高山冰川区冰碛土形成过程、成土特征及滑坡灾变机制研究进展

冰碛土作为冰川搬运、堆积消融后的主要产物,广泛发育于我国环青藏高原边缘高山冰川区。受高海拔山区地形地貌及极端气候的影响,呈现宽级配、强渗透、非均质、无分选及无层理等特征,是诱发高山冰川区冰碛土滑坡地质灾害的主要物质来源。系统掌握高山冰川区冰碛土的形成过程及灾变演化特征对于科学认知孕灾机制具有重要现实价值。据此,首先论述了高山冰川区冰川作用及冰碛地貌特征,阐明了冰碛土的演化过程及发育条件,并针对我国环青藏高原边缘高山冰川区冰碛土的分布特征进行分析。其次,总结了冰碛土的相关分类指标,并探讨了不同沉积部位、沉积时间及沉积成因下冰碛土的典型成土特征。最后,梳理了冰碛土滑坡的主要致灾因素及结构特征,并剖析了在极端气候环境下冰碛土滑坡的发育特征及灾变演化过程。研究表明:(1)高山冰川区冰碛土发育主要受冰川冰进及冰退作用控制,在西部高海拔地区、高山系成群分布且气候垂直变化明显区域广泛发育。(2)不同沉积部位及沉积时间分布的冰碛土结构呈现显著区域分异性,主要表现为高海拔冰川源头的现代冰碛土具有结构松散、磨圆度差且层理不发育等特征,而古冰碛土分布海拔跨度大且结构相对致密。(3)不同类型冰碛土边坡结构引发的界面型滑坡破坏模式包括:浅表层冰碛层降/融水蠕滑型、冰水堆积-古冰碛层界面控制型及冰碛层-湖相沉积接触风化型等3类,其内部富冰带的滞水促滑效应是引发冰碛土界面型滑坡灾害的主要诱因。该研究旨在为揭示高山冰川区冰碛土地质特征及滑坡灾变机制提供基础参考。

富水软岩顺层偏压大变形隧道灾变机制的研究

采用理论分析和数值模拟的方法,应用大型离散元软件3DEC建立二维数值模型,对大张高铁大梁山隧道富水软岩顺层偏压变形特征进行动态仿真模拟,研究隧道施工过程中围岩的应力场及位移场分布规律,揭示施工扰动下顺层偏压软岩隧道非对称挤压大变形灾变机制。结果表明:受强度不均匀的地层岩性以及软弱倾斜层理面的影响,隧道的非对称变形特征显著,围岩的塑性区主要分布在隧道的左拱腰部位。沿岩层法向发展,最大塑性区深度达14.8m。说明隧道开挖卸荷后,围岩应力重新分布,左拱腰围岩在高地应力作用下沿岩层法向方向发生挤压变形和剪切破坏,表现出明显的不对称变形特征。

城市隧道施工诱发的地面塌陷灾变机制及其控制

基于国内城市隧道施工过程中地面塌陷事故频发的现状,结合地面塌陷事故案例,对城市隧道施工诱发的地面塌陷灾变机制及其控制技术进行了研究。通过对北京地铁隧道施工诱发的44起安全事故统计发现:地面塌陷事故共16起,占全部事故的36%,所占比例较高;通过对国内城市隧道施工引起的29起地面塌陷事故统计发现:管线渗漏和不良地质体是诱发地面塌陷的主要因素,两者诱发的事故合计比例高达69%,因此也是地面塌陷防控的关键性因素。根据案例统计分析结果,将地面塌陷的形成方式划分为3种类型,分别为:隧道施工直接导致上覆地层失稳破坏形成的地面塌陷,隧道施工导致地层中不良地质体破坏而形成的地面塌陷,以及隧道施工导致管线渗漏水恶化而引发的地面塌陷。采用理论分析和数值模拟揭示了城市隧道施工诱发地面塌陷的灾变机制及其演化规律,在此基础上提出了城市隧道施工过程中地面塌陷的控制技术。

