“双一流”建设背景下地学创新型研究生“一核三元多维”培养模式探索与实践:以长安大学地质工程与测绘学院为例

研究生教育与培养是国家创新型人才培养的重要途径,是国家创新力和创造力的重要源泉。地学是支撑国民经济发展的一门基础学科,但由于其学科特点,地学类研究生培养存在创新意识不强、创新能力不足等问题。根据全国研究生教育会议精神,提出了“一核三元多维”的研究生培养模式,即以研究生为核心,学校、社会和家庭三元协同共管,德智体美劳五维发展的研究生培养模式;建立了“管理教师-专任教师-实验教师”横向全覆盖的研究生“导学思政”体系与“导师-博士-硕士”纵向全贯通的研究生“导研创新”模式,实现“地学文化浸润、地学项目锤炼”的德智体美劳五维研究生培养模式,培养出一批具有家国情怀的创新型地学科研骨干,取得了一定的实效。

面向解决复杂工程地质问题能力的创新人才培养体系探索——以长安大学地质工程专业为例

重大工程基础设施建设、地下空间开发、深地探测、地质环境保护等领域涉及的工程地质问题日益复杂。结合国家特色专业建设及综合改革教改项目,强化了需求导向、多学科交叉、实践平台建设、创新能力培养、培养质量监控,构建与实践了地质工程专业人才创新能力培养体系,显著提升了大学生解决复杂工程地质问题的能力。(1)提出了"以解决复杂工程地质问题的能力培养为抓手,提升创新实践能力培养水平"的专业人才培养理念;(2)构建了"面向复杂工程地质问题"的课程体系和教学模式课程,形成了"理论课程重学科交叉、专业课程重地质实践、创新课程重科技前沿"的新体系;形成了"名师带团队、团队建名课"的教师队伍建设与成长模式、"理论与实践、线上与线下、实体与虚拟、课内与课外"有机衔接、深度融合的课程教学模式;(3)提升"解决复杂工程地质问题"能力的创新实践平台,建设了由地质实习、培优计划、工程实践、创新创业组成的"多方位、阶梯式"创新实践教学平台;(4)健全了"监督-反馈-跟踪-激励-改进"五机制的教学质量监控体系。

新生代晚期挤压作用下活动背斜区的构造变形特征及其地震地质灾害效应

活动背斜是第四纪晚期以来在活动挤压构造区域内吸收地壳缩短变形的主要地质构造之一,其是在挤压背景下形成的一个复杂的构造系统,由多种活动构造变形组成。发生在挤压构造区的大地震可以使褶皱相关断层、褶皱陡坎、翼部地形倾斜和地质体缩短等发生同震破裂或地面倾斜,进而引发严重的地震地质灾害,从理论研究和工程抗震两方面均需重视。因此,文章立足现有的逆断层相关褶皱、褶皱侧向扩展等理论,通过典型的主逆冲断层、反冲断层、弯矩断层、弯滑断层、共轭剪切断层和褶皱陡坎等实例,探讨了与褶皱相关的同震活动构造变形对建筑物的影响和破坏作用。研究认为,在强震导致的活动背斜地壳缩短、垂向隆升和侧向扩展过程中,背斜两翼和倾伏端的地面掀斜对重大工程建筑的安全运行构成威胁;同时,区域地壳缩短引发的弯曲变形给跨越活动背斜的重大线状工程造成的潜在地震危险和诱发的地质灾害值得关注。

工程教育认证视域下地质类高校青年教师教学能力提升探索

工程教育认证是国际通行的工程教育质量保障制度,是一种以培养目标和毕业产出要求为导向的专业合格评价体系。对地质类高校而言,认证标准有更具体的要求,地质类青年教师的教学能力是达成工程教育认证评价标准的重要因素。本文客观梳理地质类青年教师在教学能力方面的不足和问题,旨在通过教师岗前培训、发挥导师制引领作用,建立科学的教学过程监控机制、教学考核和激励机制,同时指导地质类高校青年教师树立正确的地质教育理念,夯实教学基本功,提升实践教学能力,持续推进地质类高校青年教师的可持续发展,发挥在人才培养、社会服务和科学研究方面的作用。

澜沧江德钦段地质灾害隐患InSAR识别与形变监测

青藏高原东南缘地形起伏大,构造运动活跃,发育着冰川和冻土,地质灾害种类多且发生频繁。为研究该地区地质灾害的分布特征和运动规律,选取澜沧江德钦段作为研究区,基于一个轨道的ALOS-2卫星和3个轨道的Sentinel-1A卫星数据,利用Stacking-InSAR和DS-InSAR技术分别进行了研究区大范围地质灾害调查和典型泥石流物源区的时间序列监测,并采用奇异谱分析(SSA)提取了形变的周期项特征。结果表明:研究区内共存在670个形变区域,石冰川占大部分,位于海拔较高的山顶,距澜沧江5 km的范围内有27个滑坡;选取的典型泥石流物源区2017~2022年形变时间序列呈线性趋势,其中石冰川周期项形变与降水量和气温存在相关性。

