危岩体崩塌灾害监测预警试验研究

岩体崩塌破坏的突发性使其成为最难预防的地质灾害之一,严重威胁人类的生命财产安全.边坡岩块体崩塌破坏多是系统不稳定导致的动力破坏,因此应用动力学指标进行监测预警更为有效.本研究通过引入多种时域动力学监测指标,开展了岩体崩塌破坏全过程的监测预警实验研究.通过振动幅值、峭度指标等时域动力学指标监测,可有效识别岩体分离破坏前兆现象,提前55 s实现岩块体崩塌的早期预警.多个时域动力学指标均可识别岩体破坏前的非协调性动力特征,其中变异系数在识别这一振荡特征上优势明显,可通过识别这一震荡特征实现崩塌灾害的早期预警.此外,破坏前岩体的振动速度是稳定岩体的2.1倍,岩体破坏发生时刻赋存较大的冲击能量,是岩体启程剧动的主要原因之一,可通过综合分析峭度指标等时域动力学指标,实现分离破坏前兆更为合理的判识.本研究不仅为岩体崩塌灾害早期预警提供了新的数据与技术方法支持,也为崩塌岩体启程剧动机制与破坏后运动特性研究提供了新的启示.

岩体崩塌灾害成因机制与早期预警研究综述

作为我国常见的一种地质灾害,崩塌成因复杂,分布范围广,隐蔽性和突发性强,危害性大,其早期预警技术一直难以实现。通过对岩体崩塌灾害成因机理与预警研究总结得出,开展崩塌灾害发生的主控因素岩桥的定量识别与模糊评价,是未来岩体崩塌灾害预警预防的关键所在,而固有振动频率等动力学指标在岩桥损伤分析、危岩快速识别以及崩塌早期预警等方面具有明显的应用优势。此外,关注分离阶段及其分离破坏前兆是提高岩块体崩塌灾害早期预警时效性的有效手段之一,建立基于分离破坏前兆识别的岩体崩塌灾害预警方法并健全三位一体的监测预警指标体系可改变目前崩塌灾害被动预防的态势。与此同时还需同步开展国产高精度遥感振动监测技术装备研发,这是满足我国崩塌灾害早期预警核心技术创新发展与国家工程安全建设战略需要的必然选择。针对目前崩塌灾害早期监测预警研究中存在的五大技术瓶颈问题,提出了具体的应对策略和技术措施。最后得出系统开展脆性破坏灾害的早期监测预警体系研究并实现相关技术突破无论是在"一带一路"等工程安全需求方面,还是在全国地质灾害预警预防方面,都将具有极强的理论意义与应用价值。

城镇化背景下历史文化名镇保护的现状与对策研究

加强历史文化村镇遗产的保护与开发利用,建设中华民族共有的精神家园,是我国在城乡统筹发展、城乡一体化过程中亟待研究的重大课题与实践难题。与国外历史文化小镇相比,我国历史村镇保护存在规划体系不健全、文化底蕴单薄、缺乏全面社会技术支撑等诸多问题。以豫南地区为例,通过对其历史名村名镇调研,总结了其在推进文化村镇保护中一些好的发展举措,以期为我国类似历史文化名镇的发展和保护提供参考。

中国佛塔的发展历程与展望

通过对中国佛塔的发展历程进行分析,总结我国佛教建筑的发展趋势,力图通过对中国佛教建筑的时代特点与发展趋势的解析,探索中国佛教建筑发展的新形势。指出我国佛教建筑设计应尽量与当代主流建筑发展模式相结合,在新结构、新材料、新追求等方面创新,寻求中国特色佛教建筑新的发展之路。

中国援外建筑设计的发展历程与展望

援外建筑设计是社会与经济发展相对发达的国家或地区向社会与经济发展相对欠发达的国家或地区提供资金和技术援助,并在受援国境内从事房屋、桥梁、水利、隧道等建筑的设计活动。随着援外政策的完善与援建建设项目的增多,我国设计师开始走出国门,承担着越来越多的国际建筑设计工作。与国内建筑设计不同,援外建筑项目设计不可避免地会与被援建国传统设计风格冲突,因此如何进行援外建筑的在地化设计,实现双方历史文化与建筑风格的相互交流融合,是目前援外建筑设计研究亟待解决的关键问题之一。

