灾害防治专题

• 草本植物对泥流沟道冲蚀的影响及分形研究

  王运兴;史向阳;方慧;

  为研究草本植物对泥流的制约机制，在泥石流沟道现场调查基础上，采用量测法、公式计算法、统计图解法和分维法，分析了草本植物特征、草本植物与冲蚀的关系、冲蚀分形特征及其与冲蚀深度的关系，研究了草本植物对沟道冲蚀的影响及分形特征。结果表明：冲蚀沟呈中间深两侧浅的“U”形；根系分布角度相近时，根系横向长度越大，则深度越大，横向长度相近时，角度越大则深度越大，根系较长时，根系角度随横向长度增长变化越快，根系影响范围越大；距离草本植物越远冲蚀深度越大，明显影响范围为20 cm;分维值和冲蚀深度整体呈负相关关系，分维值越小，冲蚀深度越大，分维值越大，冲蚀深度越小。研究结果可为泥石流形成机制、起动条件及生物防治措施提供参考依据。

  2025年05期 v.37;No.177 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1877K]
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• 金川县临河古滑坡变形复活特征及变形监测分析

  彭湃;邓飞跃;陶望雄;

  为准确掌握古滑坡复活特征及其变形规律，基于灾害区地质背景，开展滑坡发育特征分析及失稳堵河风险研究，并结合极点对称模态分解、模糊熵、人工水母搜索法和Elman神经网络构建滑坡变形预测模型，实现滑坡后续变形规律评价。分析结果表明：受滑坡前缘蓄水升降及近年降雨异常影响，古滑坡局部出现复活，且经复活体失稳堵河风险研究，复活体在不利工况条件下均具有较大的失稳概率，一旦失稳，极可能堵塞前缘河流；滑坡地表变形监测结果显示，滑坡变形量间于77.29～170.36 mm,已具有较大变形量，且前缘变形量明显大于后缘变形量，充分说明滑坡前缘水位升降波动对滑坡稳定性具有较大影响；变形预测结果显示滑坡变形仍将持续加剧，滑坡复活体的稳定性将进一步降低，需尽快开展防治处理，其预测结果具有较高的预测精度。

  2025年05期 v.37;No.177 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1669K]
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• 基于边坡冲刷试验的路基边坡防冲刷性能评价

  张文伟;高平利;王延涛;焦国木;许少平;

  为实现对路堤边坡抗冲刷性能的量化评价，以通用土壤流失方程为原理，提出一种路基边坡防冲刷性能评价方法，以实际施工路基边坡冲刷试验为分析数据来源，通过测定不同降雨强度条件下边坡的冲刷径流和产沙量对试验边坡的抗侵蚀性进行量化评价。通过对阿联酋某铁路项目中4种不同填料的包边土边坡进行现场冲刷试验，对比分析了各边坡抗侵蚀特性、包边土填料级配对边坡抗侵蚀性的影响，验证了Gatch料作为包边土进行边坡防护具有较好的抗侵蚀性，并提出了包边土填料级配要求建议。同时，提出了一种边坡冲刷深度与维护周期预测方法与示例，可为中东沙漠地区以及类似地区的路基边坡工程设计施工提供参考。

  2025年05期 v.37;No.177 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1263K]
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• 基于变形组合预测的道路滑坡危险性评价

  李振基;薛晓辉;

  为解决滑坡危险性评价不准确的问题，以某道路滑坡为工程背景，首先，通过现场调查、监测数据统计来分析滑坡变形特征；其次，以滑坡变形数据为基础，利用集合经验模态分解开展数据分解处理，并通过门控循环单元神经网络、天牛群算法和广义回归神经网络构建滑坡变形组合预测模型，再根据高精度变形预测结果计算滑坡复活后的危险性分级指标，以准确实现滑坡复活后的危险性评价。分析结果表明：在滑坡变形特征分析方面，滑坡变形初始时间与公路建设基本一致，其后历年变形也时有发生，即变形位置与公路建设密切相关，变形时机与降雨密切相关。同时，通过滑坡变形组合预测，得出预测思路具有高精度预测能力，其预测结果的可信度高，计算得到滑坡危险性评价指标范围为0.728～1.062,说明滑坡不同监测点位置的复活危险性程度存在一定差异，对应复活危险性等级介于Ⅱ～Ⅳ级，其局部失稳风险较大。根据滑坡危险性评价结果，若开展滑坡整体防治，建议按照不利原则，滑坡整体防治建议按Ⅳ级执行；若开展滑坡局部防治，建议结合具体位置对应的危险性等级进行针对性防治。

