垃圾坝的可靠度计算及参数敏感性分析

考虑到目前较少对垃圾坝的稳定性进行独立分析,本文利用工程实例,利用GEO-SLOPE分析软件,采用Monte-Carlo方法结合简化Bishop法对垃圾坝可靠度进行研究探讨,着重分析了垃圾土强度参数均值、变异性及强度参数互相关性对坝体可靠度的敏感性。分析表明：坝体可靠指标随垃圾土强度的均值减小而减小;随强度参数变异系数的增大而减小,其中垃圾土内摩擦角变异系数对坝体可靠度影响最大;随强度参数的互相关性变化也较为显著。同时,通过对坝体安全系数与可靠指标的分析比较得出,进行垃圾坝设计时仅考虑安全系数是不够的,只有同时考虑强度参数的不确定性,才能使工程更安全更经济。     

基于信息量模型的赣州市地质灾害易发性分区

赣州市地质灾害发育广泛、成因复杂,对当地社会经济发展和人居环境影响深刻。在对赣州市地质灾害情况进行资料收集和野外调查的基础上,确定斜坡几何形态、斜坡结构类型、工程地质岩组等6类影响因素作为该地区地质灾害易发性分区的评价指标;根据专家经验,结合地形地貌等因素,以250m×250m网格尺寸为单元获取指标数据,利用信息量模型和ArcGIS软件的空间分析功能,开展了赣州市地质灾害易发性分区研究;根据分区结果提出了相应的地质灾害防治措施。结果表明:研究区地质灾害可划分为高易发区、中易发区、低易发区3个区及11个亚区,该分区结果与地质灾害实际调查结果基本相符,表明利用信息量模型进行地质灾害易发性分区具有可行性和有效性。研究结果对该地区地质灾害易发性评价及灾害防治具有重要的理论和现实意义。     

坡面林地土壤水分特征函数空间变异性初探

土壤水分特征函数空间异质性是定量研究土壤非饱和带水分运动以及溶质运移的先决条件. 以坡面机械布点采样、压力膜仪测定土壤水分特征曲线,并以Van-Genuchten模型拟合曲线后,用传统的统计方法与地统计方法,分析了密云水库流域周边人工油松林坡面土壤水分特征函数空间异质性. 结果表明:①不同土壤层各级压力下土壤含水量变异系数(C_v)呈中等变异性,C_v为10%～25%,土壤有效饱和度越低,变异性C_v越大,计算合理取样数目越大. ②模型参数θ_s为中等变异,C_v为17.77%～18.12%,服从正态分布;参数α为强变异性,C_v为70.65%～120.91%;参数n为弱变异性,C_v为5.29%～7.09%. ③各土壤层参数θ_s和α均具有空间变异结构,除20～40 cm层参数α符合指数模型外,其余层参数均符合球状模型,参数θ_s和α变程(A)分别约为66～69及21～69 m;参数n仅在20～40 cm土壤层显示空间变异结构,符合球状模型,变程(A)约为18 m;整体上该林地土壤0～20和20～40 cm层参数多以结构性变异为主,40～60 cm层参数的块金效应渐显增大. 最后采用Kriging插值方法分别对各参数进行了预测.      

武汉地区基坑一般黏性土的力学特性与其物理指标间的相关性研究

一般黏性土作为武汉地区基坑工程中常见土层,对其工程特性与其物理力学参数的相关性研究对提高深基坑支护技术和经济性具有重要的现实意义。为研究武汉地区基坑工程典型一般黏性土的物理力学特性,以武汉地区45个基坑工程为基础,采用数理统计及回归分析方法,分析了武汉地区一般黏性土的工程特性与其物理力学参数间的相关关系。结果表明:武汉地区基坑工程一般黏性土的静力触探指标PS值变化范围为0.8~1.6 MPa,标准贯入指标N值的变化范围为3~7,土体饱和度较高,可塑及压缩性中等偏高,这将对基坑及高层建筑沉降变形产生不利影响;此外,一般黏性土的含水率、孔隙比、液限系数与直剪试验条件下抗剪强度指标c、值间呈负相关关系,一般黏性土的压缩模量与直剪试验条件下抗剪强度指标c、值间呈正相关关系。该研究结果可为武汉地区基坑工程设计的参数取值提供依据。     

