- 谢振坤;邱士利;李邵军;江权;李铁平;荆留杰;
高应力层状碎裂硬岩巷道因多尺度非均质与非连续结构特性,在开挖卸荷作用下易诱发渐进破裂与大变形灾害,威胁施工安全。为揭示此类巷道的渐进破裂与大变形机制,以中国某金属矿山为背景,开发并应用了三维黏结块体损伤本构模型(bonded block damage model, BBDM),该模型耦合了块体单元错断与结构面接触损伤机制,能更真实地模拟碎裂岩体的渐进破坏过程。基于该模型理论,融合现场结构面识别数据,建立了包含离散裂隙网络的层状碎裂硬岩巷道合成岩体模型(synthetic rockmass model, SRM),系统模拟了巷道围岩开挖损伤演化全过程。结果显示:巷道拱脚位置受层状结构面影响,形成薄层状弱化区,并在挤压应力作用下发生持续性挤出变形(位移量达40 mm);巷道顶拱V形破坏区岩块出现拉伸损伤特征,并向临空面产生阶段性滑移(位移量达23 mm);结构面损伤积累导致围岩完整性丧失,进而诱发了围岩渐进破裂与大变形破坏,模拟结果与现场破坏特征一致。研究通过所建立的BBDM-SRM数值模型,明确了高应力层状碎裂岩巷道大变形的结构面控制机制,可为同类工程支护设计优化提供理论依据。
2025年05期 v.32;No.161 1-14+368页 [查看摘要][在线阅读][下载 3903K] [引用频次:0 ] - 孙冠华;耿璇;张金涛;江巍;曹雷年;朱鸿飞;
确保压缩空气储能地下内衬硐库的高密封性并有效控制气体泄漏率,是提高能量转化效率的关键。为精准评估储气库的泄漏情况,首先,将泄漏率定义为单位时间内泄漏的气体质量与储气库内初始气体质量的比值;然后,提出了一种基于气体状态方程和实时监测数据的泄漏率计算方法;接着,为实现实时监测,设计了包含管道监测系统、库内监测系统和数据处理模块的综合系统,以实现数据的实时收集与处理;最后,利用计算流体力学模拟方法进行了对比验证,并开展了中试模型实验应用。结果表明:该计算方法在较小的误差范围内具有较高的可靠性,能够准确计算储气库实时的泄漏率;中试模型实验的成功应用验证了该计算方法和监测系统在实际操作中的有效性。研究可为提高储气库的密封性能提供理论依据。
2025年05期 v.32;No.161 15-20+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1887K] [引用频次:0 ] - 陈燕和;明仁贵;陈东方;龙益彬;陈世杰;朱鑫杰;徐鼎平;
受地质运动影响,岩体结构面产状在地应力作用下易发生突变而形成拐点。为探究结构面拐点对隧洞围岩失稳破坏机制的影响,开展了结构面拐点角尖正对隧洞、结构面拐点角尖背对隧洞和无结构面拐点的花岗岩隧洞试样双轴压缩试验,并对比了试样的数字图像相关(digital image correlation,DIC)主应变云图、声发射(acoustic emission,AE)特征参数和应力-应变曲线。结果表明:(1)结构面拐点与隧洞的相对位置显著影响试样的峰值强度、轴向应变率、破坏模式及AE计数率时间分布。相较于无结构面拐点试样,拐点角尖正对隧洞的试样呈现延性破坏特征,其峰值强度无明显变化,但轴向应变率显著增大,且内部破裂信号产生较早;而拐点角尖背对隧洞的试样则呈现脆性破坏特征,其峰值强度降低,轴向应变率减小,内部破裂信号集中于峰值强度达90%时至破坏阶段。(2)结构面拐点对试样应力分布具有显著影响。拐点角尖正对隧洞区域为应力集中区,背侧为应力分散区;当隧洞位于应力分散区时,靠近结构面一侧的边墙破坏程度降低,另一侧则显著增加;当隧洞位于应力集中区时,靠近结构面一侧的边墙易与结构面拐点形成贯通破坏,另一侧的破坏程度低于无结构面拐点试样。该研究结果可为结构面拐点控制的隧洞工程岩体稳定性分析及破坏模式预测提供参考。
2025年05期 v.32;No.161 21-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 3337K] [引用频次:0 ] - 江浩;李仁杰;王立波;陈卫兵;于生飞;张胜;
