高陡岩质边坡覆绿植物成活的生态因子分析——以安庆市大龙山集贤关为例

在岩质边坡覆绿研究中,多以覆绿方法的研究为主,对影响边坡覆绿植物成活的生态因子分析较少。以安庆市集贤关废弃采石场高陡岩质边坡覆绿工程为例,结合生态地质学理论探索了高陡岩质边坡条件下影响覆绿植物成活的生态因子,并对研究区内高陡岩质边坡覆绿植物成活的生态因子进行了野外调查。结果表明:高陡岩质边坡条件下影响覆绿植物成活的生态因子主要为覆绿边坡岩体裂隙因子、岩体内的温度因子和岩体内的绝对湿度因子;覆绿边坡岩体裂隙连通性良好,岩体裂隙率为1.77%～4.58%,岩体内体积含水率大于1%,岩体内温度在5℃～28℃之间,能够满足覆绿植物成活的要求。该研究结果可为高陡岩质边坡覆绿工作的开展提供一定的理论依据。     

高陡岩质边坡植被修复的立地条件研究——以洛阳市宜阳锦屏山为例

以洛阳市宜阳锦屏山采石场高陡岩质边坡为例,通过对锦屏山高陡岩质边坡岩壁裂隙发育情况、裂隙的温湿度和裂隙内土壤肥力等植物立地条件的调查与分析,认为岩壁发育的裂隙可为植物提供充足的水分和根系发育空间,裂隙内留存的土壤肥力高可为植物生长提供养分,裂隙内的温湿度条件适宜植物的正常生长,因此若能对这些岩壁条件合理利用,并加以适当的人工改造,可实现高陡岩质边坡的快速覆绿,对废弃采石场陡壁小生境生态恢复重建具有重要的意义。     

顺层陡倾岩质边坡变形机理探究

顺层岩质边坡是指坡向与岩层倾向一致的边坡,自然界中广泛分布。在顺层陡倾岩质边坡中往往存在滑移-弯曲变形和倾倒变形两种变形破坏模式,它们的典型变形特征与变形演化过程截然不同。总结了顺层陡倾岩质边坡滑移-弯曲变形和倾倒变形的典型特征,开展了不同边坡坡角、岩层倾角组合下边坡的底摩擦模型试验,揭示了顺层陡倾岩质边坡的变形机理和影响因素。结果表明:(1)工程实例统计分析显示,倾倒变形往往发生于岩层倾角为70°～90°、边坡坡角为40°～60°、且边坡坡高大于300 m的顺层陡倾岩质边坡中,而滑移-弯曲变形往往发生于岩层倾角为50°～70°、边坡坡角为15°～60°、且边坡坡高在300 m左右的顺层陡倾岩质边坡中;(2)顺层陡倾岩质边坡倾倒变形的典型变形特征表现为中上部岩体呈现滑移-倾倒变形,中下部岩体呈现弯曲-倾倒变形,整个变形演化过程可以概括为卸荷回弹、滑移-倾倒和蠕变-滑移3个阶段;(3)数值模拟结果显示,岩层陡倾角是顺层陡倾岩质边坡发生滑移-弯曲-倾倒变形的必要条件,当边坡坡角大于60°且岩层倾角与边坡坡角之差小于15°时,顺层陡倾岩质边坡往往发生滑移-弯曲变形,而当边坡坡角大于60°且岩层倾角与边坡坡角之差大于15°时,则其发生滑移-弯曲-倾倒变形。     

高陡岩质边坡覆绿植物生态需水量计算

目前高陡岩质边坡生态恢复方法中,地境再造法主要通过在边坡上重建植物地下生境和植物群落以实现长久覆绿,而边坡内部水量能否满足覆绿植物的需要,则是该技术是否适用的关键。在安庆集贤关选取某高陡岩质边坡作为试验场,应用地境再造法对试验场进行覆绿试种,选用改进的彭曼公式法计算植物实际需水定额,通过概化试验场种植区裂隙岩体单元,计算了试验场种植区裂隙岩体单元中植物生态需水量,并结合后期试验场种植区边坡植物生长状况的野外调查结果,分析试验场种植区植物的生态需水情况以及该技术的适用性。结果表明:试验场种植区裂隙岩体单元中植物每年蒸散消耗的生态需水量为18.75～25.00 kg;后期试验场边坡植物的野外调查显示,灌木较乔木成活率高、长势好,乔木成活率高低与乔木的耐旱性强弱有一定的相关性;地境再造技术可适用于安庆试验场高陡岩质边坡,种植区边坡能供给绝大多数植物充足的水量以蒸腾耗散,但可能无法满足耗水量较大的乔木生长需水的要求。     