  2025年05期 v.37;No.177 21-27+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1397K]
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• 北斗/GPS多路径随机游走模型及其工程实验验证研究

  梁睿斌;徐祥;李明;陈昊;何秀凤;詹伟;

  针对北斗/GPS短基线相对定位中北斗中轨道卫星多路径重复周期过长的问题，提出了引进随机游走估计方法，并建立了北斗/GPS多路径随机游走模型。实验选取了句容抽水蓄能电站大坝在不同观测环境下的观测数据进行动态差分定位，验证了该方法改正北斗卫星多路径误差、提高形变监测结果精度和可靠性的能力。结果表明，使用前一天的北斗卫星数据获得的北斗多路径随机游走模型的方差因子精度较高，可以达到应用需求。此外，多路径随机游走估计方法能够有效改正双差观测值中的多路径误差，常规环境下残差减少率最高超过30%,积雪环境下最高超过60%。动态定位结果表明该方法能够显著提高定位精度，且可以有效改正强多路径环境下定位结果存在的偏差，获取高可靠性定位结果。常规环境下，水平方向和高程方向的定位精度分别提高了30.3%和25.2%;积雪环境下，水平方向和高程方向的定位精度分别提高了56.6%和33.5%。

  2025年05期 v.37;No.177 28-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 4568K]
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• 基于多源监测数据的光伏电站变形监测研究

  刘岭;郑勇峰;蔡炜;李逍宇;王枝军;王尚祺;

  在陆上光伏电站的建设和运行过程中，变形监测是评估电站稳定性的重要方法。研究从陆上光伏电站场地安全监测需要出发，构建了卫星全域普查-低空无人机局部详测-场地定点实时监测的空天地一体化变形监测体系，实现了对光伏电站的全覆盖、高精度、自动化监测。相较于传统的SBAS-InSAR方法，研究提出的结合时空滤波的SBAS-InSAR方法的精度提升了约62.8%;对于卫星遥感和无人机监测筛选出的重点监测区域，提出了一种北斗/GNSS与工业相机视觉测量相结合的监测方法，基于北斗/GNSS系统建立基准站网，实现毫米级高精度的水平和高程基准，并结合工业相机地面观测手段以较低成本实现对重点区域毫米级精度的自动化监测。实验结果表明，研究提出的空天地一体化变形监测体系能够有效地识别出潜在的地表变形风险区域，并可实现对高风险区域的定点实时连续监测，为光伏电站的长期稳定运营提供了坚实的技术保障，对电站的可持续发展和安全管理具有重要意义。

  2025年05期 v.37;No.177 39-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 5021K]
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• 基于GIS与层次分析法结合的地震小区划与城市规划成果转化研究

  陆亚平;张庆华;贺冰;林禄杰;谢世亮;

  研究了一种地震小区划应用于城市规划设计决策的成果转化方法，通过构建基于GIS平台的量化评价模型，采用层次分析法评价地震小区划中的活动断裂、软土震陷、砂土液化和地震作用下的岩溶塌陷、崩塌滑坡、泥石流等地震地质各个因素对城市规划的影响程度，形成指标体系的层次结构和量化标准，通过多因子分级加权指数和法进行叠加分析，把抽象的地震地质信息以定量评价图件呈现，将专业化的地震小区划等地震基础资料转换为城市规划人员“读得懂”的地震地质信息，建立了地震小区划与城市规划之间的有效沟通途径。以广州市南沙区核心区为例，基于地震要素对城市规划影响程度的量化分析评价模型，编制面向城市规划的地震对城市规划影响程度分区图，为国内城市规划应用地震地质基础资料提供科学途径，有助于提升城市规划的科学性和合理性，达到防震减灾的目的。

  2025年05期 v.37;No.177 50-55+144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1450K]
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环境科学

• 甘肃省GPP时空分布格局及驱动因子分析

  康祯恒;方书敏;强乾聪;白德祥;