援外建筑在地化设计策略评价方法

随着“一带一路”重大战略的深入部署,我国设计师开始走出国门,承担越来越多的援外建筑工程项目。与国内建筑设计不同,援外建筑项目设计不可避免地会与被援建国传统文化与地域特色存在一系列冲突,因此如何选择合理的援外建筑的在地化设计策略,缓解援外建筑设计中存在的诸多冲突,是目前援外建筑设计研究亟待解决的问题。基于层次分析法,通过对援外建筑项目的13项因素进行分析,得出最优的在地化设计策略。此方法可以平衡援外建筑设计中存在的隐形与显形矛盾,为设计师科学进行援外建筑设计提供有效参考。中国优秀的设计师不仅需要关注援建国当地的自然与人文环境,同时还需注重中外建筑文化的交流融合,进而实现对世界建筑多样化的有效保护。

考虑时间滞后效应的库岸滑坡位移预测

在库区滑坡位移预测预报研究中,库水位响应的滞后性使得传统滑坡位移预测模型难以分析单调增长的阶跃式变形特征,严重影响预测结果。基于此,在考虑库水位时间滞后效应基础上,建立了一套可应用于工程现场的自回归分布滞后位移预测模型,并在金沙江上游某库岸滑坡进行工程应用。工程研究案例得出,库水位上升、地震是该滑坡变形加剧的主要诱发因素,且库水位作用于滑坡变形的滞后天数为8天,新模型计算滑坡累积位移与实际位移相关系数高达0.992 7,均方根误差为14.11 mm。此外,通过计算趋势速率比指标可以为滑坡监测预警提供新的敏感性评价参量。该研究不仅建立了一套具有物理意义的库岸滑坡位移预测模型,实现了滑坡位移的综合分析,而且实现了地震对滑坡位移演化贡献的定量计算,为蓄水期库岸滑坡演化全过程的安全风险管理提供了新的技术支持。

基于时频域动力学参量的危岩体识别方法

在地形复杂多变的高山峡谷地区进行工程建设时,快速准确地识别边坡危岩体具有十分重要的意义。通过冰冻试验法预设7组稳定岩体和8组危岩体模型试验,并应用激光多普勒测振仪获取其振动监测数据,采用支持向量机算法开展基于时频域动力学监测指标的危岩体快速识别试验研究。通过对室内试验中稳定岩体与危岩体的时频域动力学监测指标分析得出,相比较于单一动力学指标的危岩体识别方法,基于时频域动力指标的危岩体识别方法在对稳定岩体与危岩体识别的准确率均达到100%,通过引入多种动力学监测指标,可实现危岩体更为合理的有效判识。该研究为危岩体等不良地质体核查提供了新的遥感技术支持,在丰富天-空-地一体化的多源立体勘察技术体系的同时,也为川藏铁路等高风险地区更好地应对崩塌灾害提供参考。

基于多层次动力学指标的危岩体识别方法

边坡岩块体从稳定状态变为不稳定状态的过程中,其动力学指标会发生显著变化,因此,引入合适的动力学指标是实现危岩体精准识别的关键。引入时域、频域以及能量等6种动力学指标,采用PSO-SVM算法开展危岩体识别方法实验与工程应用研究。实验结果表明,相比较于时域动力学指标与时频域双动力学指标的危岩体识别模型,基于多层次动力学指标的危岩体识别模型的预测效果最好,其均方误差MSE=0.004772,相关系数平方R~2=0.984865。因此,应用时域、频域与能量的多层次动力学指标的危岩体识别方法,可实现危岩体的准确定量分析。数据分析得出,6种动力学指标的识别敏感性重要性排序依次为均方频率>裕度指标>第一频带相对能量>重心频率>冲击能量>脉冲指标。研究为工程现场更好开展危岩体的勘察识别工作提供相对丰富的敏感性动力学监测指标,进而有助于建立一套基于大数据分析的危岩体识别方法,从而满足高山峡谷地区崩塌灾害防灾减灾工作的现实需求。