<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。
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%。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
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。
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。