  植被总初级生产力(GPP)是评价陆地生态系统健康状况和固碳潜力的重要参数。在全球气候变暖背景下开展区域GPP时空分布格局及演变趋势研究，对于理解陆地生态系统碳循环，实现区域“碳中和”具有重要意义。本文以甘肃省为研究区域，基于甘肃省2000—2020年MODIS GPP数据产品，采用Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall显著性检验方法，研究了近年来甘肃省GPP时空分布格局。在此基础上，采用地理探测器，以GPP为因变量，气温、降水、海拔、土地覆盖、土壤性质以及与人类活动相关的人口分布、夜间灯光数据为自变量，分析了研究区GPP时空分布的主要驱动因素。研究结果表明：(1)2000—2020年甘肃省GPP以5.88 gC/(m~2·a)的速率增长，多年平均值为442.97 gC/m~2,空间分布呈东南高西北低的趋势；(2)自然因子主导了GPP的时空分布格局，其中降水因子影响最大，其次是土壤有机碳、土壤氮及土壤容重因子；(3)各个驱动因子之间主要呈现双因子增强的交互模式，在所有因子中，降水与其他因子的交互作用最强。研究结果可为甘肃省生态环境保护与区域高质量发展提供科学依据。

  2025年05期 v.37;No.177 56-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 2757K]
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• 南四湖出口断面水质演变与水文要素影响分析

  张健;李振;

  为掌握南四湖出口断面水质演变趋势及水文要素的影响，收集了2004—2023年南四湖水环境数据，利用污染指数法、主成分分析法对湖区二级坝和韩庄闸两处泄流断面进行分析。结果表明：二级坝和韩庄闸两处泄流断面污染指数呈现波动下降趋势，综合污染指数逐年减小，水环境状况逐步好转；影响二级坝和韩庄闸断面水环境的主成分有3个，两处泄流断面主成分均可解释为工业和生活污染指标、农业化肥污染指标、离子污染指标，但韩庄闸离子污染指标权重大于农业化肥污染指标权重；二级坝断面工业和生活污染指标与泄流量、水位呈显著正相关，离子污染指标与降雨量呈显著负相关；韩庄闸断面离子污染指标与水位呈显著负相关；上级湖工业和生活污染物冲刷入湖现象明显，上级湖和下级湖来水对离子污染指标的稀释作用明显。

  2025年05期 v.37;No.177 65-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2120K]
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• 基于机器学习的建筑物化碳排放不确定性分析

  阮爽;周拥军;

  针对传统的建筑物化阶段碳排放计算方法的不确定性问题，利用机器学习方法对碳排放进行量化和不确定性分析。首先建立IPCC计算模型计算建筑物化阶段实际碳排放量，然后结合支持向量机回归(SVR)与反向传播神经网络(BPNN)两种单机器学习模型，采用组合赋权方法构建SVR-BPNN模型预测碳排放量，并引入误差指标对模型预测结果进行分析评价，同时与单机器学习模型结果进行对比。利用预测模型结合蒙特卡洛模拟方法构建碳排放不确定性分析模型，采用区间估计方法得到碳排放量的区间估计值。研究结果表明：SVR-BPNN模型预测碳排放量的绝对误差为0.51%,其拟合效果明显优于单机器学习模型；不确定性分析得到碳排放量在30%、60%、90%置信度下的区间估计值，区间均值与样本值相对误差均小于0.053%。

  2025年05期 v.37;No.177 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1634K]
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• 竖井自然排烟型隧道烟气沉降特性对人员疏散环境的影响研究

  陈金林;李沐阳;

  为了探究纵向通风与竖井自然排烟共同作用下公路隧道火灾烟气沉降特性对人员疏散环境的影响，采用数值方法模拟了发生火灾时不同纵向风速下隧道内上下游烟气沉降特性，并对烟气层高度、CO浓度、温度、能见度等疏散影响因素进行了分析。结果表明，烟气沉降特性与纵向风速有密切关系，风速较小时火灾上游段烟气沉降严重，风速较大时火灾下游段烟气沉降严重，在风速为1.5 m/s时火灾上下游烟气沉降得到很好的控制。在实际工程中建议分阶段通以不同的通风速度；当隧道内有人员需要疏散时先通以纵向通风速度1.5 m/s的新鲜空气，保证火灾上下游良好的烟气分层，待隧道内人员进入安全区域后，通以通风速度3.4 m/s的新鲜空气加速烟气的排出，防止高温烟气对隧道结构造成破坏。

  2025年05期 v.37;No.177 82-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 2045K]
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交通运输

