黄土路堑高边坡稳定性分析新方法——特殊滑裂面快速搜索法

黄土路堑高边坡自身的特点,决定了其失稳破坏时滑裂面的特殊特征.综合考察大量失稳黄土高边坡实例,发现其滑裂面剖面形态多呈上陡下缓的"L"形.利用传统稳定系数的概念进行分析,与实际情况出入较大.利用数学方法,将黄土路堑高边坡的滑裂面概化为"抛物线"形,推导出其稳定性分析表达式,建立特殊滑裂面快速搜索的方法.实际检验表明,该方法弥补了其他分析方法的不足,更符合实际.     

山西乡宁—吉县地区黄土高边坡可靠度研究

在山西乡宁—吉县地区实测了7个具有代表性的自然极限状态黄土高边坡断面,建立边坡地层结构模型;选取研究区合理的黄土物理力学参数,并分地层年代对10个典型工点的黄土强度参数内聚力和内摩擦角的变异性进行分析;选取6组典型的强度参数变异系数组合,基于Monte Carlo法进行可靠度模拟,评价该区边坡稳定性;采用自然类比法进行边坡设计.结果表明:边坡失效概率随坡高的变化趋势一致,均是中等坡高(49.8m)的边坡失效概率较大,低坡和高坡的失效概率较低;当变异系数较小时,边坡失效概率对坡高和坡度的变化敏感,而当变异系数较大时,边坡失效概率对坡高和坡度的变化不敏感;当坡型一定、强度参数变异系数较小时,边坡的稳定系数基本不变,而当参数变异系数超过某一界限时,稳定系数随变异系数的增大而增大,二者存在非线性相关关系;研究区黄土边坡处于基本稳定状态,但其失效概率最大达69.3%,平均21.1%,介于20%~30%的比例为33.3%,大于30%的比例为14.3%,可靠度指标介于-0.5~8.5,其中小于2.7的比例为88.1%;对于坡高约为50m的黄土高边坡,若取30%作为可接受失效概率,边坡坡度需降至45°以下,如果期望可接受失效概率在10%以内,则坡度不宜超过34°.     

协同空间模拟与优化及其在快速城市化地区的应用

空间过程分析和模拟是当前的研究热点之一,而以往的空间优化多是以静态的城市空间进行的,没有考虑城市的动态变化情况。本文在此基础上将模拟和优化同时进行,提出了协同空间模拟与优化的概念。以公共设施空间选址、路径覆盖优化、自然保护区规划及城市能源消耗情景模拟为例,证实了协同空间模拟与优化在快速城市化地区应用的可行性与实用性。     

济南地区黄土成因分析及工程地质特征

通过对济南地区黄土的成因类型、分布范围及工程地质特征进行分析,并对济南西部和东部不同地区黄土的物理力学性质进行对比,总结黄土湿限对工程建设产生的危害性并提出防治措施和建议。     

基于Unity3D的数字站区管理应用系统优化研究

文章在基于Unity3D对数字站区管理应用系统进行开发的基础上,结合数字站区管理应用系统的特点,重点研究系统中的模型、场景、灯光、阴影,以及脚本等部分的优化,并对优化前后的系统性能进行对比。研究结果表明了本文的优化方法对基于Unity3D系统的性能、运行速度的提高具有显著效果。     

阳极焙烧炉结构优化设计

对以重油作为燃料的阳极焙烧炉的火道结构进行了优化模拟计算。从炉子的设计角度提出了解决炉内流动场、温度分布不均匀的方案。分析了两种结构优化方案的可行性，并得出综合优化方案。适当的调整挡板的位置可以改善气流的分布。结果显示，综合优化方案对改善阳极焙烧炉的燃烧条件有着显著效果。数值模拟的方法为阳极焙烧炉结构和运行参数的优化提供了较准确、快速和经济的研究手段。     

试论西宁地区湿陷性黄土的天然孔隙比及含水量对湿陷性的影响

本文依据西宁地区黄土的大量实际资料,对影响黄土湿陷性的两个主要因素(黄土的天然孔隙比、含水量)与黄土湿陷系数的关系进行了综合分析与归纳,论述了这两个因素对湿陷性的影响;并在数理统计基础上,提出了黄土湿陷性的判别式。对西宁黄土区的工程地质评价,具有参考与实用价值。     

山西省大宁县黄土崩塌滑坡地质灾害发育特征与防治措施

在论述了大宁县地质环境条件的基础上,系统地对黄土崩塌滑坡地质灾害的发育特征、成因进行了分析,说明了黄土崩塌滑坡地质灾害的危害及严重性,进行黄土崩滑灾害防治势在必行。同时提出了相应的防治对策及措施。     