含非连续面的地下洞室在循环荷载作用下的渐进破坏机理是岩石工程领域的关键科学问题之一。采用室内试验与数值模拟相结合的研究方法,系统探究了拱肩非连续面-洞室模型在循环荷载作用下的强度特性与变形机制。综合运用声发射(acoustic emission,AE)、电阻率测试和数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术,实现了对模型损伤演化过程的多维度同步监测。结果表明:非连续面的存在显著弱化了洞室结构的承载性能,其抗压强度随非连续面与洞室间距的增大及倾角的增大而提高;完整洞室模型的破坏模式主要表现为拱顶沉降及边墙片帮破坏,而含非连续面洞室模型的破裂行为受控于非连续面倾角,相同倾角条件下破裂模式具有相似性,且随非连续面与洞室间距的减小,结构整体破坏程度显著加剧;电阻率值随加载过程呈持续下降趋势,并伴随荷载波动呈现规律性变化,声发射活动在加载初期表现较弱,临近峰值强度时呈现显著活跃特征;非连续面几何参数对声发射事件演化规律影响较小,但对裂纹类型分布具有显著控制作用,即小倾角非连续面以张拉裂纹为主导,而大倾角非连续面则更易发育剪切裂纹。试验结果较好地再现了非连续面-洞室模型的裂纹扩展过程,为揭示其破裂机制提供了可靠依据,可为非连续面影响区地下洞室工程的稳定性评价与灾害防控提供理论支撑。
2025年05期 v.32;No.161 33-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 4668K] [引用频次:0 ] - 刘晓芬;李凤琼;徐建;罗军尧;侯东奇;江权;刘健;
随着工程建设不断向深部地下空间发展,基于微震监测的岩爆预警技术日益受到重视。针对高地应力环境下硬脆性围岩的岩爆等动力地质灾害的预警问题,以西部某深埋隧道为工程背景,通过系统采集微震监测数据,结合统计分析和数值模拟方法,深入探究了岩爆灾害与微震监测参数之间的相关性。结果表明:(1)隧道开挖临近断层构造时,受应力集中效应的影响,微震事件数和能量均呈显著上升趋势;(2)经科尔莫戈罗夫-斯米尔诺夫(Kolmogorov-Smirnov,K-S)正态性检验发现,微震能量对数分布不符合正态分布假设;(3)相关性分析显示,在各岩爆预测参数中,视体积与微震能量对数具有最强的相关性(R~2=0.86),为采用视体积指标预测岩爆提供了依据;(4)通过对局部能量释放率(local energy release rate,LERR)的数值模拟发现,岩爆高风险区主要集中在掌子面边缘区域,与实际破坏区域高度吻合,这可归因于该区域围岩约束作用导致的应力集中效应。该研究结果可为深部地下工程岩爆预警提供理论支撑和实践指导。
2025年05期 v.32;No.161 47-55+87页 [查看摘要][在线阅读][下载 2379K] [引用频次:0 ] - 周正;杨旺;侯东波;商会州;曹世奇;郑虹;
深埋长隧道沿线地应力场是影响隧道优化设计和施工合理性的关键因素。为了解决实测数据稀疏性、地质复杂性及模型不确定性导致的从少量实测点获取全隧道沿线地应力分布的研究难题,以房县—五峰高速公路佛照山隧道为例,深入分析了该隧道在中-高地应力环境下的地质构造背景、地应力场特征及围岩力学参数特点。根据地应力量值随深度变化的规律,采用数据增强技术有效增加了地应力反演的训练数据量,缓解了反向传播(back propagation,BP)神经网络的过拟合问题,提出了一种基于地应力实测数据增强技术的深埋长隧道沿线地应力场BP神经网络反演方法,并用该方法获取了佛照山隧道的区域地应力场。结果表明,反演得到的地应力场与实测地应力场特征一致,验证了该方法在深埋长隧道沿线地应力场分布反演中的可靠性。
2025年05期 v.32;No.161 56-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2471K] [引用频次:0 ] - 肖华波;赵龙翔;陈靖文;石伟明;肖枫;刘仕勇;邓益;
