洪水冲刷浸泡联合作用下村镇建筑地基承载性能劣化机理研究

洪水作用下地基承载性能劣化问题是影响山区村镇建筑安全的主要因素之一,也是乡村振兴战略中建设生态宜居的居民生活环境所面临的主要威胁。现有研究大多针对洪水浸泡下的地基承载性能劣化过程,而洪水冲刷及其与浸泡作用的联合影响还有待进一步研究。对此,本文围绕洪水冲刷浸泡联合作用下村镇建筑地基承载性能的复杂劣化过程开展研究,在二维浅水方程对洪水动力过程模拟基础上,构建考虑洪水流速垂向非线性分布律的侵蚀模型,进而对洪水作用下的地基土体冲刷深度进行计算。同时,综合考虑洪水浸泡后地基土力学的折减强度,采用有限元方法对洪水冲刷、浸泡下的地基承载力进行对比。典型案例分析表明,洪水冲刷浸泡联合作用下村镇建筑地基承载力下降47.88%,且洪水冲刷对地基承载力的劣化作用略强于洪水浸泡作用。

基于脆弱性曲线的寿溪河流域村镇建筑洪灾风险评估

以寿溪河流域的村镇建筑为研究对象,采用MIKE FLOOD耦合水动力模型计算洪水淹没特征,结合结构静力学原理与洪水冲击荷载经验公式,建立村镇建筑的洪灾脆弱性曲线,开展洪灾风险评估。结果表明,寿溪河流域洪水淹没范围呈狭长的条状,洪水流速较大。低重现期下房屋以中低风险为主,高重现期下高风险与极高风险房屋主要分布在洪水发生点、洪水淹没区以及河坝村附近。建立的脆弱性曲线考虑了洪水流速的影响,能较好地刻画村镇建筑的结构损伤程度。

基于机器学习的高铁边坡位移预测不确定性度量与应用

为解决不确定性问题对高铁边坡位移预测精度的影响,引入区间预测理论量化位移预测中的不确定性问题,并建立Bootstrap-GRU-BP混合区间预测模型(BGB模型)。该模型首先采用基于Bootstrap的门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)算法度量位移预测均值和认知误差的方差,再采用BP算法度量随机误差的方差,然后将位移预测均值、认知误差和随机误差的方差3者结合在一起,量化出一定置信水平下的预测区间。最后,基于杭绍台高铁沿线边坡的监测数据,探讨BGB模型认知不确定性的响应特征,并通过对比多种区间预测模型来验证BGB模型的优越性。结果表明:BGB模型不仅能构造清晰可靠的预测区间,还能提供高精度的点预测结果;改变模型输入特征和预测算法会导致认知不确定性的改变,而BGB模型所构造的预测区间能正确地响应不确定性的变化;对比以极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)和支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)为核心的区间预测模型,BGB模型的区间预测和点预测性均能更优。研究成果可为高铁边坡位移发展提供可靠的预测结果,进而为高铁边坡可靠度分析提供理论基础。

山区铁路隧道工程质量关键风险要素识别——基于勘察、设计与施工一体化视角

山区铁路隧道工程质量关键风险要素不易清晰识别,因而难以尽早预防。为解决此问题,依据相关规范从地质、自然和技术三个方面梳理风险要素,基于勘察、设计与施工的工作流程建立风险要素多层网络结构框架,结合专家经验和蒙特卡洛模拟确定网络节点风险值和连边权重,构建风险要素多层网络关系模型,随后引入复杂网络理论,通过中心性指标获取风险要素节点重要度,利用灰色关联分析获取节点综合重要度,并采取节点移除策略识别山区铁路隧道工程质量关键风险要素。最后依托某山区铁路隧道工程进行实例验证,识别出节点综合重要度前30%的节点是该山区铁路隧道工程质量风险中的关键要素,为山区铁路隧道工程质量风险的预防和管理工作提供决策支持。