边坡岩体清除的静态控制爆破断裂设计方法研究

针对传统的静态控制爆破破岩模型的不足,将静态控制爆破技术与断裂力学有效结合,提出了边坡岩体清除的静态爆破物理模型和断裂力学模型,给出了边坡斜孔裂纹尖端应力强度因子的计算公式,并解译了边坡岩体清除的静态爆破断裂力学机制;基于Charles应力腐蚀原理的亚临界裂纹扩展的三阶段基本理论,探讨了钻孔裂纹的起裂、扩展、贯通机制,并得到了静态爆破孔亚临界裂纹扩展速度与岩石裂纹尖端应力强度因子的关系式,推导出亚临界裂纹扩展的三阶段裂纹长度,最终给出了静态控制爆破的断裂设计方法;将该方法应用于万州太白岩Bw67号高陡岩质边坡清除工程,并结合现场静态爆破压力试验和断裂设计思想优化了爆破设计参数,现场施工结果表明边坡岩体清除面较完整,未对下方的建(构)筑物造成损害。     

岩体裂隙的生态学意义研究:以河南省宜阳县锦屏山采石场为例

在高陡岩质边坡覆绿工程中,岩体裂隙有着非常重要的生态学意义。岩体裂隙可以截留和储存土壤、水分以及营养物质并保持稳定,同时导通水分和空气,构建出完整的适宜植物生长的地境。这对边坡的生态恢复具有较强的现实意义。文章在整合锦屏山高陡岩质边坡进行岩体裂隙调查结果的基础上,依据生态地质学理论,通过对岩体裂隙空间、裂隙的优势方向、裂隙的连通性以及裂隙内的温湿度条件等当地岩体裂隙特点进行分析,得出如下结论:良好的裂隙条件可以满足植物生长所需的地境条件要求,为人工构建地境提供了有利的条件和理论依据。通过对岩体裂隙的有效利用,能够使复绿工作种植的植物长期稳定的生长,从而帮助生态环境向可自我调节的方向发展。     

南岸村采石场矿山崩塌稳定性及防治措施分析

采石场矿山边坡开挖后容易形成大量的危岩崩塌地质灾害,矿区开采面大部分暴露于路面视野范围之内,造成很大的视觉影响。通过对崩塌区地质灾害的调查,结合所收集的地质资料,分析了崩塌地质灾害的形成机制以及危害性,并通过Rockfall软件对危岩崩塌进行数值模拟分析,确定危岩滚动特征,为崩塌灾害防治提供依据。     

考虑滑面贯通和退化的岩质边坡动力稳定性分析

本文在岩质边坡离散元模型中的岩石块体中设置虚拟节理,将滑动面切割为许多线段相连的直线段,使得模拟滑动面贯通破坏过程成为可能,进而改进了UDEC软件中的Mohr-Coulomb结构面接触模型,使其能够反映结构面在循环荷载下的退化效应。通过算例分析结果表明:考虑滑动面贯通过程的岩质边坡安全系数小于不考虑贯通过程的安全系数,且随着虚拟节理间距的减小,安全系数逐渐增大,最后趋于定值;考虑滑动面退化过程的岩质边坡的安全系数小于不考虑滑动面退化的安全系数,且随着滑动面抗损伤能力的下降,安全系数变小。     

基于“情景-应对”的三维应急推演方法研究

针对石油化工行业事故应急现场环境三维快速模拟需求,研究基于石化模型库的无人机倾斜摄影三维建模的技术方法。利用无人机快速获取预定区域的遥感影像、完成场景的影像标定、建立场景的稠密点云,基于石化模型库对点云进行曲面拟合和纹理映射生成实时三维可视化模型。利用三维事故桌面推演平台,让应急指挥人员在全面掌握事故现场信息情况下,充分研判事故演变过程,开展基于"情景-应对"的事故应急推演。     

基于网络模拟的岩体边坡稳定性概率分析

介绍了基于网络模拟的岩体边坡潜在滑动面随机搜索及其破坏概率计算的基本原理和实现过程。首先通过统计分析得到岩体边坡结构的统计性质参数及分布的密度函数,应用蒙特卡洛方法,采用随机参数模拟生成边坡岩体的结构面网络模型;然后以结构面网络模型为基础,在研究岩体边坡断裂失稳问题中,结合优势面理论,并考虑岩桥破坏机理,建立了新的使用动态规划方法寻求潜在滑动面及破坏概率计算的随机模拟技术,完成了相应计算程序。     