岩爆灾害已成为制约深部工程安全建设的关键因素。针对深埋全断面隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)隧道岩爆影响因素复杂、量化困难、指标权重自适应性弱、模糊评价隶属度随机性不足等问题,建立了一种深埋TBM隧道岩爆预警方法。首先,基于多个深埋TBM隧道工程案例建立数据库;接着,运用相关系数法、互信息法和ReliefF算法等过滤式方法(filter method,FM)特征选择技术,筛选并构建了岩爆多源预警指标体系;然后,提出了基于相关性理论的权重自适应调整与动态更新机制,并结合云模型(cloud model,CM)和模糊综合评价(fuzzy comprehensive evaluation,FCE)理论,建立了模糊隶属云模型;最后,将该方法应用于中国西部某深埋TBM隧道,以验证其准确性。结果表明,该预警方法能显著提升岩爆风险预测准确率,可为深埋TBM隧道施工安全提供技术支撑。
2025年05期 v.32;No.161 66-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2882K] [引用频次:0 ] - 周志伟;李旭;许光泉;贺江辉;张海涛;郭强;
精准预测煤矿地下水库中高盐水优势渗流路径以及合理选取煤柱坝体留设宽度,对于确保煤矿地下水库的安全稳定运行以及提高煤矿开采效益具有重要的理论与实践意义。以灵新煤矿地下水库煤柱坝体为对象,根据灵新煤矿煤岩层结构及其力学参数,运用FLAC3D数值模拟方法分析灵新煤矿地下水库与六采区L0614工作面之间煤柱坝体合理留设宽度。同时,根据数值模拟得出的煤柱坝体及围岩应力变化特征,结合渗流-应力耦合模型,研究煤柱坝体渗透性在不同方向上的变化规律。结果表明:在L0614工作面开采过程中,煤柱坝体上部优先发生破坏,因此煤柱坝体上部易形成高盐水渗流的优势通道;当L0614工作面长度设计为915 m,煤柱坝体宽度为68 m时,距离切眼前方约110 m煤柱坝体上部破坏程度最剧烈,且上部的塑性破坏区将连通地下水库与工作面,因此确定了煤柱坝体留设宽度应大于68 m;根据渗流-应力耦合模型得到了煤柱坝体附近渗透系数分布,发现煤柱坝体上部和下部垂向渗透性明显增加。研究结果可为构建地下水库安全高效存储高盐水及合理选取煤矿地下水库煤柱坝体留设宽度提供理论基础。
2025年05期 v.32;No.161 80-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1812K] [引用频次:0 ]
- 寇俊辉;陈星;刘天乐;潘元海;李则穰;倪晓阳;
甲烷以高热值和低排放的特性,被广泛应用于能源、化工及航天等领域,但其泄漏风险亦不容忽视。为了研究含醋酸丙酸纤维素的油水复合乳液对密闭空间泄漏甲烷的吸收效果,开展了甲烷溶解实验和甲烷喷淋吸收实验。通过检测和分析不同植物油添加剂和配比情况下复合乳液的粒径、甲烷吸收效率和甲烷浓度下降速率,以及粒径分布和分子动力学模拟,探究了纤维素复合乳液对泄漏甲烷的吸收性能和机理。结果表明:纤维素的加入可以提升复合乳液对甲烷的吸收性能,溶解和喷淋吸收甲烷性能最好的样品为含纤维素的蓖麻油复合乳液,吸收效率和吸收浓度分别为14.20%和6.73%vol;相比于亚麻籽油,蓖麻油复合乳液对甲烷的吸收效果更好;纤维素的加入增大了体系胶束粒径,降低了体系的界面张力和自由能,使得甲烷分子向胶束的迁移更加容易,提高了复合乳液的甲烷吸收能力。研究结果可为开发和设计泄漏甲烷处置的解决方案提供参考。
2025年05期 v.32;No.161 113-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1861K] [引用频次:0 ] - 杨慎林;王宇杰;李满厚;
碳氢燃料燃烧生成的碳烟颗粒是目前大气环境污染物的重要组成成分,因此开展碳烟颗粒研究可为清洁高效燃烧技术的发展提供理论依据。基于丙烷/空气扩散火焰试验系统,结合透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM),研究了不同气体添加剂对丙烷扩散火焰碳烟微观结构的影响。在丙烷流量为100mL/min所形成的扩散火焰中分别加入15、30、45、60 mL/min的氢气、二氧化碳和氮气,采用沉积取样技术,经超声波清洗机处理后,利用TEM观察并分析了碳烟颗粒的形貌、尺寸和分形维数。结果表明:随着气体添加剂的加入,基本碳烟颗粒的轮廓开始变得模糊,碳烟颗粒变得不成熟,碳烟颗粒基本粒子的粒径向小粒径方向移动,且分布范围也随之减小;氢气添加剂的影响作用最明显,其次是二氧化碳,最弱的是氮气;分形凝聚体中的颗粒分布随着气体添加剂的加入变得更加松散,结构不规则程度变大。研究结果可为完善碳烟生成理论和降低燃烧碳烟生成量提供参考。
