小尺度山区地质灾害隐患的无人机精细化识别方法与实践

本文针对小空间尺度范围内以滑坡、崩塌为主的山区地质灾害,提出了一套基于小型无人机摄影测量的精细化隐患识别方法。首先,针对工作区开展至少两期无人机摄影测量作业,经处理后得到实景三维模型、数字正射影像(DOM)、数字表面模型(DSM)等精细化成果;其次,以两期DOM与DSM变化检测为主实现灾害体识别;然后,基于灾害体共性特征建立典型识别标志,并依此采用三维实景目视解译为主方法实现孕灾体识别;最后,通过地面核查确认或排除隐患。将该套方法应用到三峡库首秭归泄滩河左岸顺向斜坡区域,共识别出10处不同类型隐患,证明了方法的可行性。

裂隙优势流入渗诱发堆积层滑坡浅层破坏机理研究

土体裂隙为雨水提供了入渗通道,沿此通道形成的优势流主导着降雨入渗过程,导致滑坡稳定性逐步恶化,促使变形持续发展。以徐洼滑坡为例,结合地质勘察、现场宏观巡查以及监测数据等,在分析徐洼滑坡变形特征的基础上,阐明裂隙对滑坡浅层破坏的影响,利用数值模拟,分析不同深度裂隙引起的优势流入渗过程,在此基础上,通过无限边坡模型,计算优势流作用下浅层滑坡的稳定性演化特征,最终厘清优势流入渗诱发浅层破坏机理。研究表明:(1)裂隙提高了坡体的透水性,坡体变形与裂隙发育相互促进,而引起浅层破坏的往往是滑坡变形产生地表拉张裂隙的持续演化;(2)裂隙改变了雨水的入渗过程,一部分沿坡体表面向下垂直入渗,一部分沿裂隙入渗至裂隙末端向四周扩散,随着裂隙发育,降雨入渗由优势流主导;(3)滑坡变形与裂隙发育的关系密切,无裂隙时,坡体仅表层处于不稳定状态,表现为表层侵蚀破坏,随着裂隙演化,裂隙影响深度内坡体处于不稳定状态,表现为滑动破坏,裂隙末端的暂饱和区为最危险滑面。

基于特征优选和机器学习的第四系空间信息提取研究

【目的】第四系土体是土质滑坡的主要物源,其分布及厚度是开展土质滑坡隐患识别的重要基础。随着机器学习技术的兴起,图像分类技术与人工智能算法结合已成为遥感识别的主流。【方法】以三峡库首秭归向斜盆地为研究区,以Landsat-8影像为基础数据源,以区内现有土质滑坡数据构建样本,采用机器学习软件EnMAP-Box,建立第四系厚度及空间分布信息的随机森林分类模型,筛选出用于识别第四系土体厚度的最优特征子集,得出第四系相对厚度空间分布。【结果】结果表明:Landsat-8遥感影像的光谱特征、主成分、植被指数、湿度、坡度、绿度、均值等与第四系厚度具有强相关性,可作为识别第四系土体厚度的重要特征因子;随机森林模型能有效识别第四系土体厚度信息,且对岩质区提取精度较高;经实地调查验证,模型性能均衡,预测结果合理,可用于多植被中低山区环境的第四系识别。【结论】研究成果可为土质滑坡隐患识别和风险防控提供重要数据支撑。

十堰郧阳区膨胀土滑坡变形特征及稳定性分析

在十堰郧阳区的发展过程中,滑坡发生频率较高,其中因膨胀土引发的滑坡占有一定比例。膨胀土滑坡作为一种特殊土滑坡,常引发各种工程地质问题,对社会稳定和人民生命财产安全威胁较大。以十堰郧阳区金岗村滑坡为例,在分析滑坡概况、物质组成和工程地质特征的基础上,结合金岗村滑坡的变形特征、位移监测数据和高库水位耦合降雨工况数值模拟,进行了滑坡稳定性分析,并根据稳定性分析结果提出了相应的防治措施,对十堰郧阳区膨胀土的防灾减灾起到一定的作用,并为同类型膨胀土滑坡的研究提供了参考,具有一定的理论和现实意义,同时对促进十堰郧阳区的经济发展具有重要作用。

