Predicting geological hazards during tunnel construction

The complicated geological conditions and geological hazards are challenging problems during tunnel construction,which will cause great losses of life and property.Therefore,reliable prediction of geological defective features,such as faults,karst caves and groundwater,has important practical significances and theoretical values.In this paper,we presented the criteria for detecting typical geological anomalies using the tunnel seismic prediction（TSP） method.The ground penetrating radar（GPR） signal response to water-bearing structures was used for theoretical derivations.And the 3D tomography of the transient electromagnetic method（TEM） was used to develop an equivalent conductance method.Based on the improvement of a single prediction technique,we developed a technical system for reliable prediction of geological defective features by analyzing the advantages and disadvantages of all prediction methods.The procedure of the application of this system was introduced in detail.For prediction,the selection of prediction methods is an important and challenging work.The analytic hierarchy process（AHP） was developed for prediction optimization.We applied the newly developed prediction system to several important projects in China,including Hurongxi highway,Jinping II hydropower station,and Kiaochow Bay subsea tunnel.The case studies show that the geological defective features can be successfully detected with good precision and efficiency,and the prediction system is proved to be an effective means to minimize the risks of geological hazards during tunnel construction.

安徽省干旱危险性评价及等级划分

区域干旱危险性评价是实现旱灾风险管理的基础,可为防旱减灾工作提供科学有效的决策依据。选取安徽省104个县级行政区的水资源量和降水量数据,采用指标综合评估法构建了基于危险性指数的干旱危险性定量评价方法,对安徽省各县区的干旱危险性进行了评价,得到了安徽省干旱危险性等级分布图。结果表明:基于水资源量和降水量数据的计算结果绘制的县域干旱危险性区划图中,除个别县区的危险性等级分布有所差异外,安徽省干旱危险性等级分布由北到南逐渐降低;安徽省干旱危险性程度的总体变化趋势与其自然地理分布紧密相关,并且受到社会发展的影响。研究结果可为安徽省旱灾风险区划提供支撑。

煤矿待采孤立块段地质构造复杂程度评价

煤矿区地质构造复杂程度是煤矿安全生产时最为关心的问题之一。结合已采区探采对比结果和前期生产的经验,对比待采块段与已采采区地质构造复杂程度,可以用于指导待采块段后期的补勘设计、采掘设计、采煤方法选择,以及煤矿水害防治和瓦斯治理等。为构建煤矿区地质构造复杂程度的定量评价模型,采用“滑动窗口法”统计各评价单元指标数据,采用AHP-熵权主客观确权法确定指标权重,继而栅格加权叠加计算,完成地质构造复杂程度综合指数图,对煤矿区地质构造复杂程度进行了等级划分与评价。在上述研究基础上,对比已采区和西一采区—东一采区间待采孤立块段范围地质构造复杂程度评价结果,得出待采块段以极复杂型构造为主。最终评价结果表明,评价指标、评价方法和评价模型总体是合理的。

基于易发程度指数法的集镇斜坡地质灾害易发性评价——以茶恩寺镇斜坡为例

分析湖南省湘潭县茶恩寺镇地质环境条件,探究该镇地质灾害发育特征。采用易发程度指数法,选取灾害点密度、斜坡坡度、岩土体结构类型、地质构造(断层)、降雨量、植被覆盖率、人类工程活动强度7个主要影响因素作为评价因子,对集镇地质灾害易发性进行评价及分区。评价的结果与实际情况较为吻合。通过易发性评价分区,可以为该地区的危险性评价和风险评价提供依据,为地质灾害的防治和管控提供指导。

基于熵权法的地质灾害治理综合评价方法

文中结合某滑坡工程实例,针对工程各参建方(勘察单位、设计单位、施工单位、监理单位、建设单位),建立了一套防治成效综合评价体系,设立了26项二级因素指标,采用熵值法确定各因素指标权重,根据多因素加权指数、法定量计算分级评分和综合评分,采用SPSS软件检验评分数据的可靠性。经验证,该评价体系可操作性强,评价结果真实可靠,与实际情况相符,可为政府管理部门对参建单位的监督管理提供依据。