2025年05期 v.32;No.161 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1914K] [引用频次:0 ] - 张梦鑫;周芷羽;龚阳;袁敬麒;丁雁;
在全球能源结构变革的背景下,光伏发电产业规模快速扩张,装机容量持续攀升。但太阳能光伏组件火灾事件的频发,已成为制约行业安全发展的突出隐患。通过文献梳理与重点分析,系统地梳理了太阳能光伏组件的火灾成因,并着重探讨了其热解燃烧特性、火蔓延行为及热力耦合特性的研究进展。分析表明,太阳能光伏组件的热解反应机制、火势扩散规律及热力耦合效应已得到初步阐释。但现有成果在补充全尺寸实验数据、提升数值模型对动态环境及多因素交互的预测精度与适用性,以及拓展非玻璃材料热-固-化特性研究等方面仍存不足。研究可为太阳能光伏组件火灾防控技术优化提供理论参考。
2025年05期 v.32;No.161 127-136+169页 [查看摘要][在线阅读][下载 1877K] [引用频次:0 ] - 申培武;欧阳冬;何成;
开展装配式支撑变形机理的研究可为相关工程应用提供理论依据,促进行业的可持续发展。为深入研究装配式钢管混凝土支撑的变形机理,制备了2组足尺寸钢管混凝土柱体试样,开展了试样的单轴压缩模型试验,同时基于试验结果建立了试样的能量演化模型,结合能量参数和损伤力学提出了试样的损伤演化模型。结果表明:试样的峰前变形过程包含3个阶段,试样端部混凝土的张裂是造成试样最终破坏的主要原因,钢管的设置和混凝土厚度的增加可提升试样的抗变形能力;能量演化模型可较好地分析试样的能量演化过程,能量的输入、储存及耗散过程与试样各变形阶段存在明显的对应关系,混凝土厚度的增加提高了试样内部的可储存能量,导致系统需要输入更多的能量来完成试样的变形过程;损伤演化模型可较好地分析试样的损伤演化过程,试样的损伤程度与试样的耗散能、变形程度呈正相关;考虑到试样的实际损伤程度低于1,在模型试验与工程应用中应重点关注试样的前2个损伤演化阶段,混凝土厚度的增加会导致试样的损伤过程变慢而最终损伤程度增大,试样的剩余可损伤程度可用来评价试样的残余抗变形能力。研究成果有利于进一步理解装配式钢管混凝土支撑的变形机理,并为相关工程应用提供理论参考。
2025年05期 v.32;No.161 137-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1828K] [引用频次:1 ] - 王艳琴;李和昕;杨茂强;吕加贺;王永伟;
莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)屈服准则是岩土工程中使用最广泛的屈服准则,但由于其屈服面在主应力空间中存在奇异点,所以在数值实现中存在一定的收敛问题。为此采用了主应力空间多屈服面应力更新算法。首先推导了多屈服面Mohr-Coulomb屈服准则在FLA3D中的应力更新算法实现流程,利用双塑性因子对多屈服面角点区域的应力进行线性拉回;然后使用程序语言C++在FLAC3D中嵌入了多屈服面Mohr-Coulomb屈服算法,并通过封装使其能够在FLAC3D计算时被调用;最后通过一系列三轴试验验证了二次开发模型的正确性及优越性,并利用该模型对条形基础承载力问题进行了求解。结果表明,所编程序具有可行性和精确性。研究有效地提升了FLAC3D在弹塑性岩土问题计算上的精确性和收敛性。
2025年05期 v.32;No.161 147-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 2070K] [引用频次:0 ] - 张丹;王平安;盛进路;盛小曼;康莉;