时序InSAR用于CO_(2)地质封存地表形变监测与反演研究

为探究InSAR技术在CO_(2)地质封存安全监测中的适用性,采用2003-10~2010-09共43景Envisat影像,基于StaMPS-InSAR技术和SBAS-InSAR技术获取InSalahCCS项目实施过程中CO_(2)注入井周围区域的形变速率场,并进一步使用大地测量贝叶斯方法反演KB-501注入井地下CO_(2)储层参数。结果表明:1)随着CO_(2)的注入,3口注入井周围区域均出现2~4mm/a的变形,且监测时段内最大累积形变量达32 mm;2)通过地表位移时间序列与CO_(2)注入数据的联合分析,发现CO_(2)注入速率会显著影响地表隆起速率;3)基于水平Sill模型,使用贝叶斯方法反演得到KB-501注入井地下CO_(2)储层深度的最佳拟合值为1897m,水平边缘走向角为37°,位错平面张量为0.04m,表明水平Sill模型和贝叶斯方法在CO_(2)地质封存相关的地球物理过程分析中具有适用性。

孔—巷瞬变电磁隧道不良地质体超前预报方法研究

在复杂环境下进行隧道施工,需要解决对溶洞、裂隙等小规模不良地质体的精细探测。为此设计了掌子面前方存在小规模溶洞的隧道施工模型,在掌子面中心点向隧道施工方向打一个钻孔,将电性源放入孔中进行激发,在掌子面上进行阵列式数据采集,采用时域有限元方法对模型进行瞬变电磁三维正演计算。结果表明可以通过源的移动对目标体进行电磁测深,通过掌子面上电磁场分布规律确定不良地质体的平面位置。采用孔中电性源激发的方式,可以提高瞬变电磁对小规模溶洞的探测能力,为隧道环境中提高超前预报精度提供一种可行性手段。

“7·31”特大暴雨引发的门头沟区地质灾害调研及紧急应对策略研究

2023年7月29日20时至8月2日7时,北京市平均降雨量达到331毫米,门头沟区平均538.1毫米。暴雨导致门头沟地区地质灾害频发、破坏严重,造成巨大的人员伤亡和财产损失。8月中旬,对受灾严重的门头沟区进行深入调研,对洪水、滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、建筑物倒塌等典型灾害从岩土体性质、灾害规模以及沿途分布特征等方面分析,科学评估其对交通路线、居民房屋的危害,并针对性提出应急处置建议和恢复重建建议,以期对今后北京市遭遇极端暴雨天气出现的地质灾害问题提供对策和技术支撑。在此基础之上,对现有的应急预案进行分析并提出改进建议,从事前、事中、事后三阶段深层次的分析政府、社区、乡镇、各部门、企事业单位、人民群众等不同主体在应对此次极端暴雨天气的暴露出的弊端和值得借鉴之处,为今后应对此类灾害提供参考。

董志塬区固沟保塬工程水土侵蚀病害现状及科学挑战

由于极端降雨和高强度人类工程活动的影响,黄土塬区沟头前进速度加剧,严重威胁黄土塬区经济社会发展。近年来实施的大规模固沟保塬工程虽然有效抑制了黄土塬区溯源侵蚀的发展,但是仍然存在严重的水土侵蚀病害问题。基于这一现状,以陇东黄土高原董志塬地区典型固沟保塬工程为研究对象,通过野外实地考察、查阅文献和综合分析等研究方法,对董志塬地区典型固沟保塬工程水土侵蚀病害进行调查分析。结果表明:固沟保塬工程水文调控功能可分为塬面拦蓄区、沟头填方截排区、沟坡削方截排消能区和沟道拦蓄区;固沟保塬工程目前遭受表水侵蚀病害、黄土工程地质界面潜蚀病害、截排水渠淤积堵塞病害及黄土沟谷灾害链等4大类病害;固沟保塬工程水文调控机制不明和水土互馈侵蚀灾变机理不清是当前面临的关键科学挑战;未来固沟保塬工程水土侵蚀病害的防治应重视生物土壤结皮、新型土壤改良材料的研发应用以及固沟保塬工程全过程质量监督。研究成果可为未来固沟保塬工程水土侵蚀灾变机理研究和工程规划设计提供借鉴。