“十二五”中国油气储量增长特点及“十三五”储量增长展望

＂十二五＂（2011—2015年）期间,中国新增探明油气地质储量创历史新高,石油探明地质储量呈高峰稳定增长,天然气探明地质储量实现快速增长,煤层气探明地质储量进入较快增长,并首次探明了页岩气和致密油储量。中国西部和海域已接替东部成为油气储量增长的主力地区。深水、叠合盆地深层、前陆盆地等新区、新领域的突破为中国油气储量增长做出了重要贡献,但新增油气储量依然以低品位储量为主。＂十三五＂（2016—2020年）期间,预计中国探明油气地质储量仍将保持高峰增长,年均新增探明石油地质储量（10-11）×10^8t,新增天然气地质储量（8 000-10 000）×10^8 m^3。天然气增储的潜力大于石油,非常规油气储量将快速增长。储量增长的领域更趋复杂,科技进步对储量增长的作用愈发重要。

基于HBP本构模型的泥石流动力过程SPH数值模拟

本构模型是描述泥石流流变特性的关键,也是决定其动力过程数值模拟准确性的核心问题之一。泥石流流体属多相混合物,现有的研究已证实其存在剪切增稠或剪切变稀的现象,传统基于Bingham及Cross线性本构关系的数值模型难以准确描述泥石流流变特性。文中探讨了Bingham模型在低剪应变率下的数值发散问题,在光滑粒子流体动力学(SPH)方法框架上建立了整合Herschel-Bulkley-Papanastasiou(HBP)本构关系的稀性泥石流动力过程三维数值模型。相比传统基于浅水波假设的二维数值模型,所述方法从三维尺度建立SPH形式下的泥石流浆体纳维-斯托克斯方程并进行数值求解,可获取泥石流速度场时空分布及堆积形态,同时采用HBP本构关系描述泥石流流变特性,能在确保数值收敛的前提下反映泥石流流体在塑性屈服过渡段及大变形状态下应力-应变的非线性变化。为验证提出方法的合理性,结合小型模型槽实验观测进行了对比,结果表明数值模拟与实测结果基本吻合。

基于流域形态完整系数的泥石流容重计算方法

通过对四川山区20条典型泥石流沟道的现场调查,建立了流域形态完整系数与泥石流浆体容重的统计关系,通过拟合分析形成了基于流域形态完整系数泥石流容重的指数式计算公式,获取了回归曲线,并采用误差分析、影响因素分析及趋势分析验证了该计算公式的合理性。研究表明,泥石流流域形态对泥石流浆体容重有很大影响,在区域地质背景条件相似时,浆体容重随流域形态完整系数的增大而减小。当流域形态完整系数大于0.3时,形成的泥石流多为稀性泥石流,且逐步向水石流、夹砂水流的状态发展,浆体容重可达到1.28t/m3的极值,这与目前观测到的泥石流容重最小值相符。基于统计关系建立的拟合公式尤其适用于流域形态完整系数较大的桦叶形泥石流沟,可为无法观测(已暴发或难以到达)的泥石流沟容重的计算提供简便方法,亦可为容重参数的合理确定提供区域性参考。

泥石流流速横向分布特征与防治工程结构优化

以往研究表明,泥石流流速在沟道横断面上分布不均,但目前尚无理论依据,国内现行相关规范暂时建议在泥石流拦挡坝、排导槽等防治工程设计时,流速、荷载按均布考虑,这与实际的受荷情况有所差别,从而导致防治工程局部稳定性偏小,极易发生工程失效。为此,基于冲淤平衡原理、流体均质假设及沟道横断面形状的合理简化,结合雨洪修正法与形态断面法相关原理,演绎了沟道横断面任意位置流速计算公式的推导过程,并获取了泥石流流速的横向分布的非线性特征。通过四川省地震灾区理县甲司口沟泥石流防治工程的实例分析,发现横向上泥石流的中泓线流速与两侧流速相差达到300%。据此对拦砂坝进行了结构优化设计,在确保功能的前提下,提高了坝体稳定性系数约20%,节约了工程造价约5%。

V型排导槽内泥石流流速横向分布探讨

V型排导槽内泥石流流速的横向分布是一个与设计密切相连的非线性分布,直接关系到排导槽横断面各位置泥石流冲击力、磨蚀力等特征参数的定量计算。但目前流速公式多针对矩形槽,规范中没有关于该流速横向分布相应条款,因而导致部分已建V型排导槽因磨蚀或淤积而防治失效。鉴于此,本文试图通过合理假设,推导出泥石流流速横向分布计算公式,并以在建雅(安)泸(沽)高速公路沿线的某沟泥石流防治为工程背景,验证其具有一定的适用性,可供相关研究与设计参考。