谭家河滑坡监测与精细化预警模型研究

为研究谭家河滑坡的变形阈值,通过综合分析降雨、库水位和GNSS自动监测等数据,针对谭家河滑坡实际情况,建立了谭家河滑坡的5级递进式分级预警模型。研究结果显示:①滑坡高水位位移变化小,低水位位移变化大;②谭家河滑坡位移速率与库水位速率相关,库水位下降、位移增加,库水位上升、位移减小;③在库水位160 m以下、库水位速率阈值为0.6 m/d、位移速率阈值为0.5 mm/d条件下,滑坡形成“阶跃”;④在库水位下降期间以及低库水位运行期,累计降雨量大于175 mm会对滑坡的变形产生影响,也可形成“阶跃”。

“阶跃型”滑坡位移监测动态预警系统

“阶跃型”演化规律是滑坡在等速变形阶段受外界因素影响表现出的一种波动特性,具有变形周期长、机制复杂、临灾预警难度大的特点。基于“阶跃型”滑坡变形-时间曲线的特征和规律,通过引入“一个降雨过程”定义滑坡监测序列的多期降雨区间,将预警过程划分为前期+当期降雨和当期降雨两种模式,以诱因-时间-空间作为滑坡预警的重要指标,建立了滑坡综合预警判据模型,据此提出设计麻池村1号滑坡综合动态分级预警系统的方法。并结合麻池村1号滑坡的地质条件、监测数据等信息,深入分析了滑坡的变形演化规律及预警阈值。结果表明:①滑坡变形破坏模式为牵引式,属于典型的降雨诱发的“阶跃型”堆积层滑坡;②前期降雨有效持时为10 d,前期+当期降雨模式下的降雨阈值分别为24、32 mm,当期降雨模式下滑坡的的降雨阈值为37 mm,滑坡的位移速率阈值为12 mm;③以降雨量、位移速率到达阈值时为Ⅲ级黄色预警中心面(线),构建滑坡的综合动态分级预警系统,将滑坡预警从传统的“阈值预警”升级为“过程预警”,使得预警更具针对性。

考虑破坏模式的危岩崩塌易发性评价--以兴山县古洞口水库首段为例

本文以古洞口—平水段为研究对象,通过分析研究区特有的地质特征与边坡发育情况,将崩塌按受力状态与起始运动方式划分为:滑移式、倾倒式、错断式3类,利用ArcGIS软件的空间分析功能,具体分析了区内危岩破坏模式与各控制因素的相关关系,并结合3类崩塌的发育特征确定相应评价因子,最后采用模糊层次分析法(FAHP)建立指标体系,通过指标体系得出古洞口—平水段崩塌灾害易发性评价结果.结果显示:3类崩塌灾害易发性与此类灾害点的分布密度较吻合,易发性评价结果符合实际.结果表明:距公路越近,崩塌发生的可能性越大,滑移式崩塌主要分布在顺向坡地区,倾倒式崩塌主要分布在逆向坡地区,错断式崩塌主要分布在横向坡地区,评价模型的正确率AUC值均接近于1,说明易发性评价的精度较好,评价结果对研究区崩塌灾害风险管控具有一定的指导意义.

湖北省杉树槽滑坡成因机制分析

长江三峡地区滑坡众多,杉树槽滑坡属于典型的顺层基岩滑坡。通过对滑坡发生后追踪调查,介绍了滑坡的地理位置、周边地质概况及其基本地质特征,并将滑坡发生前后的地形地貌和地质特征进行对比,直观地表明了滑坡发生、发展及运动的过程。最后,探讨了湖北省杉树槽滑坡发生的影响因素及形成机理,并认为脆弱的地层结构和不利的地貌形态是滑坡发生的内因,而降雨是诱发滑坡的关键外在因素,其为典型的剧动推移式降雨型顺层岩质滑坡。

岩质边坡声发射特征及失稳预报判据研究

在分析岩质边坡失稳过程中岩体力学性质和声发射产生的微观机理基础上,通过岩石声发射试验和岩质边坡声发射监测实例,研究了岩质边坡声发射特征,提出了岩质边坡失稳破坏的基本力学分类及其声发射的监测预报方法和判据,实现对岩质边坡失稳的预测预报。研究结果表明,边坡破坏前存在一次或多次声发射高峰。应用AE技术可以确定边坡在变形过程中应力集中活跃区;以抗滑力减小为主的岩质边坡,其失稳预报判据为大事件率在15次/min以上,预报时间为几分钟至数小时。以下滑力增大为主的岩质边坡失稳的预报判据为大事件率在26次/min以上,破坏时间为第一次声发射峰值期后的30～45d。