2001—2022年陕北黄土地区地质灾害时空分布及引发因素分析

基于陕西省2001—2022年地质灾害资料,分析研究了榆林和延安22年来黄土地质灾害的时空分布规律和引发因素,并提出了防治措施建议,对陕西省乃至西北黄土高原地质灾害防治工作提供了可借鉴的依据。①在空间上重灾区呈弧形分布,主要在榆林的清涧县、绥德县、子洲县以及延安的宝塔区、安塞区、志丹县。地质灾害主要发育在丘陵区,支流两岸和河流交汇处。②在时间上主要发生在冻融季节和汛期,其中3月和7—10月是地质灾害高发期,而以7—8月为集中暴发期、产生的灾害最为严重。③降水和人工切坡是引发地质灾害发生的主要因素。④防治上,榆林、延安每年3月与汛期7—10月是重点防范期,弧形带是重点防范区,应加强巡查排查、监测预警、综合治理、宣传培训等综合防治措施;榆林前5d累计降水量在76 mm左右、预报降水量在37 mm时,延安地区前5d累计降水量在79 mm左右、预报降水量42 mm时,发出预报预警。

长安大学明远C座教学楼防火安全现状研究

近年来,随着我国建筑消防安全事故的屡屡发生,建筑消防安全问题逐渐引起人们的重视。根据"安全第一、预防为主"[1]的安全学基本理论,减少事故发生、降低事故伤亡的关键在于预防;鉴于此,面对日益突显的建筑消防安全问题,防火就显得尤为重要。本文以长安大学渭水校区明远C座教学楼为例,对该建筑防火设计及内外部消防设施两方面进行科学合理分析,深入了解该建筑防火安全现状。同时,进一步参照相关法律法规并结合实际情况,提出相应的改进建议及措施,为大中专院校教学楼消防安全工作提供参考。

基于LSTM神经网络的基坑工程智能预警系统研发与应用

基坑开挖过程中伴随有支护结构及周围岩土体的受力和形变状态的改变,因此在工程建设中对基坑进行监测十分必要。为解决基坑监测智能化程度低、可视化程度低、预警精确度较低导致频繁报警、监测数据更新共享速度慢等问题,采用B/S模式、Vue前端、C#语言后端、SQLServer2012数据库等并嵌入python语言编写长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络算法模型开发一套基坑智能预测预警系统。该系统实现了信息集中管理、数据存储与查看、数据算法自动计算、自动绘制图表、自动报警预警、快速生成报警报告等功能。通过在苏州某地铁基坑开挖过程的应用,证明了本系统能够综合利用监测预警与基于LSTM神经网络模型的超前预测预警两种预警模式为施工人员准确掌握基坑开挖过程中支护结构及周围土体变形情况提供技术支持与保障,具有很强的现实使用意义。

陕西省地质灾害移民搬迁现状、问题与对策

地质灾害移民搬迁是解决受威胁群众安全问题最根本的对策。陕西省地质灾害移民搬迁先后经历了陕南避灾搬迁、易地扶贫搬迁,目前进入了新一轮地质灾害移民搬迁阶段。新一轮地质灾害移民搬迁,面临着新的形势和特点。如何认识当前地质灾害移民搬迁面临的形势和特点,推动地质灾害移民搬迁形成长效机制,是摆在地方政府及部门管理者面前的课题。本文立足于地质灾害综合防治以及移民搬迁全链条管理的维度,对2011年以来我省地质灾害移民搬迁工作进行了梳理,分析了工作现状,指出了存在问题,根据移民搬迁特点,提出了新一轮移民搬迁的工作推进措施和建议。为当前陕西地质灾害防治工作提供一定的指导和参考。

构造地质与工程地质的基本关系

构造地质学是研究各种地质构造及其成生演化的基础地质学 ,工程地质学主要是应用地质学理论尤其是构造地质学理论解决人类工程建设活动中与构造现象和构造活动有密切关系的地质问题的应用地质学。二者的研究目的虽然不同 ,但所研究的主要对象是相同的 ,即都是地质构造 ,所研究的又都是地球变化过程中的构造变动及其各类效应。文中讨论了构造地质学与工程地质学之间的基本关系 ,主要包括地质构造对工程地质环境和工程地质条件的控制作用 ;深部构造、浅部构造以及表层构造动力学特征与区域地壳稳定性之间的关系 ;构造结构面、构造应力场与岩土体稳定性的关系 ;活动构造与工程建筑安全性的关系以及地质构造与崩滑流、地裂缝、地面沉降等地质灾害的关系等问题。