基于GIS的岩质顺层边坡坡体组合类型空间分布

GIS技术在地质灾害领域得到了越来越广泛的应用。采用节理玫瑰花图和赤平投影法,通过对三峡库区某区域岩质顺层边坡的大量节理裂隙的统计和主要结构面组合切割关系的分析,选取12个坡体组合计算点及其坡体组合类型,并利用ArcGIS软件依据岩层倾向一致性原则进行识别与处理,从而确定了每个坡体组合计算点所能影响的区域范围,最终得到研究区域范围内岩质顺层边坡坡体组合类型的空间分布,可为岩质边坡稳定性评价提供依据。     

基于数值流形法的反倾层状岩质边坡倾倒破坏模拟

倾倒变形破坏是岩质边坡的一种典型破坏失稳形式,为研究重力作用下反倾层状岩质边坡在不同岩层倾角下的破坏特征,使用石根华博士提出的二维数值流形法(NMM),以青藏高原金沙江流域的西藏昌都地区芒康县索多西乡贡扎倾倒滑坡为研究案例,依据实地考察数据建立数值计算模型,模拟反倾岩质边坡的倾倒破坏过程。研究表明:岩层倾角小于45°时,反倾斜坡的变形破坏是从边坡中部倾倒区域开始的,倾倒区的破坏使得上部的稳定区岩石逐级发生破坏成为倾倒区的主体,从而提供了巨大的下滑力推动下部岩体发生滑移,使得整个斜坡发生倾倒破坏;当岩层倾角大于45°时,边坡的变形是由边坡下部逐渐向上部坡顶发展,且边坡上部也会出现明显的弯曲变形,呈“点头哈腰”式变形破坏。     

蒙库铁矿高陡边坡稳定性影响因素分析与安全控制措施

本文以新疆蒙库铁矿矿山高陡边坡为研究对象,对边坡稳定性的影响因素(岩性、结构面、几何特性、软弱夹层、爆破振动与冻融循环作用)进行了分析,在此基础上针对蒙库铁矿边坡工程实际提出了该高陡边坡的安全控制措施,并强调指出安全控制措施的制定应以“预防性安全控制措施为主,必要的工程加固为辅”为原则,其中预防性安全控制措施主要包括边...     

新疆塔县地震触发顺向坡失稳破坏机理研究

在新疆塔什库尔干塔吉克自治县(简称塔县)内,沿塔什库尔干河分布着众多大型岩质滑坡,均为地震触发的沿顺倾结构面失稳滑动的顺向坡,揭示它们的失稳破坏机理,对塔县境内众多顺向坡的稳定性评价具有重要的实际意义。以塔县一典型顺向岩质滑坡为例,在大量现场调查的基础上,获取了岩质滑坡的工程地质条件和基本特征,建立了岩质滑坡三维地质模型,并采用离散元数值软件模拟了岩质滑坡在不同加速度地震力作用下的变形与破坏过程。结果表明:原始滑坡的稳定性主要受地震力和顺向结构面的控制;当地震力较小时,滑坡坡体未发生变形破坏,但其有沿着结构面错动的趋势;随着地震力的增加,坡体沿着结构面错动的趋势愈发明显;当地震力增加到某一临界值时,坡体沿着结构面形成贯通性破坏面,坡体发生失稳破坏。该研究结果可为塔县以及其他地震高烈度区岩质滑坡的稳定性评价提供依据。     

基于随机森林模型的乌江高陡岸坡滑坡地质灾害易发性评价

重庆乌江河谷地区地形陡峻,滑坡地质灾害沿河谷地带多发,开展乌江高陡岸坡滑坡地质灾害易发性评价对减少地质灾害风险与线路工程规划具有重要意义。选取乌江龙溪-石朝门段高陡岸坡为研究区,提取高程、坡度、斜坡结构、斜坡形态、冲沟、岩组分类、地质构造和道路评价指标因子信息,采用随机森林模型对研究区滑坡地质灾害易发性进行了评价与精度分析,并研究了各评价指标因子的贡献程度。结果表明:斜坡物质和斜坡结构是影响研究区滑坡地质灾害发育的主要因素;通过混淆矩阵和ROC曲线对随机森林模型的预测精度进行评估,结果显示随机森林模型在高陡岸坡滑坡地质灾害易发性评价中的预测精度较高,是一种滑坡地质灾害易发性评价的可靠方法。     