大型高尾矿坝灾变机制与防控方法

大型高尾矿库隐患治理是"十三五"期间遏制重特大事故的重要任务和重点工程之一。高应力下尾矿材料的细观结构和宏观力学特性演化、大型尾矿坝沉积规律及复杂条件下高尾矿坝的劣化理论是其中的关键问题。为揭示尾矿细观结构特性,对尾矿材料进行了光学显微镜观察、电镜扫描和CT扫描处理,建立了尾矿材料的三维重构模型;为揭示高压下尾矿材料的力学特性,对尾矿进行了高应力三轴试验、高应力渗透固结联合试验,研究了高应力下尾矿材料的强度、渗透和固结特性;为揭示尾矿的沉积特性,进行了尾矿材料的大型模型试验,得到了矿浆流动、淤积形态、尾矿料物理力学性质的空间分布以及夹层结构在空间内的分布规律;为揭示高尾矿坝的失稳机制,通过理论分析与数值模拟,对高压下尾矿的强度准则进行了讨论,高尾矿坝的稳定性分析建议使用强度折减法;为揭示尾矿的排渗设施淤堵机制与服役性能,进行了尾矿-土工布渗透试验以及微观观测,发现细粒尾矿更容易产生物理淤堵,且化学淤堵程度与溶液中离子的种类和浓度有关;为了推进尾矿坝风险管控技术,搭建了尾矿库重大风险评估监测系统平台,以便实现尾矿库基础数据的提取、实时风险预警等智能化功能。通过以上坝体劣化理论研究、溃坝灾害评估与预警,提升了我国大型高尾矿库筑坝与灾害防控水平。

厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制与防控技术

针对潘四东煤矿11513大倾角工作面煤壁片帮、支架滑移倾倒和顶板大面积来压问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法对厚硬顶板下大倾角软煤开采的灾变机制和防控技术开展研究。研究结果表明:在厚硬顶板下大倾角软煤开采初期,围岩塑性破坏主要集中在煤壁和底板岩层;邻近工作面区域煤岩体位移表现出煤壁挤出位移量>底板鼓起位移量>顶板下沉位移量的特征;由于厚硬顶板的存在,随工作面推进距离的增大,煤壁挤出位移量逐渐增大,煤壁片帮失稳的概率倍增。根据厚硬顶板下大倾角软煤开采围岩位移和变形破坏特征,结合现场观测提出厚硬顶板下大倾角软煤开采2种灾害模式,一是以“片帮-冒顶”为主导,诱发“支架-围岩”系统发生大范围失稳的动态互馈的时发性灾害,二是厚硬砂岩破断诱发冲击动力显现的瞬发性灾害。基于厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制,采用厚硬顶板深孔预裂爆破初次放顶技术,控制厚硬顶板运动;采取煤壁注浆加固、支架防倒防滑以及“铺金属网+工字钢”辅助液压支架管理破碎直接顶等措施,防治煤壁片帮和破碎顶板漏冒,保证“支架-围岩”系统的稳态工作。通过对支架工作阻力和煤壁片帮统计分析发现,11513工作面采取系列防治措施后,煤壁得到有效控制,初次来压时,支架工作阻力较为富裕,安全阀开启较少且支架无明显倾倒滑移现象,实现了厚硬顶板下大倾角软煤的安全高效开采。

我国主要农作物病害灾变机制与综合防控研究进展:2018年-2022年

2018年以来,我国在主要农作物真菌、卵菌、细菌、病毒和线虫病害的病原菌致病机制解析、寄主植物抗病机理研究、主要农作物病害监测预警及绿色防控关键核心技术研发与应用方面取得了系列重要进展,同时推进了抗病品种、纳米农药、免疫调节和生态调控等病害防控新技术与新产品的研发。根据国内外农作物病害综合防治科技发展趋势和中国农业高质量发展现实需求,我国需进一步重视农作物病害交叉学科前沿和新兴技术领域,聚焦保障国家生物安全和粮食安全的主责主业,强化农作物病害防控理论创新、技术创新,创制智能监测预警和绿色防控新技术、新产品,创新集成区域绿色防控和跨区协同治理技术体系,为实现高水平农业科技自立自强、支撑农业强国建设贡献植保力量。

浅埋岩溶隧道灾变机制及其防治

针对重庆云雾山隧道浅埋岩溶段施工中发生的岩溶地质灾害事故,对浅埋岩溶隧道地质灾害的关键致灾因子及相互关联进行理论分析,并结合现场岩溶处治实践,对其实施效果进行评价。研究结果表明,浅埋岩溶隧道五大致灾因子为埋深浅、上覆地层松软、岩溶发育程度和规模、补给水源以及工程因素,其中施工揭穿顶部和两侧的溶洞连通地表水涌入塌陷区是主要诱因,含溶洞断面的位移释放主要发生在开挖前和开挖瞬间。同时,浅埋岩溶隧道地表水对隧道稳定性影响比地下水更为明显,故解决岩溶灾害的根本途径在于采用合理的设计施工方法,实现施工扰动条件下岩溶动力系统平衡状态的平稳过渡。

