基于校企协作的地质工程专业学位研究生培养质量问题及建议

专业学位研究生培养已取得了较大发展,基于校企协作的专业学位研究生培养模式已经成为各高校较为成熟的一种教育方式。但随着该培养模式的实施,在对学生实践能力培养的过程中亦逐渐显露出一些问题。文章基于对某西部高校地质工程专业学位研究生校企协作培养模式实施的现状分析,指出校企协作培养模式实施中存在实践培养目标不清、双导师权责不清及实践考核标准低等问题,针对上述问题分析了其产生的原因,并给出了相关对策及建议。

盐分及含水率对甘肃黑方台黄土强度的影响研究

文章以甘肃黑方台灌区黄土滑坡区黄土为研究对象,开展了滑坡区盐分调查及水土化学特征分析,进行了不同易溶盐含量及不同含水率条件下的重塑黄土三轴固结不排水剪切试验,探讨盐分及含水率对黄土强度的影响。结果表明:滑坡区土样中易溶盐含量范围为0.15%~4.55%,易溶盐主要是以Na2SO4和NaCl为主;水化学分析显示灌溉水入渗及溶滤台塬黄土中的可溶盐,经优势通道在坡脚以泉点渗出等方式排泄并富集;试样抗剪强度随易溶盐含量的增加而提高,随含水率的增加而降低;不同易溶盐及含水率条件下,抗剪强度参数黏聚力变化范围为4.2~57.1 kPa,内摩擦角变化范围为23.1°~33.5°,黏聚力对易溶盐及含水率的变化更敏感。

新能源汽车虚拟仿真实训中心建设探究——以兵团兴新职业技术学院为例

随着新能源汽车的发展,培养适应行业需求的专业人才成为越来越重要的任务。虚拟仿真软件作为一种创新的教学工具,为新能源汽车技术专业的教学提供了全新的方式。本文从产教融合虚拟仿真实训基地的视角出发,探讨了应用虚拟仿真软件教学在新能源汽车技术专业中的创新点和应用,以及对学生综合能力的培养、教学效果的提升等方面的影响。

基于突变理论的湟水河流域崩滑易发性评价

湟水河流域是黄河上游重要支流,是青海省政治经济文化中心,也是全省地质灾害高发区域。流域内灾害种类多,发生频率高,经济损失和人员伤亡较大。流域内地质灾害分布有一定地域特征,通过对湟水河流域地形地貌、地质岩组、地质构造、水文气象、人类工程活动分析,构建了地质灾害易发性划分标准,将湟水河流域崩滑灾害易发性分为极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区、极低易发区5个等级。基于MATLAB编程的突变级数理论平台,充分考虑了各评价因子的内在关系,将单点灾害危险性评价扩展到区域灾害易发性评价。通过ROC对评价结果验证表明,该方法准确率高,可为地质灾害防治提供理论支持。

基于拉丁方抽样及K-S检验的边坡可靠性分析

边坡稳定性是受复杂因素影响下的多维非线性问题,大多数边坡工程都存在着不确定性。大量试验和工程实践证明,影响边坡状态的因素中有许多具有显著的随机性,参数具有变异性。从概率的角度出发,结合实际工程,对于原始数据采用K-S检验法进行假设验证,确定参数变量的分布类型,克服了人为假设的误差,并分别采用Latin方抽样(LHS)法和Monte Carlo法对参数进行抽样,得到状态函数值,确定安全系数及可靠指标,对比两种抽样方法,基于LHS法模拟次数要少于Monte Carlo法,而且破坏概率的收敛性也优于Monte Carlo法,明显节省了计算时间。

基于可靠度的边坡稳定性影响因素

基于可靠度理论,用Janbu Simplified法、Ordinary法、Spencer法、Morgenstern-Price法和BishopSimplified法5种极限平衡方法对集安市某金矿矿区设计尾矿坝边坡可靠性做了分析,综合考虑影响计算边坡可靠性的各个因素,设计了蒙特卡洛法模拟次数分别为500、1 000、2 500、5 000、10 000和20 000等6种计算工况,岩土参数的概率分布函数为对数正态分布、正态分布、贝塔分布、三角形分布、均匀分布和指数分布6种情况,岩土参数的相关系数为-1.0～1.0按0.1等幅变化的21种情况,水平地震加速度为0～0.1 g按0.02 g等幅递增加载的5种情况,降雨量从10 mm/d到50 mm/d,5 mm/d等幅变化的9种情况。研究发现:参数服从不同概率分布函数下,在各个计算方法下得到的安全系数和破坏概率均具有显著的差异;岩土参数间的相关性对安全系数的影响较小,但对破坏概率的计算会产生较大的误差;地震加速度对计算结果的影响较大;随着降雨量的增大,安全系数曲线迅速降低,呈近线性递减,而破坏概率曲线先平缓后陡升,呈非线性关系。