基于ArcGIS的当涂县地质灾害风险调查与评价

地质灾害风险调查评价是防范地质灾害、降低风险的一种重要方法。通过ArcGIS软件,采用定量分析和统计评价模型相结合的方法,进行当涂县全境地质灾害的易发性、危险性和易损性评价,并据此进行地质灾害风险评估。调查及评价结果显示,当涂县全境可划分为地质灾害中风险、低风险和无风险区,其面积分别占全县面积的1.40%、2.27%和96.33%;当涂县地质灾害中风险区主要分布于白纻山和大青山南部中高丘区域内。本次评价成果可为地区地质灾害防治和风险预测、国土空间规划以及城市建设等领域提供技术支撑。

地质环境评价在超高层建筑选址中的应用——以武汉市为例

超高层建筑在缓和人地矛盾的同时存在多方面问题,本文从支撑条件和限制因素两方面系统分析超高层建筑选址影响因素,重点探讨地质环境在超高层建筑选址问题中的应用,采用层次分析法结合综合指数法,基于超高层建筑选址特点以环境地质条件、工程地质条件和地质灾害条件作为准则层,将相对高程、地形坡度等7项因子作为指标层,建立应用于超高层建筑选址的地质环境适宜性评价。本文以武汉市为例,分析武汉市地质环境条件及超高层建筑发展趋势,通过GIS平台划分评价单元,计算得到武汉市主城区超高层建筑选址适宜性评价成果图,对该地区规划建设提供指导意见。

危险货物多式联运方案评价研究与应用

随着新能源产业和储能产业的发展,包括锂电池等在内的危险货物物流问题必将引起人们更多的关注,如何选择危险货物物流解决方案更是摆在企业面前的现实问题。文中把环保性引入物流解决方案评价,从经济性、安全性、时效性、环保性、适货性、灵活性等六个维度构建危险货物多式联运方案评价指标体系,并建立了模糊层次综合评价模型。最后应用前述指标体系和评价模型对SD公司锂电产品多式联运方案进行了评价分析,验证了评价模型的有效性。

基于PCA与改进AHP-CRITIC法的地质灾害风险评价研究——以神木市为例

神木市是西部地区重要的能源城市,对能源的过度开发利用引发了大量地质灾害,严重阻碍着居民生产生活和城市发展建设,因此开展地质灾害风险评价研究是该地区可持续发展的必由之路。为解决多因子综合作用对评价精度的影响,根据神木市地质环境及社会经济情况选取合适的评价因子分别建立危险性和易损性评价体系,利用主成分分析(PCA)法判断、提取主成分来避免因子间相关性的干扰,计算各因子综合分值得到危险性区划图;首次将改进层次分析(AHP)-CRITIC主客观组合赋权法应用于承灾体易损性评价当中,通过该方法计算因子综合权重得到各乡镇易损指数。叠加危险区划图和易损指数图完成神木市地质灾害风险性分区,将风险区划为高、较高、中、较低和低五个等级,分别占全市面积的5.31%、7.72%、14.17%、17.08%和55.72%,表明研究区风险等级中等偏低。可为同类型地区地质灾害风险评价工作提供参考依据。

基于斜坡单元的大区域地质灾害风险性评价--以莲花镇为例

为研究大区域的地质灾害风险性评价,以莲花镇为例,基于DEM数据,利用水文分析法将研究区域划分为斜坡单元,并且对斜坡单元进行大比例尺野外调查,查明孕灾地质环境和在地质灾害威胁范围内的承灾体。利用层次分析法确定影响地质灾害发生的各个影响因子的权重,构建易发性评价指标体系。利用综合指数法对所有斜坡单元进行易发性评价。再结合4个降雨工况,利用危险性指数法和基于极值降雨假设进行危险性评价。再以危险性评价为基础结合承灾体情况进行风险评价。研究结果得出,研究总共划分为1121个斜坡单元,根据危险性评价,综合经济和人口损失在最不利损失情况下,莲花镇地质灾害风险程度划分为高风险、中风险、低风险3级,其中高风险4处,中风险21处,其余为低风险,因此对于中高风险地区应加强当地民众的防灾意识,加强监测,完善应急措施。