北京市地热资源开发利用状况

北京地区有丰富的低温地热能源,有开发潜力热储面积已达到2760km2,共分为10个地热田,其中最著名的是城区地热田和小汤山地热田。北京地区地热水中富含多种对人体有益成分,被直接用于采暖、洗浴、温室种植、养鱼、温泉疗养及休闲娱乐等,产生了巨大的环境、社会及经济效益。介绍了北京地区区域地质条件,分析了热储及地热水特征等,对北京地区的地热开发利用历史进行总结,并讨论了在地热直接应用过程中遇到的各种问题,以及影响地热资源可持续开发利用的相关因素。

我国煤层气勘查开发现状与发展建议

本文在对山西、新疆等地煤层气产业进行实地调研的基础上,首先系统分析了我国煤层气资源、储量条件和勘查开发现状,指出我国煤层气开发总体处于早期阶段;其次,梳理出了制约产业发展存在四个方面的问题:即煤层气资源有效动用难度大、多数企业效益差、投资积极性不高和采气采煤和谐发展等管理机制尚需进一步理顺;最后,结合国家制定的煤层气"十三五"发展规划目标,提出了加大勘查投入、设立新的开发试验区、加大科技攻关力度、创新管理机制等针对性的产业发展建议。

渐开线圆柱齿轮系统运动精度可靠性分析

为确定齿轮系统在随机因素影响下满足精度要求的概率,基于齿轮运动精度理论与鞍点逼近技术,提出一种渐开线圆柱齿轮系统运动精度可靠性分析方法,用以确定齿轮系统在随机因素影响下满足精度要求的概率。分析了齿轮加工误差、轴的径向跳动以及装配偏心对齿轮系统运动误差的影响,推导了齿轮系统运动误差的均值、方差、三阶和四阶原点矩的函数表达式,利用鞍点逼近方法拟合了齿轮系统运动误差的概率密度函数与概率分布函数。结合国家标准建立了齿轮系统运动精度可靠性分析模型。数值算例表明,该方法具有较高的求解精度和效率。

基于多旋翼无人机航测的工程结构三维建模质量影响因素研究

多旋翼无人机在高铁建设领域的应用前景广泛,但目前无人机航测三维建模时建模质量的控制参数敏感性尚不明确,该问题对于响应高铁工程建设领域的高精度要求尤为重要。基于此问题,针对无人机航测过程中航高、重合度、环境光照3个主要控制因素,探究影响工程结构三维建模质量的图像数据获取的主要参数问题。通过对一例挡墙式边坡结构的三维建模进行系列正交试验,结果表明多旋翼无人机进行工程结构三维建模过程中,模型质量对无人机影像采集时环境光照条件、飞行高度的影响敏感,而对高重合度不敏感。

鄂尔多斯地区奥陶系马家沟群层序地层学研究

运用层序地层学分析原理，将马家沟群划分为三个沉积层序，马家沟群顶、底均被Ⅰ类层序界面所限定，其内部的三个沉积层序之间被Ⅱ类层序界面分开。讨论了各沉积层序的体系域特征。并提出克拉通台地的层序地层模式。

嗜盐菌株LYG86 16S rDNA序列克隆及系统发育学分析

从连云港台南盐场水溶液中分离到1株嗜盐菌LYG86,革兰氏阴性,杆状。采用细菌16S rRNA基因通用引物对分离纯化的LYG86进行16S rRNA基因克隆及序列分析,经PCR扩增出长约1.5 kb的目的片段,测序后得到1条长度为1 503 bp的核苷酸序列。利用Clustalx1.8软件和MEGA 4.0软件对其及相近物种进行同源性比较和系统发育学分析,基于16S rDNA序列构建的系统发育树分析表明它属于盐单胞菌属(Halomonas)。该研究为后续连云港地区盐池物种资源开发应用及嗜盐微生物多样性研究提供了参考与依据。