基于点稳定系数法的斜坡稳定性分析

基于莫尔-库伦强度理论构架,界定了点稳定系数的概念,并推导其计算公式。利用Geostudio软件建立了均质斜坡模型及计算其应力分布,并在此基础上结合MATLAB软件计算斜坡模型中各点的点稳定系数,勾绘出斜坡体内不同稳定度区域,探析了斜坡稳定性,并与传统极限平衡法进行了对比。对比结果表明:对直立斜坡,两种方法的计算结果均为不稳定,但点稳定性系数法勾绘出坡脚及坡脚底部存在两处不稳定区域;对60°斜坡,点稳定系数法的计算结果表明坡脚处存在潜在不稳定区域,而极限平衡法的计算结果表明坡体处于稳定状态;对45°斜坡,两种方法的计算结果均为稳定,计算结果一致。进一步分析得到结论:点稳定系数法不需要假设或指定某一形状滑面进行斜坡稳定性评价,且可考虑应力集中对坡体稳定性的影响;极限平衡法以稳定系数表达计算结果,而点稳定系数法以不稳定区域表达计算结果。在分析了应力和岩土体力学参数因素对点稳定系数法计算结果的敏感性后发现:相对于极限平衡法,岩土体力学参数对点稳定系数法影响更为敏感,存在黏聚力界限点和内摩擦角界限点,且对均质斜坡破坏形式(局部滑动变形破坏或整体压缩变形破坏)起着非常重要的作用。

煤岩采动应力-裂隙带发育规律研究——以榆树湾煤矿为例

为研究煤层开采过程中上覆岩土体内采动应力-裂隙带发育规律,提出局部稳定指数的概念,定量勾绘煤层上覆岩体内破坏和未破坏的区域,并以榆树湾井田某综采工作面为例,探讨采动裂隙场及导水裂隙带发育规律。研究表明:随着工作面的推进,煤层上覆岩土体内先后产生煤层顶板破坏区、浅表层破坏区、基岩-松散层接触破坏区3个破坏区域;采动裂隙带高度随开采工作面呈现“上升—下降—上升—稳定”发育规律,而采动裂隙带宽度则呈现“线性上升”发育规律;提出裂高采比和裂宽采比的概念,得出榆树湾井田某综采工作面的裂高采比为19,基岩-松散层接触破坏区的裂宽采比为23.5,浅表层破坏区的裂宽采比为31。经对比分析,文中所提出的计算方法具有一定的验证性和适用性,可为保水采煤技术提供一定的理论依据。

黄土高原淤地坝溃决型泥石流易发性评价

生态环境脆弱,极端气候频发,黄土高原淤地坝溃决形成的泥石流灾害事件增多,对当地人民生命财产安全带来巨大危害,有效地开展淤地坝溃决型泥石流灾害易发性评价对国土规划、防灾减灾具有重要意义。以黄土高原淤地坝溃决型泥石流为研究对象,从工程地质条件和降水量入手,基于产流模型、产沙模型,建立了淤地坝溃决型泥石流易发性评价模型及其计算方法,定义了库水位坝高比概念,并开展了考虑坝系结构的淤地坝溃决型泥石流易发性评价。研究结果表明,当降雨频率为5%、降雨时长4.5 h时,大型淤地坝溃决形成泥石流易发性等级达到了高易发,一般降水情况下均为不易发和低易发;当降雨频率为20%、降雨时长4.5 h时,中型淤地坝溃决形成泥石流易发性等级达到了高易发,一般降水情况下均为不易发和低易发;而当降雨时长1 h时,小型淤地坝溃决形成泥石流易发性等级均达到高易发以上。此外,坝系的结构对淤地坝溃决型泥石流易发性也有一定的影响。

西藏卓玉水库松散坝基防渗方案设计

对高原水库松散坝基的渗漏问题调查研究,开展松散坝基土体天然及击实情况下渗透-淤堵试验研究,得出添加淤堵材料可有效提高水力梯度,降低土体的渗透系数。结合渗透-淤堵试验结果,建立高原水库松散坝基防渗模拟方案,对无防渗、长度分别为70 m、140 m、175 m、210 m的水平铺盖、淤堵、击实及击实淤堵八种方案的渗漏量、坝基等势线分布、坝基水头值、流速值等分析,得出水平铺盖虽可减少坝基渗漏量,但投资较高;淤堵可减缓坝基的渗漏现象,但不能根本解决坝基渗漏问题,击实淤堵可将防渗效果和减小投资兼具,推荐击实淤堵为最优防渗方案。以上试验及模拟工作可为该类松散坝基防渗减渗工作提供依据。