吕梁山区黄土边坡工程地质分区及强度参数选取

在山西省黄土高原综合治理分区图基础上,通过实地调查最典型黄土丘陵沟壑区(I区)的53个典型公路黄土边坡,根据边坡类型、地层组合形式以及边坡破坏模式等要素,将其进一步划分为晋西北(I a)、晋西(I b)和晋西南(I c)3个亚区;并对53个边坡的黄土进行了强度特征的试验研究,获得了边坡黄土在不同直剪试验方法下的峰值强度、"启动强度"与残余强度的参数值。根据边坡工程地质特征与工程调查类比,对3个亚区边坡在3种强度参数下的稳定性进行了统计和数值分析,结合应力变形计算实例分析发现:强度参数在不同地域具有明显的差异特征,晋西北区(I a)降雨少,构造活动不频繁,边坡以坡面破坏为主,采用峰值强度进行边坡设计更为合适;晋西区(I b)构造发育,老滑坡较多,且地震活动使得土体强度相对下降,公路边坡设计的强度参数选用残余强度,有较高的安全保证;晋西南区(I c)降雨多,优先选用"启动强度",能最大程度地避免地质灾害的发生。

地铁工程地质灾害危险性综合评估定量方法--以西安地铁一号线为例

以西安市地铁一号线建设工程地质灾害危险性评估为例,对综合评估量化评分方法进行了理论探讨和实例分析,主要讨论了评估因子的选取、各因子权重和分级取值、危险性等级划分和各级分值范围确定、评分方法和步骤等几个方面的内容。实例分析结果表明,基于本文量化评分方法基础上的地质灾害危险性分区能够较好地反映多因素的综合影响,评估结果合理可信。

瞬变电磁法探测公路隧道工程中的不良地质构造

为了给公路设计部门提供选线依据,运用瞬变电磁法在山西境内的某两条高速公路隧道工程设计线路段上进行探测,以查明下覆不良地质构造的发育情况。通过对瞬变电磁法的探测能力进行理论上的讨论,对不同地电断面情况下的异常体电磁响应的定性分析,得出用瞬变电磁法探测不良地质体的可行性结论。经过资料处理,查出不良地质构造赋存的位置,解释结果与钻探资料完全吻合。

陇东地区黄土工程地质特征

陇东位于黄土高原腹地,是典型的黄土地层发育区,地下有丰富的石油天然气资源。结合长庆油田建设项目,根据该区地形地貌及其黄土主要工程地质特征,将该地区分为董志塬区(Ⅰ)、蒲茹马莲区(Ⅱ)、泾川环柔区(Ⅲ)和合道川北区(Ⅳ)4个工程地质区。董志塬区(Ⅰ)主要包括合道川、悦乐以南的广大黄土塬地区,由13个小的黄土塬组成,发育有厚250m左右的完整黄土地层,塬顶地势平坦开阔,是陇东地区的主要工程建设区,为自重湿陷性场地,湿陷等级为Ⅱ～Ⅲ级;蒲茹马莲区(Ⅱ)主要为蒲河、茹河和马莲河的Ⅱ级阶地及阶地与塬间的斜坡地带,该区Ⅰ级阶地不发育,Ⅱ级阶地主要发育晚更新世以来的黄土地层,为非自重湿陷性场地,湿陷等级Ⅱ级,地域狭窄,城市发展空间有限;泾川环柔区(Ⅲ)为泾河、环江和柔远河I级阶地,该区Ⅱ级阶地不发育,沉积有全新世的新近堆积黄土,为非自重湿陷性场地,湿陷等级Ⅰ～Ⅱ级,地域狭窄,城市发展空间有限;合道川北区(Ⅳ)为合道川、悦乐以北的广大黄土梁峁区及白于山前缘地带,工程建设条件较差,难以从事大面积工程建设。

黄土体工程地质的研究体系及若干问题探讨

针对黄土的结构性、水敏性和裂隙性等特殊性质,建立了适合黄土体特征及特性的黄土体工程地质研究体系研究对象、理论基础、内容、路线和方法,指出其研究对象是黄土体。黄土体结构面及其相关问题是黄土体工程地质研究的薄弱环节。探讨了黄土体结构面的分类和分级、黄土体结构类型、洞室围岩类别和黄土体的水敏性等问题,并根据结构面的规模、活动特征及其对工程的危害程度,将黄土体结构面分为6级。依据黄土的沉积特点、结构面的特征和工程黄土体的范围将黄土体结构分为均质结构、层状结构、柱状结构、块裂结构和碎裂结构。认为加强和突出黄土体工程地质研究,有助于正确认识黄土体工程地质特征和解决相关的工程地质问题。