为提升内河船舶安全水平,探究山区交汇水域船舶航行风险致因机理具有重要意义。首先,依据2007—2021年长江上游交汇水域事故数据,利用灰色关联度分析法,建立了风险因素指标体系。然后,构建了数据驱动树状贝叶斯网络(tree-augmented naive Bayesian network,TAN-BN)模型,引入互信息、联合概率理论分析了各因素与事故类型的关系,并验证模型的可靠性。最后,在TAN-BN模型中推理了各类事故最可能致因和主要影响因素,提出了因素间影响量化分析方法,并探究了环境、管理因素对人、船风险的影响机理。结果表明:在山区交汇水域与事故类型关联最强的因素是交通密度;水位涨退因素明显增加了船员应急处置失误率;船公司安全管理的落实能有效降低人、船风险概率,且人因风险控制效果更为显著。研究结果可为船企与海事部门增强山区交汇水域船舶航行安全管理提供一定参考。
2025年05期 v.32;No.161 158-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 2412K] [引用频次:0 ] - 赵晓宁;魏忠诚;王超;殷鹏刚;
近年来,由人为因素引发的高校化学实验室事故频发,基于深度学习的行为识别技术逐渐成为提升实验室安全的重要手段。然而,该场景具有环境复杂多变、目标尺度多样以及计算资源受限等多项挑战。针对这些挑战,构建了一个包含4种典型动态场景,7类不安全行为的高校化学实验室不安全行为数据集(unsafe behavior dataset for chemical laboratories,UBDCL),并基于此提出了高校化学实验室不安全行为识别模型(lightweight identification model of unsafe behavior in university chemical laboratory,LIMUB)。首先,为提高多样化不安全行为识别的效果,提出了一种注意力引导的高效卷积模块(GSConv based on CO attention enhancement module,GSCO),在提高模型效率的同时有效滤除了通道冗余信息;其次,为降低小物体特征在经过多层次梯度处理后的信息损失,提出了一种增强型的特征表征模块(conv combined with conv additive self-attention block,CCAB),融合网络多层信息增强了全局上下文信息特征表达能力;最后,为进一步降低模型的计算复杂度,对原有的检测头进行分析,提出了基于共享参数的异构分支模块(dual-branch heterogeneous lightweight module,DBHLM),有效降低了模型头部的参数量。基于UBDCL的实验结果表明,LIMUB的参数量和计算量较基线模型分别降低了24.7%、27.9%,平均精确度mAP(50)和mAP(50∶95)分别高达99.16%和88.84%。该模型能有效平衡实时性和准确性,可为提高实验室整体安全提供参考。
2025年05期 v.32;No.161 170-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 2275K] [引用频次:0 ]
- 汪松林;唐辉明;邹宗兴;
三峡库区水系纵横,峡谷幽深,广泛分布软弱易滑的三叠系和侏罗系红层,为我国地质灾害防治的重点区域。滑坡位移作为滑坡变形最直观的表征,其高精度预测对地质灾害风险防范具有重要意义。以三峡库区典型库岸滑坡——黄土坡临江Ⅰ号滑坡为应用实例,在特征提取、集成学习和参数优化方面改进模型,深入挖掘每日降雨、库水位和地表位移监测数据中的关键特征,同时结合自注意力机制动态赋权及并行运算的优势,用Transformer编码层堆叠门控循环单元(gated recurrent unit, GRU),并用粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法寻找最优超参数组合,提出了一种基于特征增强的Transformer-GRU库岸滑坡位移预测模型。