泥石流V型排导槽防淤设计方法及其应用研究

排导槽是泥石流治理常用的工程措施,泥石流若在槽内淤积,将极大影响排导槽防治效果。目前国内现行规范中没有关于排导槽淤积情况计算的相关条款,导致排导槽被泥石流淤埋的工程事故时有发生。鉴于此,分析了排导槽淤堵的常见原因,对现有的一些排导槽淤积验算公式进行了分析和整理,提出了一套基于槽宽验算、槽内泥深及流速验算等公式的排导槽防淤设计验算方法。该方法在雅(安)泸(沽)高速公路沿线某泥石流沟V型排导槽淤埋事故的处理中进行了应用,重建的排导槽经受了2011年6月17日特大暴雨形成的泥石流的考验,说明该方法实施效果良好,可供相关研究与设计参考。

准同生白云岩形成机理及其储集性──以鄂尔多斯地区下古生界主力气层白云岩为例

本文通过野外与室内详细的观察与测试分析，深入系统地研究了鄂尔多斯地区下古生界主力气层准同生白云岩的岩石学特征，并配合阴极发光、微量元素、电子探针、氧碳同位素及扫描电镜等多种测试手段，研究其形成机理，进一步将之划分为云坪型准同生白云岩、膏盐湖型和受改造型准同生白云岩，并分别论述了它们的油气储集性。

渤海湾盆地与苏北盆地勘探潜力对比研究

渤海湾盆地和苏北盆地虽然在成盆、成烃条件方面有较大差异 ,但两个盆地有着相似的油气发现规律和发现过程。对比两个盆地的储量增长特征、资源探明程度和探明速度、油田规模分布以及所处勘探阶段后认为 :渤海湾盆地油田规模分布服从对数正态分布 ,大、中型油田占油田总数的 64 % ,储量增长已越过正弦曲线的峰值期 ,总体仍处在发现高峰晚期阶段 ,预计在2 0 0 0年之后将出现新的储量增长高峰 ,预测勘探潜力主要在陆上的深层和诸多新类型油气藏以及广阔的海上勘探领域。苏北盆地油田规模不完全服从对数正态分布但正向其逼近 ,以小型和特小型油田为主 ,新增探明储量呈高基值低起伏式增长 ,目前正处在储量发现高峰早期阶段 ,约在“十五”期末可能达到储量增长峰值期 ,预测长远的勘探潜力主要在斜坡、深层、东部天然气和广阔的海域。只要研究、技术、资金等投入到位 ,预测渤海湾盆地和苏北盆地“十五”期间的油气勘探开发发展速度基本与“九五”期间相当。图 6参 4(王孝陵摘 )

基于深度信念网络的滑坡敏感性评价

滑坡敏感性评价中各致灾因子之间存在复杂非线性关系,传统的评价模型难以揭示该类复杂关系,以致评价结果精度受限.基于文献调查与实地调研,选取高程、地貌类型、岩性、坡度、与构造线距离、与水系距离和年均降雨量为主要致灾因素,在地理信息系统(GIS)中建立了基于深度信念网络(DBN)模型的区域滑坡敏感性区划模型,并以四川区域为例进行了实例分析.最后通过ROC曲线特征将评价结果与逻辑回归(LR)和人工神经网络(BPNN)模型评价结果进行了对比分析,并探讨了各评价模型对不同致灾因子的响应.研究表明DBN模型具有更高精度以及较低的假阳性率和假阴性率,更适合于大区域、复杂致灾因素的区划滑坡敏感性评价工作.

北京平原区单次降水对地下水位影响的初步认识——以北京“7·21”特大暴雨为例

通过对北京市平原区600余眼监测井水位动态资料的分析,2012年北京"7·21"特大暴雨后水位有明显响应的监测井仅有34处,约占总数的6%左右,比例较低,同时范围较为集中,且基本全为较浅的潜水井。反映出本次大暴雨对本区地下水位的直接影响总体程度不深。通过对这些监测点的分布规律加以分析,它们主要集中分布在各大河的上游河道沿线区域,地层渗透性较好。并认为发生大面积的漫水,即来水量较大是使得地下水位响应明显的另一重要条件。并对单次降水对水位影响较小的原因进行了分析,认为主要是由于粘土类地层的阻隔、地表人为硬化及地层的沉积压实,尤其是差异性压实,都会影响流场的畅通性,阻碍地下水的垂向入渗及水平方向的补给,从而会导致降水对地下水位的影响程度被大大减弱。