基于序列二次规划方法的高密度电阻率反演

针对高密度电阻率成像法反演计算中存在的困难，探讨了基于序列二次规划（SQP）方法建立可行的电阻率反演算法的问题。在对三维点电源二维地电体电位场模型有限元法正演计算的基础上．建立了基于SQP方法的高密度电阻率成像法反演算法。根据勘测中测量电极间距的不同，提出按不同的电极间距分别建立优化模型进行参数优化。通过对模拟电阻率模型和实际观测资料的反演计算．表明该算法进行高密度电阻率反演是可行的，其具有对初始模型无特殊要求、收敛速度快的特点。这一反演算法可望在高密度电阻率成像的反演计算中得到应用。     

甘肃通渭县黄土堆积区全新世环境变迁

通过对甘肃通渭县四家庙全新世黄土剖面的粒度和磁化率分析。并依据前人研究成果对年均气温和年均降水量的相应恢复，揭示了该区全新世期间气候演化的特点和规律。分析认为，研究区全新世以来的环境变化是不稳定的，无论古土壤发育期还是黄土堆积期，气候都具有频繁的次级波动。尤其在全新世中期。两层古土壤间的黄土夹层，反映该区在全新世大暖期经历过一次历时千年之久的气候显著恶化事件。     

Centrifuge model test of an irrigation-induced loess landslide in the Heifangtai loess platform,Northwest China

The Heifangtai platform in Northwest China is famous for irrigation-induced loess landslides. This study conducted a centrifuge model test with reference to an irrigation-induced loess landslide that occurred in Heifangtai in 2011. The loess slope model was constructed by whittling a cubic loess block obtaining from the landslide site. The irrigation water was simulated by applying continuous infiltration from back of the slope. The deformation, earth pressure, and pore pressure were investigated during test by a series of transducers. For this particular study, the results showed that the failure processes were characterized by retrogressive landslides and cracks. The time dependent reductions of cohesion and internal friction angle at basal layer with increasing pore-water pressure were responsible for these failures. The foot part of slope is very important for slope instability and hazard prevention in the study area, where concentration of earth pressure and generation of high pore-water pressures would form before failures. The measurements of earth pressure and pore-water pressure might be effective for early warning in the study area.     

Inversion analysis of the shear strength parameters for a high loess slope in the limit state

It is difficult to obtain reliable shear strength parameters for the stability analysis and evaluation of high loess slopes.Hence,this paper determines slope elements and physical parameter of 79 slopes with heights of[40,120]m based on the measured loess slopes in the Ganquan and Tonghuang subregions of northern Shaanxi Province,China.In the limit state of the loess slope(stability factor Fs is 1.0),a fitting equation for the slope height and width is established.Then,the model is developed by stability analysis software-SLOPE/W,and the comprehensive shear strength parameters corresponding to different slope heights of the high slope in the study area are obtained by inversion using the Morgenstern-Price method.The results show that when the height of the slope increases,the cohesion c increases in the soil,and the internal friction angle j decreases.This change is consistent with the characteristics reflected in the composition and physical properties of the slopes,and the comprehensive strength parametric curves are very similar between the Ganquan subregion and the Tonghuang subregion.A landslide that occurred in Miaodian-zaitou of Jingyang County,Shaanxi Province,is selected to verify this inversion method,and the results show that the calculated shear strength parameters of the inversion are consistent with the measured value of the actual slope.     

模拟堆载作用的黄土边坡土体变形机理试验

通过固结不排水剪试验,研究了堆载作用下不同深度、含水量和围压的原状黄土的变形和破坏特征,并从黄土的微观结构角度分析了产生这一现象的原因,结合黄土边坡特殊的工程地质条件,分析了堆载作用下黄土边坡土体的变形破坏过程。试验结果表明,不同深度、含水量和围压的原状黄土的应力应变曲线和抗剪强度具有不同的特征;特殊的工程地质条件,使黄土坡体的某些部位形成了堆载作用下不利于黄土材料强度保持的含水量和围压的组合,导致了这些部位黄土的变形破坏,进而诱发坡体的变形破坏。     