山区高速公路典型弃渣边坡灾变机制和处置措施优化

依托某山区高速公路典型弃渣场,系统探讨山区高速公路弃渣边坡的灾变机制。利用多阶段地面调查对其渠道、拦砂坝和坡面进行定性评估,利用Phase 2D强度折减法分析其变形破坏机理,弃渣边坡沿底部淤泥质土层侧向挤出滑移,坡顶下沉、弧形裂缝和坡脚淤泥质土的隆起破坏均佐证了这一破坏模式;利用极限平衡法优化治理措施,坡脚表层淤泥质土清除宽度不小于10m,反压平台坡率为1∶2.0且高度不小于8.0m,弃渣边坡满足工程稳定性要求。山区弃渣场的中长期安全风险受场地清表、初始地面台阶整形等隐蔽条件和后期坡面整形坡度小于天然休止角等综合控制。

城市黄土路基灾变机制研究现状及展望

因特殊的历史和地理原因,黄土地区城市是"一带一路"倡议中的重要节点。但该区域黄土特有的工程特性、沟壑纵横的地形地貌对于城市基础设施建设带来巨大困难,影响着城市化进程。城市的高速发展必然会影响其所在的环境,并导致各类环境问题的发生。"海绵城市"作为应对城市环境治理及功能优化新理念,已经在黄土地区开始试点推广。以给排水管网、地下管廊为主的地下工程在黄土地区城市建设中不断扩大并发挥着积极的作用。

强震作用下中庭式地铁车站灾变机制研究

中庭式地下地铁车站属于异形地下结构,独特的结构形式使其地震灾变机制与标准矩形断面地铁车站存在显著差异。建立土-结构相互作用三维有限元数值模型,进行动力弹塑性时程分析,采用基于构件层次的损伤指标,以量化评价处于中庭式地铁车站结构的不同部位构件在不同幅值、不同频谱地震动作用下的地震损伤程度及其发展规律,结果表明不同地震动下结构的损伤演化规律相似,顶板连梁端部为结构抗震最薄弱部位。同一峰值时,Christchurch波输入下结构损伤度相对较大,其原因为该地震动的傅氏主频相对较低。PGA为0.4 g的Christchurch地震动作用使顶板连梁的弯矩与压力内力值超过了顶板连梁截面的弯-压承载力曲线,表明结构构件的抗震设计应充分考虑不同频谱地震动带来的内力响应的放大效应。

台风—内涝灾变机制下人居营建的适应性策略——基于浙江滨海平原的研究

基于系统演进的适应性视角,运用参与式脆弱性评估方法,针对台风灾害的扰动模式和人居环境防灾的脆弱性等问题的研究,揭示出浙江滨海平原地区“台风—内涝”的灾变机制,提出了动态调控避难空间资源,健全基于小微流域的镇级脆弱性补偿机制、营建传统圩区的“功能与时序”、设置“控涝单元”等人居环境营建的适应性策略,旨在为我国滨海平原区人居环境的防灾减灾与品质提升提供相应的理论与技术支持。

盾构掘进破坏孤石诱发地层塌陷的灾变机制研究

孤石地层因勘察、施工处理困难,使得隧道穿越该地层时面临风险。针对因盾构掘进破碎孤石后造成地层空洞,并最终引发地层塌陷的现象,利用研发的随机多边形生成方法,在离散元软件PFC2D中建立隧道孤石地层开挖模型,研究隧道掘进破碎孤石诱发地层塌陷的灾变机制及其影响范围。研究结果表明:根据孤石所在不同方位可以定性判断地表突然塌陷位置;当孤石粒径大于临界粒径或隧道埋深小于临界埋深后,孤石切削不当将引发地层塌穿型坍塌;在相同孤石粒径时,孤石形状的改变对地层位移影响甚微。