北京市暴雨-突发地质灾害量化关系分析

强降雨是突发地质灾害的主要诱发因素,不同特点的强降雨诱发不同数量的突发地质灾害,研究暴雨强度与突发地质灾害之间的数量关系,成为防灾减灾工作的重要突破点之一。采用典型案例对比分析方法,在对北京3场典型特大暴雨及其激发的突发地质灾害特点分析的基础上,引入了暴雨强度指数和突发地质灾害响应指数,初步研究了降雨强度与突发地质灾害数量的关系。结果表明:暴雨强度指数越高,暴雨的致灾能力越强;暴雨强度与突发地质灾害数量存在指数关系。研究结果可为突发地质灾害防灾减灾和应急救灾部署提供参考,为有效提高防灾减灾的效率提供技术支撑。

煤矿区地质环境调查及其综合评价

对煤矿区的水体、土壤、煤矸石分别取样,分析了样品中各类元素含量,并基于生态危害指数评价方法对各区域的污染程度进行了综合评价。结果发现,水质与国家标准Ⅰ类水质相比较存在很大差距,Cu、Pb、Cr、Cd元素分别超标了37倍、65倍、15倍和300倍,P元素超标了17倍;与该地区土壤元素背景值进行比较,Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、V、As、Hg、Ni、Co元素均有超标,超标在1.2~2.6倍。对26个土壤样品利用生态危害指数方法进行综合评价,发现严重污染、重度污染、中度污染和轻度污染所占比例分别为0、11.54%、61.54%和26.92%,煤矸石中关键元素的含量与土壤基本类似。基于综合评价结果,对于不同污染程度的区域,可以采用分区治理的措施提升煤矿区地质环境治理效果。

广东龙川县义都镇基于斜坡单元与综合指数栅格分析法的地质灾害风险评价

针对单一评价方法在地质灾害风险性评价中的弊端,本文采用斜坡单元与综合指数法相结合开展地质灾害风险性评价。借助GIS平台以水文分析法建立斜坡单元,选取坡度、坡形、地形起伏度、岩土体类型、距断层的距离、归一化植被指数(NDVI)、土地利用类型7个评价因子,采用综合指数栅格分析法计算单一斜坡单元的地质灾害易发性;通过易发性指数结果叠加某一工况下的斜坡失稳概率,评价斜坡单元的地质灾害危险性;选取人口密度、年龄结构、建筑结构类型、建筑用途类型、建筑楼层数、交通设施类型6个评价因子,采用综合指数栅格分析法计算单一斜坡单元的地质灾害易损性。以评估出的危险性等级和易损性等级为行向量和列向量,通过风险评价矩阵,获得每一个斜坡的风险等级,得出龙川县义都镇地质灾害风险评价结果。

江西省抚州市宜黄县地质灾害易发性分区评价研究

为解决江西省抚州市宜黄县地质灾害易发性分区问题,本研究在宜黄县1∶5万地质灾害野外调查成果的基础上,选取了地形坡度、斜坡结构、地貌类型、工程地质岩组、土层厚度、灾点密度6个评价因子,采用ArcGis软件对各项评价因子的特征值和权重进行叠加处理,得出评价单元的易发性指数,运用地质灾害易发性综合指数法对宜黄县进行地质灾害易发性评价。根据评价结果,将宜黄县划分为6个高易发区、8个中易发区、5个低易发区和13个非易发区,通过评审检验,与实际发生的地质灾害情况符合性较好,可为当地政府防灾减灾提供决策依据。

基于综合指数法和层次分析法的建宁地质灾害易发性评价

以建宁地质灾害为研究对象,对孕灾基础条件进行分析,选取坡度、斜坡高差、坡向、工程地质岩组、断层构造、土层覆盖度、沟壑密度等7个影响因素作为评价因子,应用综合指数法和层次分析法相结合,完成建宁地质灾害易发性评价。研究认为工程地质岩组、坡度、土层覆盖度与地质灾害发生关系密切,坡向对地质灾害的发生影响相对较小。研究区地质灾害易发程度划分为高易发区、中易发区、低易发区、非易发区4个等级,并验证评价精度为74.8%。评价结果与现有地质灾害分布情况基本一致,可为研究区的地质灾害防治管控工作提供参考依据。

