析不同拦挡工况和不同级配对碎屑流颗粒运动过程中能量耗散、最终堆积形态,以及碎屑流冲击挡板的作用高度的影响,进而建立相关冲击力学模型。研究结果显示:(1)上下均设置挡板的工况能有效减缓碎屑流颗粒的平均动能和势能,且能有效降低颗粒流翻越挡板的数量,并降低颗粒流的最大运动距离从而减小致灾范围;随着颗粒组级配的增大,势能时程曲线分散点出现的时间越晚,颗粒流最终堆积面积中细颗粒组最大,粗颗粒组最小。(2)当滑槽底部反作用力位置取2/3静止堆积体长度时,计算所得碎屑流最大冲击作用高度与模拟试验结果相接近,力学模型计算的冲击作用高度在0.017~0.138 m。在实际工程中,可按研究相似比对此范围进行加强抗冲击防护。(3)由于侧板的切向力和“颗粒分选效应”,大颗粒会主要冲击挡板的中上部,小颗粒主要冲击挡板的下部,并受偏转角影响集中在一侧,因此工程设计可根据实际情况避免在沟道偏转方向的反向建设工程。研究结果可为高位滑坡碎屑流灾害的治理防护提供参考。 展开更多

关键词 安全工程 山地灾害防治 滑坡碎屑流 分级拦挡 离散元法(DEM)

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基于松散耦合方法的弃土场边坡三维建模及稳定性分析:以福州市闽清县白樟池埔建筑弃土场为例 被引量：1

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作者 赖滨泓 王浩 豆红强 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第3期1184-1191,共8页

近年来大规模的旧房拆迁改造及道路建设导致弃土方量剧增,弃土场已成为城市建设的重要附属工程。由于弃土场边坡结构松散、密实性差,较天然边坡更易发生变形破坏,弃土场的安全管理备受关注。为实现复杂工况下弃土场稳定性的快速分析,通... 近年来大规模的旧房拆迁改造及道路建设导致弃土方量剧增,弃土场已成为城市建设的重要附属工程。由于弃土场边坡结构松散、密实性差,较天然边坡更易发生变形破坏,弃土场的安全管理备受关注。为实现复杂工况下弃土场稳定性的快速分析,通过搭建ArcGIS和GeoStudio的松散耦合方法,构建了一套集可视化建模和模拟计算为一体的技术框架。为改良模型可视化效果,配合虚拟钻孔和空间插值方法改良地层曲面精度,完善了弃土场的三维建模技术。采用Python语言为程序接口完成跨平台模型数据交换,实现全时空全方位的多工况弃土场边坡稳定性快速预测。闽清白樟池埔建筑弃土场的应用实例表明,此方案能够实现弃土场任意断面的高质量识别和复杂工况下稳定性变化规律的快速预测,可见松散耦合方法在弃土场稳定性分析过程中具有显著的适用性和实用价值。 展开更多

关键词 松散耦合 地理信息系统 建筑弃土场 三维建模 稳定性分析

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花岗岩残积土坡对短历时强降雨的水文响应 被引量：2

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作者 赖增荣 简文彬 +2 位作者 林昀昭 朱祖腾 吴宜龙 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2024年第4期135-142,共8页

[目的]探究短历时强降雨条件下边坡土体的入渗规律,揭示地质灾害的成因和机理,为该地区地质灾害的形成机理和预警预报工作提供科学依据。[方法]针对2022年5月26—27日福建省龙岩市武平地区因强降雨诱发的浅层流态型滑坡事件,在地灾点典... [目的]探究短历时强降雨条件下边坡土体的入渗规律,揭示地质灾害的成因和机理,为该地区地质灾害的形成机理和预警预报工作提供科学依据。[方法]针对2022年5月26—27日福建省龙岩市武平地区因强降雨诱发的浅层流态型滑坡事件,在地灾点典型滑坡处开展原位人工模拟降雨入渗试验,采用土壤水分计、张力计、孔隙水压力传感器和雨量计等监测装置进行系统观测,同时,结合有限元软件模拟不同降雨强度下雨水入渗过程,以深化对入渗规律的理解。[结果]在靠近坡体表面的位置,土体的体积含水率增加幅度较大,随着埋深的增加,增加幅度逐渐减小;边坡各处入渗速度大小表现为:坡顶<坡中≈坡脚;在短历时强降雨作用下,孔隙水压力呈现逐渐增大并达到峰值后稳定的趋势,值得注意的是,在距离坡表120 cm处的孔隙水压力值较其他两个深度的孔隙水压力值大,这可能是由于该处的土层渗透性较低,形成了一个相对滞留的水位,数值模拟结果也较好地反映了这一规律。[结论]在短历时强降雨的情况下,边坡土体的入渗过程极为复杂,且对地质灾害的触发起着关键作用。其入渗特性受降雨强度、土层深度及渗透性等多重因素的综合影响。 展开更多