• 火灾爆炸联合作用下钢-混组合简支梁动力响应研究

  郭少聪;卜建清;郭至博;郝冀民;张子卓;

  为研究钢-混组合简支梁在火灾和爆炸联合作用下的响应，通过有限元软件ABAQUS建立了碳氢(HC)火灾作用下钢-混组合简支梁抗爆计算模型。首先采用完全热-力耦合分析了钢-混组合简支梁在碳氢火灾升温曲线下的性能；然后采用动力-显式分析了不同炸药当量及不同爆炸距离下钢-混组合简支梁的响应；最后分析了在不同受火时间发生不同炸药当量及不同爆炸距离爆炸后钢-混组合简支梁的响应。结果表明：在火灾作用短时间内，钢-混组合简支梁迅速升温，跨中位移缓慢增加，但随着火灾的发展，梁体的承载力不断下降，跨中位移开始急剧增加，在达到900℃时，钢材的屈服强度仅剩6%,钢材基本丧失承载能力；在单独爆炸作用下，炸药当量越大、爆炸距离越小，跨中位移和速度时程曲线的振幅和峰值就越大，钢梁跨中应力也越大；在火灾爆炸联合作用下，受火时间越长、炸药当量越大或爆炸距离越小，梁体在火灾爆炸作用下产生的位移就越大，钢-混简支组合梁首先在混凝土板跨中位置产生局部破坏，然后在钢梁跨中受火区域内发生弯曲变形。

  2025年05期 v.37;No.177 90-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 6140K]
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• 外置耗能装置承插式装配桥墩抗震性能研究

  崔文楷;卜建清;郭至博;韩浩;李学铭;

  为提高承插式装配桥墩的承载能力和耗能能力，基于工字钢梁的优异抗剪性能以及耗能软钢的良好阻尼性能，设计了一种新型外置可更换的耗能装置。采用Abaqus软件分别建立了采用外置耗能装置的承插式装配桥墩与传统的承插式装配桥墩有限元模型，通过施加循环荷载，对比了两种桥墩力学性能的差异。结果表明，采用了外置耗能装置的承插式装配桥墩相对于传统的承插式装配桥墩最大承载能力提升了26.1%,屈服刚度提升了34%,耗能能力提升了32.6%,初始刚度提升了33.7%。研究表明，外置耗能装置能显著提升装配式桥墩的抗震性能，研究结果可为装配式桥墩的应用设计提供参考。

  2025年05期 v.37;No.177 104-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 2178K]
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• 综合技术在水库大坝渗漏检测中的应用

  张国新;骆汉轩;李小雨;陈亮;

  为保证水库大坝的正常运行，发现隐蔽工程的渗漏风险，采用联合红外热成像技术、微水试验以及综合示踪法的综合检测技术，对未知渗水点的大坝进行检测，确定出渗点位置，揭示坝体渗透性以及地下水温度与水平流速的分布规律，逐步缩小渗漏检测范围，并最终准确定位渗漏隐患位置。通过工程实例验证，表明该技术能够为防渗处理提供指导，对水库大坝的安全稳定运行具有积极推动作用。

  2025年05期 v.37;No.177 111-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2734K]
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• 泡沫轻质土在路基拼宽及抬升改扩建中的应用研究

  韩雨生;李志虎;程咏春;

  针对市政改扩建工程路基拼宽及抬升沉降控制严格、工期短、质量要求高等难题，提出采用泡沫轻质土作为填料的改进方案。结合河北省石家庄市北三环快速路改扩建中路基拼宽及抬升施工工程，进行了泡沫轻质土选材及配合比设计，通过同条件试验比较其与普通填土的工作性能差异，验证了泡沫轻质土填料具有沉降量更小的明显优势。经现场实际应用及沉降监测，表明泡沫轻质土用于路基拼宽及抬升改扩建工程时累积最大沉降量和差异性沉降不超过4 mm,满足设计及相关施工验收标准要求。研究证明了泡沫轻质土使用性能的优越性，可为其在同类工程中的推广应用提供有益借鉴。

  2025年05期 v.37;No.177 118-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1278K]
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建筑科学

• 砌体墙抗爆响应数值模拟研究

  黄丽蒂;许金;