结果表明,相较于粒子群优化门控循环单元模型(particle swarm optimization-gated recurrent unit, PSO-GRU)、粒子群优化反向传播神经网络模型(particle swarm optimization-backpropagation neural network, PSO-BPNN)、粒子群优化支持向量回归模型(particle swarm optimization-support vector regression, PSO-SVR)这类传统位移预测模型,新模型的均方根误差(root mean square error, RMSE)降低了72.02%~75.53%,平均绝对误差(mean absolute error, MAE)降低了74.35%~78.86%,说明新模型在关键特征变量学习能力和位移预测精度上更具优势。该研究为滑坡位移预测研究提供了新思路。
2025年05期 v.32;No.161 183-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 2358K] [引用频次:0 ] - 刘洋;胡超超;金必晶;刘谢攀;殷坤龙;谢小旭;严亮轩;李新宇;王凯;杨爱贞;
滑坡变形破坏机理研究是滑坡灾害风险预警的基础与重点内容,然而对于浅层滑坡的物理机制和动力学过程仍有待深入研究。以位于台风区的浙江省平阳县为研究区,结合野外地质调查、工程地质钻探及室内土工试验工作,进行物理模型试验,探究在极端降雨工况下浅层滑坡的变形过程和破坏机理。在试验模型搭建中,考虑堆积层厚度和坡度,设置了4种滑坡工况,并通过分析研究区滑坡事件与降雨过程的相关性,设计了5种降雨工况。结果表明:研究区浅层滑坡在降雨作用下首先在前缘发生局部垮塌,随后后缘出现裂缝,形成优势导水通道,伴随着雨水的不断入渗,坡体内地下水水位抬升,最后超孔隙水压力曲线出现“尖峰”,表明斜坡发生破坏;浅层滑坡在极端降雨条件下会历经坡脚侵蚀滑塌、裂缝发展和整体破坏3个阶段;通过对不同的滑坡模型进行对比试验发现,坡度由30°降低为20°时,降雨时间增量约为446%,累计降雨量增量约为283%;堆积层厚度由10 cm升高到30 cm时,降雨时间增量约为127%,累计降雨量增量约为83%。由此可见,坡度变化对降雨的响应更为明显。该研究有助于填补当前降雨诱发浅层滑坡机理研究的不足,并可为地质灾害隐患的监测预警提供指导。
2025年05期 v.32;No.161 196-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 3760K] [引用频次:0 ] - 陈风光;何恩洋;段建新;孟中华;赵英凡;王全荣;
岩溶区的隧道工程对现代交通和水利建设具有重要意义,但复杂的水文地质条件和隧道突水及其次生灾害给岩溶深长隧道建设带来了巨大的挑战。依托湖北某高速公路项目,通过深入分析岩溶隧址区的工程地质和水文地质条件,查明了隧址区地下水流系统的发育特征及其补给、径流和排泄方式;运用地下水模拟系统(groundwater modeling system, GMS)软件构建隧址区三维地质模型,并采用Drain模块模拟了隧道完全开挖后隧址区的三维地下水水流模型;基于隧道围岩级别划分对隧道进行了分段,并分段预测了隧道完全开挖且周围水流系统基本稳定后的最大涌水量;同时,将该预测结果与大气降水入渗法和地下径流模数法的预测结果进行了对比。结果表明:采用数值模拟法、大气降水入渗法和地下径流模数法预测的最大涌水量分别为5 044、6 337和4 270 m~3/d,其中采用大气降水入渗法预测的最大涌水量最大,数值模拟法预测的最大涌水量介于地下径流模数法与大气降水入渗法预测的最大涌水量之间;采用数值模拟法预测的最大涌水量1 239.0 m~3/d出现在崖屋沟和白峪庵水库的周边地带,该地段涌水量较大的主要原因是隧道开挖使含水层应力释放,导致地表水与隧道之间的水力梯度增大,致使该地段内地表水补给含水层;隧道开挖后至水流系统基本稳定期间,白峪庵水库对含水层的补水量为748 m~3/d,崖屋沟引水隧洞对含水层的补给量为13 m~3/d。研究结果可为隧道施工和安全运营提供水文地质依据,也可为岩溶区隧道涌水量预测提供理论模型支撑,且通过分析不同方法预测结果的差异性,可为实际隧道的涌水量预测研究提供指导。
