基于灰色关联与模糊数学的重力式挡土墙震害评估

龙门山地区强震荷载导致大量已建边坡支挡结构严重受损,如何对震区受损挡土墙进行震害评估成为亟待解决的技术难点。本文首先通过对研究区挡土墙的震害分析,总结出其主要破坏模式包括滑移破坏、沉降破坏、倾覆破坏、墙身破坏以及越顶破坏5类。然后根据全面性、重要性以及科学性原则对影响震害评价的因子进行定性分析和分类,并结合挡墙的破坏模式,综合分析得到挡土墙安全评估的敏感性因子和一般因子。将震害范围60%作为挡墙评价的敏感性因子,而一般因子分为两级共10个指标,包括:滑移距离,沉降深度,倾斜角度,裂缝数量,裂缝长度比,开裂深度比,开裂宽度,错动距离,垮塌范围,覆盖范围。最后,采用灰色关联分析与模糊数学理论相结合的方法构建挡土墙震害评估体系,从而变事后处理为事先预防,为灾后恢复重建服务。

“5·12”地震后汶川县泥石流特征与演化分析

2008年“5·12”汶川地震极大地改变了震区泥石流的特征,不仅增强了泥石流的活动性,同时也使得震区在相当长的时间内都要面临泥石流的威胁。本文基于前人大量的研究成果,并利用遥感解译结合现场调查等手段,分析了汶川县泥石流沟道纵坡降、沟壑密度、两岸坡度等基本发育特征;进而分析了地震前后汶川县降雨分布及泥石流相关降雨参数变化特征。结果显示,流域内泥石流沟的沟壑密度在0.2~4之间,属于微度土壤侵蚀区域,泥石流的沟床纵坡降偏大,有利于泥石流的发生;泥石流流域内斜坡坡度多为30°~40°,有利于灾害的发生;震后汶川县年均降雨量增加了5.17%,降雨多集中在7~9月份,降雨量由南及北逐渐降低;震后泥石流的降雨阈值在2008~2013年呈现缓慢回升的趋势,但2019年又有所下降,预计恢复到震前水平尚需要一定时间;同时震后汶川县泥石流物源丰富,震后物源量呈现“震荡式衰减”的演化趋势,但体量仍然很大,对泥石流仍需坚持监测预警工作。

九寨沟震区“6·21”泥石流成因与致灾机制研究

2019年6月20日晚九寨沟普降大到暴雨,导致九寨沟景区内卓追沟、下季节海子沟、则查洼沟等多处发生泥石流。3条泥石流沟分别冲出固体物质2.79×10^(4)m^(3)、3.7×10^(4)m^(3),2.67×10^(4)m^(3),造成多处停淤挡墙及拦砂坝损坏,并淤埋了景区内的部分道路,造成了交通的短时间中断。根据灾后地面调查和遥感解译,初步查明了本次泥石流灾害的成因和致灾过程机制。灾害成因:地震引发的崩塌滑坡产生大量的新增松散固体物源与原有的沟坡堆积物(包括老泥石流堆积物)在强降水的作用下形成泥石流,因此本次泥石流是地震和降雨共同作用的结果。通过泥石流发生前后各流域沟道纵剖面和典型横断面调查分析,发现泥石流致灾过程机制主要包括:(1)泥石流冲刷沟道使老泥石流堆积物参与泥石流运动、同时诱发沟岸失稳崩塌,因而增强泥石流规模和冲击力等动力学参数;(2)沟道卡口和崩滑体滑入沟道后导致泥石流堵塞,在后续泥石流的作用下发生级联溃决,进而增大泥石流峰值流量和冲击力等动力学参数。在两种机制的共同作用下,泥石流规模和冲击力等参数可能超出防治工程规划设计指标,进而导致防治工程损毁并淤埋道路。因此,建议充分考虑地震与强降雨复合作用下九寨沟景区泥石流风险评估、防治工程规划设计的合理性和可靠性等关键问题,以保障景区安全。

基于ASTER-DEM的雅鲁藏布江下游差异抬升分析

雅鲁藏布江是东构造结的核心区域,为研究雅鲁藏布江大拐弯流域现今隆升发育现状,本文基于ArcGIS平台,对雅鲁藏布江下游大拐弯流域的ASTER-DEM30m面积-高程积分值(Hypsometry Index,简称HI法,是一种基于数字高程模型来获取流域演化特征及其构造活动响应指标的方法)进行计算,并结合构造、岩性、气候、第四系以及河流等基础资料探讨该地区隆升差异。结果表明:HI>0.43的隆升区主要集中在大拐弯缝合带以外的区域且分布与各断块中的三级夷平面具有较好的耦合性;而HI>0.60拉萨断隆隆升区分布范围最大,加拉白垒断隆分布最小,仅在大拐弯小范围分布;HI<0.43的侵蚀下切区,处于河流的一二级谷肩位置以及河流发育较为成熟的区域;林芝—派镇段区域内HI<0.35,以侵蚀下切为主。由以上得出:区内构造挤压作用依然存在,而气候、河流以及断裂带密度的影响是在构造背景下产生的,随着时间推移以上因素会逐渐抑制构造抬升作用,并且对侵蚀的促进作用在不同区域内表现不同;当构造作用发挥主要作用时,断块以隆升作用为主,HI>0.43;气候作用的影响使加拉白垒与南迦巴瓦峰处于隆升停滞,HI<0.43;林芝段HI<0.35说明在气候、河流发育以及断裂带密度的影响下会加大侵蚀的力度使得区域内以侵蚀下切为主,未有抬升迹象。整体上,在构造、气候、河流发育及断裂带密度综合影响下,隆升作用由雅鲁藏布江流域下游外部向内部逐渐减弱,而局部区域上的差异是由影响因素发挥作用的差异决定的。

轻质多孔结构制备及响应面优化

多孔结构作为新型建筑材料结构,目前依然存在制备材料最佳配比不准确、结构材料与植物相容性差等问题影响其应用。为确定制备多孔结构最佳材料配比,提高其力学强度的同时具有良好植生空间,文章采用轻质多孔火山石作为粗骨料,水泥、粉煤灰、拌合水搅拌而成的胶凝浆体作为胶结剂,制作轻质多孔材料,开展相关的多孔结构制备试验并探究其不同单因素水平下的物理力学性能,得到合理的配合比范围,并采用响应面进行优化,得到满足一定抗压强度、具有良好植生空间及透水性能的最佳材料配合比。结果如下:(1)抗压强度随着水灰比增大呈现先增大后减小的变化趋势,最佳水灰比约0.35,骨料粒径越小,多孔结构抗压强度越高,但为了满足多孔性和透水性,选取2 cm左右的骨料较为适宜;(2)胶凝浆体中胶凝材料由质量占比75%的水泥与25%的粉煤灰组成,并含有0.1%的减水剂,应控制浆体含量为15%~25%,且不应超过30%;(3)根据响应面优化分析,制备多孔结构最优化配合比为:骨料粒径约2 cm,水灰比0.377,胶凝材料体积含量20.7%,在该配比下孔隙率、有效孔隙率和透水系数分别为:38.3%、33.5%、2.98 cm/s。最佳配比下的多孔结构既满足其力学要求,同时具有良好的植物相容性,研究成果可为多孔结构的制备与应用提供科学依据。