  现有国内外有关砌体墙面外爆炸响应的研究大都集中在远场爆炸，忽视了近场爆炸下墙体的局部损伤和破坏机制。基于相关理论和材料建模策略，利用ABAQUS有限元软件建立CEL流固耦合模型，通过与试验结果对比分析，验证模型的合理性和有效性。对墙体进行多工况响应分析，依据墙体破坏机制，量化墙体破坏比例距离，就比例距离为定值以及爆心距为定值两个方面对近场爆炸环境下墙体损伤响应是否存在一致性展开进一步分析。结果表明：CEL流固耦合模型可较好地模拟砌体墙在面外爆炸荷载作用下的动态响应和破坏特征。当Z≤0.258 m/kg~(1/3)时为近场爆炸，表现为砖体失效，冲击波贯穿墙体，呈孔洞式破坏；当Z≥0.338 m/kg~(1/3)时为远场爆炸，表现为沿砂浆层裂缝及剥离层破坏，墙体实际厚度降低；当0.258 m/kg~(1/3)<Z<0.338 m/kg~(1/3)时为中场爆炸，墙体失效机制为砂浆层失效或者外力达到砖体-砂浆界面的摩擦力阈值。比例距离为定值以及爆心距为定值时近场爆炸环境下墙体损伤不存在一致性。

  2025年05期 v.37;No.177 124-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 3087K]
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• 基于多重分形特征分析的基坑预警体系构建

  王芳芳;罗林;

  为合理评价深基坑预警等级，以基坑坑顶水平位移监测成果为基础，在开展其变形特征分析的基础上，利用GA-Kalman滤波对变形数据进行过滤处理，提取真实变形量，并通过3类预警判据开展真实变形量的综合预警。实例分析表明：(1)基坑坑顶水平位移具有显著变形特征，且GA-Kalman滤波具有较强的数据过滤能力，能有效提取其真实变形量；(2)SW-08、SW-19及SW-22监测点的最终预警等级为Ⅱ级，SW-23监测点的最终预警等级为Ⅰ级。因此，基坑最终预警等级宜按Ⅱ级预警，即基坑变形存在一般风险，其后续变形具有稳定增加特征，目前处于可控范围内，适当加强监测频率即可。

  2025年05期 v.37;No.177 131-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 1455K]
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• CFRP加固钢筋混凝土梁受力性能有限元分析

  刘晓蕊;

  为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢筋混凝土梁的最优布置方式，以CFRP加固钢筋混凝土梁的布置方式和布置层数为变量，建立了6种CFRP加固钢筋混凝土梁的有限元模型，并分析其受力和变形状况。研究表明，在梁端1/3范围内布置U形箍时，在梁底增加CFRP布置层数，能较大提高梁的承载力和延性性能，且CFRP的材料性能得到了充分发挥。

  2025年05期 v.37;No.177 138-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 3509K]
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• 填方场地桩基动力响应振动台试验研究

  徐伟忠;陈增;陈锦剑;

  为探究填方场地在地震动力荷载作用下桩基动力响应规律及破坏形式，依托西南地区某水厂建设工程，采用振动台试验的方法研究桩体动力响应与破坏模式，分析了群桩基础不同位置桩体动力响应差异。结果表明：桩体弯矩在土层刚度差异较大的分界面处最大，弯矩时程在此位置发生正负突变，桩体弯矩形态受桩土相互作用程度和上部结构惯性运动共同影响。当地震动增强时，填土水平位移增大，桩土相互作用程度增强，进一步影响桩身受力变形状态；桩体瞬时弯曲变形差异较大，且受土体影响存在滞后现象，与土体非线性效应的发挥及桩土相互作用相关；震后桩体破坏主要集中于填土区域，具体包括桩身上部的裂缝破坏及土层分界面处的折断破坏。研究结论可以为填方场地群桩工程的抗震设计提供指导。

  2025年05期 v.37;No.177 145-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 2333K]
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• 全面提升地质灾害预防能力,确保人民生命财产安全——《地质灾害预防》书评

  王家鼎;

  <正>“预防为主”是我国防灾减灾的基本方针。地质灾害是目前我国自然灾害中最为活跃的灾害,其点多面广,具有复杂性、隐蔽性、突发性和不可预见性,防不胜防,危害极其严重。据国家统计局资料,2003—2023年全国发生地质灾害355854起,平均每年有近20000起灾害发生,导致人民生命财产损失巨大。

  2025年05期 v.37;No.177 38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1130K]
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