彝良县大石盘组崩塌机理及防治对策

崩塌落石作为边坡尤其是高陡边坡的一种浅表部破坏方式,是严重的地质灾害之一,具有发生时间不确定、崩落速度极快、主要沿垂直方向坠落的特点,一旦发生崩塌灾害将会造成重大的生命及财产损失。在对彝良县大石盘组崩塌体开展应急调查和测量的基础上,对崩塌体的地质背景和崩塌灾害的基本特征进行了描述,并采用赤平投影法分析了崩塌体节理裂隙的组合特征;从大气降雨、地震作用、人类工程活动三个方面对崩塌形成条件进行了分析,并指出崩塌的破坏模式为拉裂-滑移式,崩塌的破坏过程分为4个阶段,即初始震裂变形阶段、累积变形阶段、启动破坏阶段、稳定与堆积阶段;最后提出了崩塌灾害的工程治理措施及防治对策,即危石清理、危岩体锚杆锚固和主动柔性防护网加固、修建截排水沟、纳入群测群防体系、加强房屋建设规划与管理。该研究可为彝良县崩塌地质灾害的防治工作提供依据。     

倾斜摄影技术在化学品火灾爆炸事故调查中的应用研究

针对化学品火灾爆炸事故影响范围大、事故现场危险因素多、事故现场勘查分析困难的现状,定制研发了基于倾斜摄影技术的事故现场勘查无人机,通过优化飞行路线和建模方法,快速重构真实景三维事故现场模型.该模型可以进行事故现场物证搜集、事故影响范围测量、TNT爆炸当量计算等,提升了事故现场勘查效率.该技术已在江苏某化工公司"3·21"特大爆炸事故等多起事故中进行了应用,效果良好.倾斜摄影技术作为一种新兴的测绘技术,优势明显,应用范围日益扩大.     

无人机数字摄影测量与激光雷达在地形地貌与地表覆盖研究中的应用及比较

无人机数字摄影测量（UAV-DAP）与激光雷达（LiDAR）凭借其机动灵活、高效便捷和高分辨率的特点,在地形地貌、生态监测、工程勘察、环境规划、林业资源清查等领域得到广泛应用。本文针对数字摄影测量与激光雷达的技术特征和应用趋势,着重比较两者在数据采集、数据处理、应用领域以及成本耗费等方面的区别,分析了两种技术在林业资源清查、地形地貌研究、灾害防控等领域的最新应用动态,并且基于两者的技术特点和发展动态提出了进一步的可能应用前景。基于运动结构重建算法的数字摄影测量技术获得的数字地表模型在一定条件下可以达到激光雷达技术的超高空间分辨率程度（如0.2 m×0.2 m）,但是数字摄影无法穿透植被冠层,而激光雷达可以较好地穿透植被层从而获取植被及地表信息。然而数字摄影测量技术设备简单、操作方便,成本低廉,并具有较高的空间分辨率,因而能够和高精度、高耗费、大数据量的激光雷达技术形成优势互补。无人机数字摄影测量与激光雷达技术是林业资源清查、地形地貌研究、灾害防控等领域在快速响应、高精度调查、多时期扫描等方面进一步发展的重要突破口。     

基于无人机遥感与机器学习的岸滩大型塑料垃圾监测方法

鉴于现场人工调查手段对海滩垃圾的监测具有成本高、耗时长等特点,近年来无人机遥感技术在海洋垃圾监测中的应用受到广泛关注。为评估无人机遥感及机器学习技术在海洋垃圾信息收集与分析中的有效性,首先,本研究将无人机遥感图像的目视解译结果与实地调查进行对比,结果表明,目视解译对垃圾的总体识别率达68.1%～75.1%,对各类塑料垃圾的识别率达38.9%～94.3%,说明无人机图像解译垃圾具有较强的可行性;其次,在目视解译无人机图像的基础上,引入机器学习技术自动解译图像,该技术对各类塑料垃圾的识别准确率达77.9%～81.5%,回收率达45.6%～60.6%;最后,本研究将无人机遥感与机器学习技术运用于崇明岛岸滩的实地调查中,成功地实现了样区塑料瓶、塑料渔网、塑料浮球、塑料泡沫和浮木等多类垃圾通量和组成的快速统计与空间分布分析,并揭示了台风前、后岸滩垃圾的变化特征。本研究发展并验证了基于无人机遥感与机器学习图像解译的岸滩塑料垃圾监测技术,实现了垃圾数据的半自动化采集、识别与统计的完整监测过程,提升了监测效率。本研究发展的机器学习模型可解决海量、复杂无人机影像中垃圾的定位与识别需求,一定程度上实现了智...     

碎裂边坡岩体等效抗剪强度参数的确定

为了更精确地求出岩体的等效抗剪强度参数,本文采用岩体结构面网络模拟方法获得了边坡岩体质量分级的RMR值,通过建立RMR值与Hoek-Brown强度准则的数学关系,可计算出岩体的等效内聚力c和等效内摩擦角,并以该等效参数为基础利用3DEC软件进行数值模拟,结果表明模拟结果与实际情况基本相符,从而验证了该方法进行碎裂边坡岩体抗剪强度参数的确定具有可行性,且能更精确地为工程设计和施工服务。