关键词 原位模拟降雨 水文响应 入渗 数值模拟

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降雨作用下基于电导性能的土坡基质吸力时空变化试验研究 被引量：1

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作者 林昀昭 简文彬 +2 位作者 陈瑞敏 康浩隆 章德生 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期139-150,共12页

降雨作用下土坡基质吸力随时空而变化,直接影响土坡的瞬态稳定性分析。为研究降雨作用下土坡电导性能与基质吸力的时空变化与联系,通过人工降雨滑坡物理模型试验,将电阻率作为监测量与常规的含水率、基质吸力相结合,并在边坡模型上种植... 降雨作用下土坡基质吸力随时空而变化,直接影响土坡的瞬态稳定性分析。为研究降雨作用下土坡电导性能与基质吸力的时空变化与联系,通过人工降雨滑坡物理模型试验,将电阻率作为监测量与常规的含水率、基质吸力相结合,并在边坡模型上种植马尼拉草,研究植草边坡在均匀降雨、前小后峰和前峰后小这3种动态降雨模式下的入渗特征。研究结果表明:动态降雨模式下,降雨强度变化对土体电阻率和含水率均能产生影响,但都存在一定滞后性。降雨前边坡土体基质吸力、电阻率较高,随着深度的增加逐渐递减。降雨后表层土体基质吸力、电阻率出现较大跌幅,分布上呈现由浅层到深层逐渐增大态势。结合Keller改进的Archie拓展模型与VG模型,得到基于电阻率的残积土基质吸力计算模型,并用试验数据进行验证,结果较为合理,为非饱和残积土基质吸力的测量提供一种快速便捷的方法。研究成果有助于探究非饱和残积土边坡在不同降雨模式下的渗流特征,揭示了降雨作用下坡残积土的电导性能演化规律与基质吸力空间分布特征。 展开更多

关键词 滑坡 降雨 残积土 电阻率 基质吸力 入渗

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耦合变密度地下水流降阶模型与高斯过程的蒙特卡罗模拟

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作者 夏传安 樊秀峰 +1 位作者 王浩 简文彬 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-13,共13页

变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度... 变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度地下水流降阶模型,利用高斯过程模型对降阶模型的数值误差进行修正组成耦合模型。耦合模型既能克服高斯过程只能模拟有限监测点信息的缺陷,又能提高降阶模型对监测点信息的模拟精度。考虑二维剖面变密度地下水流案例,将渗透系数场设定为空间随机变量,采用基于全阶模型(FSMC)、降阶模型(ROMC)和耦合模型(GP-ROMC)3种蒙特卡罗模拟方法进行不确定分析。研究结果表明:(1)ROMC能替代FSMC开展不确定性分析;(2)水头和盐度的平均相对二范误差与降阶模型维度的关系可用指数函数描述(决定性系数R2≥0.99);(3)GP-ROMC对监测点信息的模拟精度比ROMC高,GP-ROMC可有效修正降阶模型误差提高蒙特卡罗模拟的精度。研究成果可为地下水建模、不确定性分析、风险评估及参数反演等工作提供重要技术支撑。 展开更多

关键词 地下水 变密度地下水流 降阶模型 高斯过程 蒙特卡罗模拟

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高植被覆盖区台风暴雨型滑坡成灾机制及预警模型研究综述 被引量：9