土钉墙模型试验研究

通过土钉墙模型试验 ,研究了土钉在黄土中的变形情况、土钉加固黄土类深基坑的作用机理及土钉的应力分布规律 ,最后对试验的不足进行了分析。     

黄土高原边坡特征与破坏规律的分区研究

为了研究黄土高原自然边坡的特征及破坏规律,按山系与水系或水系的分水岭、地貌单元、地层岩性特征等条件,将黄土高原划分为8个区:临洮—永靖区、天水—通渭区、兰州—会宁区、陇东区、靖边—安塞区、隰县—离石区、甘泉—吉县区和汾渭区.根据极限状态边坡的4个野外判别标准,测量了8个区510个自然极限状态黄土边坡断面,分区采用指数模型回归边坡坡高与坡宽的相关关系,计算各区20、50、100m坡高的边坡稳定系数和失效概率.结果表明:黄土高原的边坡特征与破坏形式具有分区特征,且南北差异性明显.临洮—永靖区边坡坡高与坡宽呈线性关系,表明该区边坡坡度不随坡高变化,边坡稳定性受内摩擦角控制;兰州—会宁区和靖边—安塞区高坡陡,低坡缓,高坡不稳定,易发生错落式滑坡;天水—通渭区、甘泉—吉县区和汾渭区高坡缓,低坡陡,稳定性计算结果显示高坡和低坡都较为稳定,但由于地层结构和地貌的特点,高边坡易发生低速蠕变型滑坡或高速远程滑坡;陇东区边坡整体上较为稳定;隰县—离石区受黏粒含量较高的Q1地层控制,高边坡稳定性较差;50m左右坡高的黄土边坡稳定性对强度指标内聚力、内摩擦角的敏感度都高,易于失稳.     

黄土深基坑边坡稳定的实例分析

应用泰勒（Ｔｏｙｌｏｒ）理论，对黄土地基边坡稳定实例分析，并对边坡土样做快速直剪试验，一定程度揭示了均质粘性上边坡稳定的内涵。     

面向点云数据的黄土丘陵沟壑区沟沿线自动提取方法

基于点云数据地表建模中,沟沿线既是点云去噪的重要分割线,又是黄土丘陵沟壑区最典型的地形特征线。因此,本文提出了面向点云数据的基于多尺度格网采样和坡度分割的沟沿线自动提取方法,即在适宜格网尺度采样的基础上构建地表模型,利用沟沿线周围坡度陡变的特性提取缓坡面与陡坡面的分界线,从而生成沟沿线。通过对8个样区反复实验,确定了各自的最佳格网尺度,并发现格网尺度随点密度的增大而迅速减小,而后趋近平稳的幂函数关系,同时随机选取了另外5个样区验证了该关系的适用性。最后,通过全域分块计算得到了该地区的完整沟沿线。相比于人工识别的沟沿线,本文方法提取沟沿线的精度在0.5 m缓冲范围内为85%,效果较好,且位置更为精确。产生差异的原因主要是面向点云数据的沟沿线有更多的细节,沟沿线曲率更大,造成了其长度明显大于手动提取结果。该方法有助于提高丘陵沟壑区点云数据去植被处理和地形表面重建精度。     

基于DEM的黄土崾岘提取及其地形特征分析

崾岘是将要被切穿的鞍部,是正负地形矛盾斗争的结果,也是重要的地形控制点。典型的崾岘多位于黄土高原黄土地貌区,又称黄土崾岘,其对识别沟间地与沟谷的斗争程度有一定的指示作用。本文以黄土高原样区为例,基于1:1万DEM（5 m分辨率）和影像分辨率为0.95 m的遥感影像,利用流域边界算法和缓冲区标定,分析窗口选择5×5,实现了崾岘点位的半自动化提取。并对各崾岘点位求取坡度等地形因子,总结崾岘的空间格局和地形特征。结果显示,崾岘多分布在主流域边界和垂直于主沟道的最宽部分,地形控制作用明显。崾岘的坡度、起伏度、切割深度等值均大于鞍部值,同时,高级流域区的崾岘值大于低级流域区的崾岘值,反映出崾岘具有侵蚀程度强、表层完整性低、地表破碎度高的特点。总体而言,崾岘受沟道蚕食度高,从侧面反映了黄土地貌的发育阶段,是黄土地貌发育到中期的标志性产物。     

黄土区滑坡研究中地形因子的选取与适宜性分析

黄土高原是中国生态较为脆弱的地区,也是滑坡发育的地层之一。黄土滑坡发育是孕灾环境、致灾因子和承灾体等多种因素联合作用的结果,其中作为重要孕灾环境因素的地形因子的选取是黄土滑坡风险研究的基础。本文选取黄土滑坡灾害多发的甘谷县作为研究区,综合利用敏感性指数、确定性系数和相关系数方法进行地形因子在滑坡灾害研究中的适宜性分析,得出以下结论：基于确定性系数法、敏感性分析模型和相关系数法,最终筛选出适宜于本区域滑坡灾害评价的地形因子为：坡度、坡度变率、坡形和地表粗糙度;确定性系数法、敏感性分析模型都基于分析单一因子与滑坡之间的关系进行致灾因子选取,忽视地形因子之间的相关性。实验结果表明,研究区稳定性较差的区域与已发生滑坡灾害分布数量具有较好的对应关系,并深入分析了滑坡与地形因子分级范围的关系,发现地形因子分级范围对地质灾害风险研究具有重要的影响,是导致部分区域的差异性主要原因之一。实地调查发现,河网切割密度及人类工程活动也对研究区危险性具有重要的控制作用,是重要的地形因素。