高地应力构造破碎带隧道大变形灾变机制及控制技术研究

玉磨铁路万和隧道3号斜井小里程段穿越高地应力构造破碎带地层时,发生严重的初期支护混凝土开裂侵限,钢拱架扭曲变形。通过对现场应力环境和地层条件的调查,结合初期支护位移监测数据分析变形分布特征及演化规律;从应力释放、塑性流变、松动效应和支护抗力4个方面探讨隧道产生大变形的灾变机制;进而提出在应力释放至一定程度时采用滞后注浆加固围岩和增设第2层钢拱架2种变形控制方案。现场应用情况表明:隧道大变形病害得到治理,拱顶沉降未发生二次增长,说明2种支护措施能有效控制围岩松动效应的影响、加速支护结构变形的稳定。研究成果对同类地层的工程病害治理具备一定的参考价值。

降雨型堆积层边坡的增载-弱化耦合规律及其稳定性灾变机制

运用Geo Studio软件进行数值模拟,分析降雨条件下的瞬态渗流场及强度参数的弱化规律,通过Geo Studio的稳定性分析运用间接耦合法实现增载弱化效应的耦合,结果发现综合考虑耦合灾变效应的边坡稳定性衰减率最大;结合位移动力学,建立了边坡稳定性系数与地下水位变化及强度参数的定量关系式,揭示了降雨条件下边坡稳定性的灾变机制是坡体结构性质损伤和动力增加的综合结果。

城市隧道施工诱发的地面塌陷灾变机制及控制研究

对一个城市来说,地下隧道的开通不仅能够促进城市经济的发展,还大大方便了人们的出行。但是,城市地下隧道施工是一项系统和复杂的工作,在开挖的过程中,由于受到多方面因素的影响,往往易发生安全事故,这会给人们的生命财产和安全带来巨大的损失。笔者以城市隧道施工诱发的地面塌陷灾变机制及控制研究为中心话题,结合我国城市隧道施工中已经出现的地面塌陷问题,深入探讨分析了隧道施工诱发的地面塌陷灾变机制,并在此基础上,提出了相应的控制策略,希望能够引起人们对这一问题的进一步关注,能够对实践发挥指导作用。

关于隧道施工诱发的地面塌陷灾变机制及其控制分析

隧道工程施工人员在施工过程中,往往会引发地面塌陷的现象。不仅对施工人员的安全也会造成威胁,对周围居民的正常生活以及生产也造成了影响。本文简要分析了隧道施工引发地面塌陷灾变的机制,同时介绍管理地下管线、处理不良地质两种方法,以期避免施工人员在挖掘隧道过程中引发地面塌陷。

新型栽培模式对玉米纹枯病与大斑病流行动态影响及灾变机制研究

本文针对新型栽培模式对玉米纹枯病与大斑病流行动态影响及灾变机制展开了深入的研究分析,希望能够对新型栽培模式下玉米纹枯病与大斑病流行动态影响和灾变机制研究提供参考,明确新型栽培模式对玉米纹枯病与大斑病的影响,采取科学化种植管理措施,提高玉米纹枯病与大斑病防治的有效性,以取得理想的种植效益。

973项目“能源储备地下库群灾变机制与防护理论研究”正式启动

2008年12月7日，由中国科学院武汉岩土力学研究所主持，联合中国矿业大学（北京）、清华大学、中国科学院地质与地球物理研究所、重庆大学、山东大学、中国人民解放军理工大学、中国石油勘探开发研究院廊坊分院等单位共同承担，项目经费达3350万元，研究团队包括3名院士、2名长江学者、48名博士，研究期为5年的国家973项目“能源储备地下库群灾变机制与防护理论研究”启动大会在中国科学院武汉岩土力学研究所召开。

二化螟灾变机制与防控对策研讨会在长沙召开

11月30日，省植保站召集14个市州植保站、14个二化螟重发县市区植保站负责人，在长沙召开二化螟灾变机制与防控对策研讨会。省植保植检站站长杨孚初、调研员欧高财、总农艺师谭小平、副站长郭海明及全体业务干部全程参与会议，杨站长作了会议总结并就明年二化螟防控工作提出了具体要求。

“花生新叶斑病灾变机制及无公害控制技术研究”达到国际领先水平

2012年7月15日，受山东省科技厅委托。山东省教育厅组织专家，对青岛农业大学教授鄢洪海主持的山东省科技发展项目“花生新叶斑病灾变机制及无公害控制技术研究”课题进行了验收鉴定。鉴定专家认为，该课题整体达到同类研究的国际先进水平，在花生叶腐病病原学研究等方面达到国际领先水平。