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作者 豆红强 简文彬 +3 位作者 王浩 樊秀峰 刘红位 吴振祥 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期1-15,共15页

高植被覆盖区台风暴雨型滑坡具有显著的群发、突发和高隐蔽特性,面对日益增加的防灾减灾需求,如何科学地揭示其成灾机制并构建智能预警模型正成为当前研究的热点和前沿问题。文中首先以浙闽两省频发的台风暴雨型滑坡为例,系统总结了其... 高植被覆盖区台风暴雨型滑坡具有显著的群发、突发和高隐蔽特性,面对日益增加的防灾减灾需求,如何科学地揭示其成灾机制并构建智能预警模型正成为当前研究的热点和前沿问题。文中首先以浙闽两省频发的台风暴雨型滑坡为例,系统总结了其地貌地质、时空分布和上覆植被等发育特征。其次,从台风暴雨型滑坡成灾机制、植被对斜坡稳定性影响及台风暴雨型滑坡的预警预报等3个方面重点梳理并剖析了当前研究现状,强调指出当前有关高植被覆盖区台风暴雨型滑坡的研究仍存在台风-暴雨共同作用下植被发育斜坡的水文动态响应刻画不足、成灾机制仍不清晰以及由此导致滑坡稳定性评价方法缺乏针对性、已有预警模型精细化、精准化预警不足等亟待解决的深层次问题。最后,建议未来研究亟需聚焦地质-植被-气象的相互作用,查明高植被覆盖区台风暴雨型滑坡的孕灾环境与其发育规律,明确台风暴雨下植被发育斜坡的水文响应规律,揭示其失稳演化过程与成灾机制,建立台风暴雨过境全过程的时空预警模型。文中旨在为台风暴雨型滑坡的研究开辟新的视角和研究思路,进而为全球高植被覆盖区台风暴雨型滑坡的预警与防控提供科学决策和技术支撑。 展开更多

关键词 滑坡 台风暴雨 高植被覆盖区 成灾机制 预警

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降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡渗流特性与稳定性分析 被引量：21

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作者 豆红强 谢森华 +1 位作者 王浩 简文彬 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期638-649,共12页

降雨作为边坡失稳破坏的最常见诱因,在非均质性、非连续性特征显著的球状风化花岗岩类土质边坡中具有更为复杂的影响特征。依托ABAQUS及其二次开发,通过构建降雨条件下球状风化体类土质边坡渗流模型,综合考虑降雨参数的影响,开展了降雨... 降雨作为边坡失稳破坏的最常见诱因,在非均质性、非连续性特征显著的球状风化花岗岩类土质边坡中具有更为复杂的影响特征。依托ABAQUS及其二次开发,通过构建降雨条件下球状风化体类土质边坡渗流模型,综合考虑降雨参数的影响,开展了降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡渗流特性与其稳定性研究。研究结果表明:受球状风化体影响,边坡浅层土体更快达到饱和,并且其饱和速率亦受风化体的埋藏深度、“迎雨”面横截面积和含量控制;降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡潜在滑动面仍表现出显著的复杂多样性,存在与无雨状态相似的滑面,也可能拓展形成新的浅层滑面;边坡安全系数与降雨历时和降雨强度为负相关,随着降雨的持续有趋于平缓的趋势,但也能在球状风化体的影响下失去平缓趋势而持续降低;在所设雨型中,渐变递增型对边坡稳定性影响最大。研究成果可为降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡稳定性评价提供科学依据。 展开更多

关键词 降雨入渗 降雨参数 球状风化体 数值模拟 边坡失稳

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基于波速测试的裂隙岩体固结灌浆效果分析 被引量：11

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作者 简文彬 张登 许旭堂 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1943-1949,共7页