江西山地丘陵崩滑流地质灾害易发性评价方法研究

以江西省地质灾害调查项目(1:50000)数据为研究基础,分别采用信息量法、综合指数法评价研究区地质灾害易发性。通过对比2种方法的评价结果,信息量法能较准确地反映地质灾害分布的实际情况,其评价结果可用于地质灾害风险评价及气象风险预警工作;而综合指数法能较好反映孕灾地质条件的复杂性,适用于指导国土空间规划、工程建设选址等工作。

基于加权信息量法与综合指数法的西安市蒋村街道地质灾害易发性评价对比

为科学合理进行西安市蒋村街道地质灾害易发性评价,笔者在蒋村街道地质环境条件与地质灾害隐患详细调查的基础上,选取坡度、坡向、坡高、坡型、地层岩性、斜坡结构、距断裂距离、距道路距离和植被覆盖度等9个评价因子,通过层次分析法确定各因子权重,建立了研究区地质灾害易发性评价指标体系。基于GIS空间分析平台,分别采用加权信息量法与综合指数法对研究区地质灾害易发性进行了评价,结合研究区实际情况和ROC曲线对两种方法评价结果进行对比,结果表明两种方法评价结果大体一致,评价精度分别为92.6%和89.5%,显示了较高的准确性,但采用信息量法的评价结果呈集中连片带状分布,而采用综合指数法的评价结果聚集程度相对较低。综合分析认为,综合指数法评价结果更符合研究区实际情况。

集镇地质灾害易发性分区研究——以梅州市大埔县银江镇为例

基于梅州市大埔县银江镇的地质灾害勘查资料,结合广东典型山地丘陵地区的地质环境条件,选取地质灾害点的点密度、面密度、体密度、坡度、岩土类型、断裂密度、年降雨量和人类工程活动强弱情况等8个因子,建立镇域地质灾害易发性分区的指标体系。在GIS平台上应用综合指数法,计算出833个基本评价单元(0.5 km×0.5 km)的地质灾害综合易发性指数,并据此进行了银江镇地质灾害易发性区划。研究发现:银江镇地质灾害分区以中、高易发区为主,分别占总面积的36.63%和36.67%,其中高易发区灾害点数量占到总数的74.08%。研究结果可以为合理减少银江镇的地质灾害危害性、风险性提供基础的地质依据。

基于GIS的遂川县崩塌滑坡地质灾害易发性评价

遂川县是江西省崩塌滑坡地质灾害最为严重的县之一,地质灾害孕灾条件十分发育。经统计分析,地貌、地形坡度、岩土体类型及人类工程活动等孕灾条件与地质灾害具有较强的相关性。采用综合指数法,综合选取工程地质岩组、松散层厚度、地质构造、地形坡度、地貌类型等5个孕灾地质条件作为评价因子构建易发性评价体系,再利用GIS技术分析得出遂川县地质灾害易发性分区。结果表明,遂川县地质灾害划分为高、中、低及不易发区,分别占全县面积的52.94%、34.74%、9.17%、3.15%,与实际情况相符合。

基于综合危险性指数法的光明区地质灾害易发性和危险性分区评价

【目的】评价光明区地质灾害易发性及危险性,为开展工程建设活动提供依据。【方法】在充分调查地质环境条件和发灾特征的基础上,确定各地质灾害致灾因子权重,对光明区进行网格单元剖分,利用GIS空间分析功能,按照综合指数法进行计算出各单元格影响因子加权和,依据分区标准对易发性进行区域划分,得到地质灾害易发性分区。将区域危害程度和易发性叠加计算,最终得到危险性分区。【结果】将光明区按地质灾害易发性划分为中易发区、低易发区及不易发区;按地质灾害危险性划分为中危险性区及低危险性区,分区结果与野外调查情况相符。【结论】通过综合危险性指数法得出的地质灾害易发性及危险性分区可以为本区地质灾害防治工作及区域规划提供科学依据与技术支撑。