2025年05期 v.32;No.161 209-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 2683K] [引用频次:0 ] - 李远耀;张鑫;李明;张锦瑞;张鹏;汪哲涵;
第四系堆积层厚度是区域滑坡灾害风险评价的关键地质参数。为提升其空间预测精度和预测结果的可解释性,以三峡库区秭归县归州镇为研究区,在构建第四系堆积层厚度预测指标体系的基础上,采用随机森林(random forest, RF)、极端梯度提升树(extreme gradient boosting,XGBoost)和堆叠集成(Stacking)3种模型进行堆积层厚度的空间预测,最后选取最优预测模型结合沙普加和解释(shapley additive explanations,SHAP)模型进行可解释性分析,对控制区内堆积层厚度的影响因子进行了深入探讨。结果表明:Stacking模型的预测性能最优,其均方误差(mean square error, MSE)为3.28,决定系数(R~2)为0.92,均方根误差(root mean square error, RMSE)为1.81,平均绝对误差(mean absolute error, MAE)为0.77,且预测结果与现场调查及钻孔资料最相符;通过SHAP模型揭示了土地利用类型、坡度、工程地质岩组和归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)为主要影响因子,对堆积层厚度具有控制作用。研究结果能提高第四系堆积层厚度预测的精度和可解释性,可为后续滑坡灾害风险评价提供数据支撑。
2025年05期 v.32;No.161 220-230+242页 [查看摘要][在线阅读][下载 3030K] [引用频次:0 ] - 曾斌;朱智超;赵浩然;王亚男;李文涛;方立虎;
近年来,岩溶充水矿床在开采过程中形成大范围疏干区,疏干区内频繁发生一系列岩溶塌陷灾害,严重威胁人民群众的生命财产安全。黄石市大志山矿区周边早在20世纪70年代就多次出现地面塌陷,开展动态风险评价是防范塌陷灾害的有效途径,也是今后研究的主要趋势。以黄石市大志山矿区岩溶充水矿床在开采过程中形成的大范围疏干区作为研究区,运用加权信息量法,构建了考虑地下水水位动态变化的岩溶塌陷动态风险评价体系。结果表明:2022年7月至2023年1月,研究区整体岩溶塌陷风险呈现减小的趋势,各级风险区分布相对固定,但随着时间的变化,部分地区风险等级也在发生相应改变。动态风险评价的结果为研究区岩溶塌陷监测预警布点提供了技术支持,也为其他类似岩溶充水矿山疏干区覆盖型岩溶塌陷的风险评价提供了参考。
2025年05期 v.32;No.161 231-242页 [查看摘要][在线阅读][下载 3168K] [引用频次:0 ] - 邱英;陈建华;方琼;李世民;陈吉祥;王迪;徐忠;
为应对极端降雨诱发地质灾害的风险动态管控需求,以湖南省新田县为研究区,依托1∶10 000地质灾害精细化调查与风险评价成果,基于人居斜坡(沟谷)单元,在不同降雨重现期下,构建了地质灾害风险动态评价模型,在24 h降雨强度驱动下,实现了地质灾害易发性—危险性—易损性三级递进的风险等级动态评价。结果表明:(1)在10年、20年、50年一遇降雨重现期下,高危险区面积分别为6.89、8.40、16.85 km~2,低风险区面积呈递减趋势;(2)20年一遇降雨情景下,模型对1 844个斜坡单元地质灾害风险等级的判定与实地调查的吻合率达92.33%。该方法显著提升了小范围、大比例尺区域地质灾害风险评价的时空精度,突破了传统静态区划的时效性瓶颈,为县市区地质灾害主管部门提供了动态预警与精准避险的决策依据。
2025年05期 v.32;No.161 243-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 3098K] [引用频次:0 ]