基于倾倒破坏模式的典型危岩崩塌破坏过程及机理分析

兴山县古夫镇古洞村是县内危岩崩塌事件高发区域,区内斜坡坡面发育多处危岩体,严重威胁当地居民的生命财产安全。以古洞村凹屋岩危岩崩塌为例,通过对野外现场的调查和资料的整理,详细分析了研究区内危岩体的孕灾环境和分布情况,并选取典型危岩体,开展倾倒破坏模式下的危岩崩塌运动过程和机理研究,为区内同类型灾害的防治提供理论支撑。结果表明,受研究区特殊地质背景和斜坡结构的影响,区内危岩以倾倒式变形破坏为主;基于危岩体初始运动状态和受力特征,倾倒式破坏一般分为4个演变阶段;危岩崩塌破坏的因素众多,各因素并非独立存在,而是在相互作用下导致危岩最终发生失稳破坏。

基于Box-Cox Dogit停车需求预测模型研究

在总结目前流行的各种停车需求预测模型的基础上,根据非集计方法中的随机效用理论,从停车需求是由居民出行引起的基本思想出发,建立了基于Box-Cox D og it的停车需求预测模型.针对模型的建立、参数标定以及推广计算过程进行了推导,并依附长沙市停车调查研究项目进行了实例分析.此模型可应用于预测规划区域总的停车需求、不同车型的停车需求和小区内各个停车场的停车需求.

三峡库区秀龙村反倾岩质边坡变形破坏机理分析

由于岩质边坡在长期的地质历史环境中接受改造,形成很多结构面(如层面、裂隙面、节理面),这些"预制的"结构面控制着边坡的变形与发展。在调研工程区域地质条件的基础上,研究了边坡开挖特征、边坡病害发生情况。对秀龙村边坡的节理裂隙开展了调查分析工作,基于玫瑰花图和赤平投影,结合边坡面产状,得到边坡潜在的破坏模式。以过程机制分析法为基础,分析秀龙村反倾岩质边坡的变形破坏的基本规律,追溯边坡演变的全过程,为库区节理岩质边坡地质灾害防治,提供借鉴依据。

吕家坪公路隧道地质勘察与施工监控

长江三峡工程是举世瞩目的特大水利工程,库区交通复建工程与环境地质的矛盾极为突出,文章以三峡库区交通复建工程—秭归县吕家坪公路隧道为例,介绍了该隧道工程地质勘察、选线、施工中对长江三峡重大危岩体—链子崖危岩体的稳定性和安全进行重点关注,开展监测监控,确保危岩稳定的前提下顺利贯通隧道。

长沙市静态交通问题现状及对策研究

近年来长沙市逐渐膨胀的停车需求与静态交通现状的矛盾日益突现 ,已成为人们关注的热点。文中从长沙市静态交通的现状介绍着手 ,分析其存在的问题 ,并从战略政策支持、大力发展城市公共交通、重视路边停车。

构筑长、株、潭三市电子篱笆系统

首先介绍将车辆自动识别技术应用于区域范围内构建电子篱笆系统的设想,并分别概述车辆自动识别技术的工作原理、电子篱笆系统的组成和运营原理,以及系统建成后所能具备的功能和实现的社会价值。然后,通过对长沙、株洲、湘潭三市的经济、交通等发展概况的介绍,说明了一体化不断推进的长、株、潭三市建立电子篱笆系统的可行性和前瞻性。最后,依次对长、株、潭三市和湘东区省界电子篱笆系统的初期规划,从路网现状、拟选基站(含信息采集基站、监控基站、用户对话基站)和备选基站几个方面做了论述。

降雨型堆积层滑坡降雨阈值及预警模型研究--以王家坡滑坡为例

堆积层滑坡在降雨作用下,累积位移曲线呈现不规则的“阶跃”状.针对此类型滑坡,将滑坡所处的地质条件与滑坡的变形特征相结合,进而建立合理的预警模型,是提高滑坡预警精度的必要手段.本文以王家坡滑坡为典型研究案例,在分析降雨、滑坡位移以及位移速率等监测资料的基础上,确定王家坡滑坡的位移回落时间、降雨阈值.考虑滑坡变形对降雨的响应机制,将实际降雨工况分为当期降雨和前期降雨+当期降雨两种类型,通过数值模拟分析降雨条件下王家坡滑坡的稳定性,对传统的经验性降雨阈值进行改进,针对当期降雨,建立降雨诱发滑坡失稳滑动的I-D阈值曲线,针对前期降雨+当期降雨,建立滑坡破坏的A-I-D阈值曲面.最后,基于改进的I-D阈值曲线和A-I-D阈值曲面建立了王家坡滑坡4级预警模型.