以福建某坝基固结灌浆工程实例为研究对象,采用单孔、跨孔声波测试及地震波测试技术对灌浆前、后岩体纵波波速进行检测。采用弹性理论计算动弹性模量,研究灌浆前、后变形参数的变化;对Hoek-Brown准则进行修正,用波速计算Hoek-Brown准则... 以福建某坝基固结灌浆工程实例为研究对象,采用单孔、跨孔声波测试及地震波测试技术对灌浆前、后岩体纵波波速进行检测。采用弹性理论计算动弹性模量,研究灌浆前、后变形参数的变化;对Hoek-Brown准则进行修正,用波速计算Hoek-Brown准则的强度参数,研究灌浆前、后强度参数的变化。研究结果表明,固结灌浆效果受岩体本身的可灌性控制,并受岩体结构影响。不同方向的固结灌浆效果是不同的,对于强风化岩体,垂直向固结效果优于水平向;对于具有缓倾结构面的中风化岩体,水平向固结效果优于垂直向。动弹性模量提高率与波速提高率呈二次函数关系。强风化岩的m(为Hoek-Brown常数)和s(为与岩体质量有关的常数)值提高率与波速提高率均呈一次函数关系,中风化岩则均呈三次函数关系。研究成果对灌浆设计和施工有重要的指导意义。 展开更多

关键词 固结灌浆 波速 HOEK-BROWN准则 动弹性模量

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土坡失稳的有效降雨量研究 被引量：14

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作者 简文彬 许旭堂 +2 位作者 郑敏洲 柳侃 赖树钦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期247-251,共5页

降雨易引起花岗岩残积土边坡失稳。在分析降雨对边坡土体含水率影响的基础上,通过饱和度和含水率的关系推求出土体从非饱和过渡到饱和的有效降雨量。结果表明:对土质边坡,并非所有的降雨都会引起边坡的失稳,降雨入渗使边坡土体从非饱和... 降雨易引起花岗岩残积土边坡失稳。在分析降雨对边坡土体含水率影响的基础上,通过饱和度和含水率的关系推求出土体从非饱和过渡到饱和的有效降雨量。结果表明:对土质边坡,并非所有的降雨都会引起边坡的失稳,降雨入渗使边坡土体从非饱和向饱和状态发展,当边坡土体饱和度达到一定程度的时候易产生边坡失稳;土坡存在饱和区和非饱和区的临界深度,降雨对边坡的影响即为使得该深度以上的土体从非饱和过渡到饱和的过程,须采取不同的抗剪强度来计算处于临界深度上下两部分土体的稳定状态。研究结果对确定土坡失稳的降雨量阀值、进一步认识滑坡失稳机制,对滑坡的预测预报具有理论及实际意义。 展开更多

关键词 边坡 有效降雨量 临界深度

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循环荷载下含软弱夹层岩体声学特性试验研究 被引量：6

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作者 许旭堂 简文彬 +2 位作者 林玫玲 王文韬 樊秀峰 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期1170-1176,共7页

利用振动试验台系统研究循环荷载作用下含软弱夹层岩体的疲劳损伤特性,结合超声波检测仪和动态信号测试分析系统,对疲劳损伤过程中缺陷岩体声学参数进行实时的监测和细致的研究。结果表明:整个疲劳周期内,不同损伤阶段超声波波速变化最... 利用振动试验台系统研究循环荷载作用下含软弱夹层岩体的疲劳损伤特性,结合超声波检测仪和动态信号测试分析系统,对疲劳损伤过程中缺陷岩体声学参数进行实时的监测和细致的研究。结果表明:整个疲劳周期内,不同损伤阶段超声波波速变化最为敏感,呈倒S型衰减规律;波形在损伤过程中从近似半圆形逐渐发生畸变,波形相关性系数总体上随循环次数比的增加呈下降趋势;超声波波幅在疲劳损伤中期波动较大,频域最大幅值和主频变化特征曲线规律不明显,仅在临近破坏时才表现出快速下降趋势,无法对其真实频域特性进行有效分析和识别。最后,基于超声波波速定义损伤变量,提出以Logistic方程的逆函数形式或4次多项式方程来描述含软弱夹层岩体疲劳累积损伤演化方程。研究成果可为各类振动环境下边坡的疲劳稳定性评价和加固工程设计奠定理论基础。 展开更多

关键词 循环荷载 含软弱夹层岩体 疲劳损伤 声学参数 演化方程

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