逐步判别分析法在筛选泥石流评价因子中的应用

运用逐步判别分析原理,在多个评价因子中按其对泥石流沟判别能力贡献的大小进行筛选,从而确定泥石流沟的评价因子。应用改进的层次分析法对筛选后的评价因子进行赋权,使求得的判断矩阵满足一致性要求,避免了层次分析法后期检验过程中多次调整判断矩阵带来的过于主观性的问题。在评价因子的筛选和赋权的基础上进行了单沟泥石流危险度评价的实例验证,结果表明,运用逐步判别分析法筛选后的评价因子客观、准确地反映了当地泥石流危险度的影响因素,与传统方法所得危险度结果相比更符合泥石流危险度实际情况,可靠性更强。

甘肃永靖黑方台地区灌溉诱发型滑坡发育特征及力学机制

水是诱发黄土滑坡最为积极的因素,以灌溉诱发型滑坡尤为典型。基于野外水工环地质综合调查,对黑方台地区灌溉渗透诱发滑坡的发育特征进行总结。通过分析特定孕灾地质条件下滑坡发育特征的差异,认为黄土滑坡形成的力学机制以滑移-压致拉裂-剪断型和蠕滑-拉裂-滑移型为主,而黄土-基岩滑坡以滑移-压致-拉裂型为主。滑移-压致拉裂-剪断型黄土滑坡为原位溯源后退扩展式,系灌溉水入渗后造成黄土饱和带厚度增大,不仅造成台缘周边地下水溢出带部位渗透压力增大,且抗剪强度显著弱化,从而在坡体自重作用下发生蠕滑剪切。锁固段突然破坏使滑坡快速启动,滑体冲击致早期饱水滑床产生液化,产生高位抛射,借助原始地形滑体加速运移形成高速远程运动。蠕滑-拉裂-滑移型黄土滑坡是黄土底部饱和带厚度较薄或灌溉入渗影响较小的地段,以后缘拉裂为主激发形成。渗灌溉水长期入渗造成下伏基岩顺倾泥岩层面软化泥化,从而在顺向坡段产生黄土-基岩顺层滑坡,该类滑坡以低速短程滑坡为主。

基于主成分分析的FCM法在泥石流分类中的应用

选取流域面积、最大高差等12个传统泥石流沟评价因素和圆度、平均长度等4个沟谷形态统计要素对泥石流性质进行评价;利用主成分分析法对分析因素进行降维,将16个分析因素降维形成线性无关的6个主成分,大大减小了分析的复杂性,并且证明了考虑沟谷形态统计要素的必要性;并利用FCM法(模糊C-均值聚类法)对研究区域27条泥石流沟进行分类,把泥石流沟分为3类。结合分类结果及现场调查,证明分类结果与现场的实际情况吻合较好,并针对不同的分类提出泥石流防护措施的建议。

基于改进遗传算法的Holt-Winters模型在采空沉陷预测中的应用

针对遗传算法存在的缺陷,提出了用小生境方法改进遗传算法。为了提高采空沉陷预测精度,借助Holt-Winters模型的预测功能,应用改进遗传算法求解和优化Holt-Winters模型组合参数,形成了改进遗传算法-Holt-Winters模型组合算法。将组合算法应用于长平高速公路采空区路段沉陷预测,计算表明:改进遗传算法弥补了传统遗传算法易早熟、局部寻优能力弱的缺陷;改进遗传算法-Holt-Winters模型组合算法克服了按梯度试算法搜索质量差和精度不高的缺点,输出稳定性好,预测结果相对误差在2%以内,预测精度显著提高;在采空沉陷中长期预测的相对误差小于0.79%,该算法可用于中长期采空沉陷预测。

基于证据权法的泥石流危险度区划

针对泥石流危险度区划方法存在不足的问题,根据泥石流形成的要素提取危险度评价因子,运用证据权法客观地筛选出评价因子和确定危险度的权重,进而优选出具有代表性的评价因子,避免了主观赋权和筛选因子的随意性;根据不同评价因子权重值的叠加来确定某一单元泥石流危险度发育程度的概率。以吉林省磐石市泥石流危险度区划为例进行验证,结果表明:中度和低度危险区内有泥石流点163个,囊括了75.81%的泥石流灾害点,符合磐石市泥石流危险度总体不高、局部地区危险度较大的实际情况。