库水位变动条件下谭家河滑坡变形阈值分析

水库型滑坡主要受水库蓄水、水位升降以及降雨等综合因素影响,稳定性差、变形机理复杂,同时其规模一般较大、危害性强;以三峡库首区域典型代表性水库滑坡-秭归谭家河滑坡为例,对丰富的专业监测数据进行了深入细致的分析,研究结果表明:滑坡主要受到库水位变动的影响,当库水位达到172 m时,滑坡开始产生较大的变形;由于长期库水位变动的影响,滑坡在高库水位和库水位下降时,位移速率较大,监测曲线形成阶跃,滑坡同时受到浮托减重效应和动水压力效应的影响.在库水位下降期,7d累积降雨量大于70 mm,以及在145 m低水位运行期,7 d累积降雨量超过170 mm,会对滑坡的变形产生明显的影响.

考虑地层岩性及地质构造的区域边坡岩体完整程度预测

通过野外现场调查采集到的基础数据,得到一系列样本点的岩体完整程度,并考虑地层岩性以及地质构造对岩体完整程度的影响,建立多因子加权叠加模型,对整个研究范围内的边坡岩体完整程度进行预测。预测结果显示:长江干流边坡岩体完整程度明显差于支流边坡,而且预测结果呈深色区域均有已知滑坡灾害点分布,其中一处已经发生滑动,说明预测结果符合实际情况。该预测结果可以应用于岩质边坡的稳定性分析以及作为该区域地质灾害防治规划的依据。

基于三峡库区兴山县地质灾害发育规律的群测群防体系研究

群测群防是我国地质灾害防治的主要防灾减灾措施之一.为研究三峡库区群测群防体系的成果效益,以三峡库区兴山县为例,在掌握地质灾害发育规律和发育分区的基础上,介绍地质灾害群测群防体系的现状、组织机构、运行情况等.结论表明,兴山县群测群防体系效果显著,划分了地质灾害分布情况,圈定了重大隐患点,提出了防灾建议和处理措施,但仍然存在一定的问题,特别是工作标准和信息化管理不健全,缺乏专业技术人员等.不断改进和完善其群测群防体系,进而推广至三峡库区,为防灾减灾工作做出贡献.

小径微孔聚氨酯人工血管的制备条件对微观结构与性能的影响

目的 研究小径微孔聚氨酯 (polyurethane,PU)人工血管的制备条件对微观结构和力学性能的影响。 方法 采用浸渍 -沥滤法制备 PU小径微孔人工血管 ,通过改变模径、PU材料、盐粒大小、盐胶比和浸渍次数等制备条件 ,控制人工血管的尺寸参数和微观结构 ,测定 PU血管的力学性能 ,观察血管尺寸参数和微观结构对其性能的影响。 结果 PU小径血管内径 2～ 4 mm,壁厚 0 .6～ 1.2 mm,密度 0 .2 3～ 0 .4 9g/ cm3,孔径 4 2～ 95μm,孔隙率5 6 %～ 80 %。血管的径向顺应性 1.2 %～ 7.4 %· 13.3k Pa- 1 ,水渗透性 0 .2 9～ 12 .4 4 g/ (cm2 · min) ,轴向抗张强度1.5 5～ 4 .36 MPa,爆破强度 6 0～ 30 0 k Pa,缝线撕裂强度 19.5～ 96 .2 N/ cm2 。相同尺寸时 ,Chro- noflex制备的小径血管的顺应性和水渗透性优于 PCU- 15 0 0制备的小径血管 ,而 PCU- 15 0 0小径血管的轴向抗张强度、爆破强度和缝线撕裂强度优于 Chro- noflex小径血管。 结论 通过选择材料和优化制备条件 ,可制得具有合适孔径和孔隙率 ,顺应性和其它性能与天然血管匹配的 PU小径血管。