卡方检验在裂隙岩体统计均质区划分中的应用研究

岩体统计均质区的研究一直是岩土工程中的重要问题。在基于随机数学的基础上,充分考虑了不连续面的产状(倾向、倾角)、迹长、张开度、起伏状态,通过列联表卡方检验法,验证对比样本之间的显著性差异与否,以此实现了对裂隙岩体的统计均质区的划分。研究区域统计均质区为18～90 m和108～144 m。由于岩体不连续面分布的不均匀性,造成了统计均质区分布随研究空间的变化而产生明显的差异,通过改变对比样本之间的空间布局,验证了统计均质区空间效应的存在性,并在基于空间效应的基础上进行了统计均质区的划分,计算得出研究区域统计均质区为18～57 m和108～144 m。

甘肃永靖黑方台地区黄土滑坡土的力学性质

与地下水位以下的饱和黄土力学性质相比,包气带黄土力学性质具有不同的表征参数和测试方法,其对黄土斜坡渗流场和稳定性的影响不容忽视。以甘肃黑方台地区黄土为例,分别采用张力计和轴平移技术量测了黄土的部分区段土-水特征曲线,依据Gardner、Van Genuchten和Fredlund and Xing 3种经验公式对轴平移测试数据进行拟合,获取了完整的土-水特征曲线。基于GDS多功能三轴仪,通过控制基质吸力的三轴剪切试验,获取了考虑基质吸力的黄土强度参数。结果显示:张力计和轴平移技术量测的部分区段土-水特征曲线具有相近的曲线形态,但张力计曲线位于轴平移技术曲线的上方;当基质吸力由100kPa减小至20kPa时,黄土内摩擦角减小约1°,粘聚力下降近22kPa;拟合所得的黑方台地区黄土的基质吸力摩擦角为15.6°。试验为进行黑方台黄土斜坡的非饱和渗流和稳定性分析提供了参数。

灌溉引起的黄土工程地质性质变化

引水灌溉改变了黄土的原生环境,使黄土在增湿乃至饱和的过程中,微结构、物理、力学及水理性质都不同程度地发生了变化,成为诱发黄土灾害的重要条件。以甘肃省黑方台灌区为研究区,开展从原位试验到室内测试、从传统土力学到非饱和土力学、从微观到宏观的多角度系统研究,揭示灌溉引起的黄土工程地质性质变化。研究结果表明,灌溉造成黄土原生结构破坏,孔隙总量和孔隙度普遍减小,造成天然含水量、天然密度、干密度等物理性质指标增高,天然孔隙比降低,黄土压缩性和湿陷性趋低,抗剪强度降幅尤为明显;从非饱和土力学角度看,灌溉使得黄土含水量增加,基质吸力降低,非饱和黄土强度参数也随之呈递减趋势;从黄土时效变形分析看,灌溉使得黄土更易发生蠕变变形和破坏。

陇西黄土三轴剪切过程微观变化研究

为了解黄土三轴剪切过程中的微观变化,采用PFC3D建立黄土三轴试验模型,模拟围压分别为0、50、150、300 kPa的三轴剪切试验,并与室内试验进行对比分析。分析结果表明:PFC3D能够较好地模拟出不同围压下从开始到破坏到残余变形整个过程中应力-应变的变化规律,且位移场及接触应力场的变化规律与室内三轴试验宏观现象较一致;发现弹性模量、泊松比及峰值强度与数值模型中微观参数有着密切的联系,如法向刚度k n控制试样宏观弹性模量,k n/ks值控制泊松比,摩擦系数控制峰值强度;通过体应变-轴向应变曲线发现,随着围压的增加应变能增大,试样呈现出由体积膨胀到体积减缩的变化规律。其研究结果为进一步探究黄土的应力-应变性状及抗剪强度特性提供参考。

粗颗粒组分含量对中细砂抗剪强度的影响

粒径级配决定了砂体颗粒结构特征,影响着砂体的剪切力学行为。为查明粗颗粒组分含量对中细砂抗剪强度的影响,在中细砂中逐级加入粗颗粒组分,配制了5组混合砂样,并对其进行了直剪试验研究。结果表明:随着法向应力的增大,各组混合砂样的抗剪强度也随之增大;直剪试验中各混合砂样直剪峰值强度后均出现略微软化,随剪切位移的增大又发生硬化;当法向应力的增大时,各组混合砂样硬化现象更加明显;在同一法向应力作用下,增加粗颗粒含量,各组混合砂样抗剪强度均表现出先降低后升高的趋势,在粗颗粒含量由0%增加到20%时,混合砂样抗剪强度持续降低,在20%粗颗粒含量时达到最小,之后开始增大;在不同的级配及法向应力作用下,混合砂样的摩擦系数等强度指标变化均在20%粗颗粒含量时发生改变。