基于参数外延的农业非点源污染随机监测方法

本文针对分布式面源模型在其模拟运用中的有效信息获取、外界环境因子变异性、输入信息即参数外延确定及尺度转换问题,探讨了了如何利用随机理论、多元统计原理以及多变量变异性协同估计等方法,通过少量监测信息确立相关参数的变异性规律,建立基于参数外延的快速经济的定量化随机监测方法,从而减少时间冗余和空间监测的变量维数,实现输入信息和参数在模型应用中的尺度转换。对流域农业非点源控制的重要参数获取、参数信息监测的空间位置确定以及监测频率等方面提供理论依据,较好地促进了分布式模型在不同尺度上的推广应用。     

亚高山草甸土浅层溜滑侵蚀的空间分布预测模型研究

亚高山草甸土广泛分布于川西高原的深切河谷斜坡地带,受特殊的土体结构和气候条件影响,浅层草甸土在雨季常发生解体并逐级溜滑,造成大面积的土体侵蚀和草甸退化,是川西高原生态脆弱的典型表现之一。在亚高山草甸土浅层溜滑侵蚀野外原型调查的基础上,结合TOPMODEL模型,考虑汇水区内地形与地下水流侧向流动的特点,并考虑渗透压力的影响改进了TRIGRS的无限斜坡地质力学模型,提出了适用于降雨型亚高山草甸土浅层溜滑侵蚀的空间分布预测模型(Ad-TSMS模型)。通过模型验证表明:Ad-TSMS模型的预测结果与野外调查的实际浅层溜滑侵蚀灾害点编录数据的吻合度更高,说明对TRIGRS模型的改进有效提高了模型的预测精度。本研究对准确地预测亚高山草甸土浅层溜滑侵蚀的空间分布,制定相应的草甸土浅层溜滑侵蚀防治措施和合理的高原生态保持管理制度,具有一定的理论和现实意义。     

巴东三中滑坡碎石土抗剪强度特征研究

碎石土是介于土体和岩体之间的一种特殊地质体,引起了国内外众多研究者的重视。结合细粒土室内直剪试验,并在大剪试验下研究了不同粗粒含量(20%、50%、80%)、不同含水率(15%、18%、20%)的碎石土抗剪强度参数的特性。试验结果表明:碎石土抗剪强度参数与碎石土中含水率和粗粒含量有关。含水率对细粒土和碎石土内聚力的影响规律是不同的,碎石土内摩擦角随含水率的增加发生了不同程度的降低;随土体密度的增大,碎石土内聚力升高,随粗粒含量的增加,碎石土内聚力会降低;碎石土内摩擦角随粗粒含量增加先降低后逐渐升高;碎石土τ-σ关系曲线中,随粗粒含量的增加,碎石土剪切强度升高;利用线性逼近的方式近似得到碎石土抗剪强度实用计算公式,通过对比计算值和试验值可知,实用公式计算值在一定程度上能够反映该土样的抗剪强度特征。     

多孔介质非均质性空间变异估值方法的比较

本文以廊坊市为例,应用反距离平方加权法(IDSW)、趋势面法(CPI)、普通克立格法(OK)及协同克立格法(CK)对能够反映多孔介质非均质特性的参数进行了估值效果的比较分析.研究结果表明,克立格法是研究参数空间变异性局部最优估值方法.     

土工管袋污泥脱水工程的设计注意事项

土工管袋应用于污泥脱水是一种新型实用的方法,目前国内设计、应用经验较少。通过多次的小试、中试及工程项目,总结了土工管袋应用于污泥脱水工程的多方面设计相关经验,包括管袋材质的选择方法、管袋及细部尺寸的设计、土工管袋脱水过程中需要配合使用的药剂、充填口位置数量等细节,并做了管袋充填的安全性分析与相关工程设计说明。对先前资料中的设计参数与项目实施中的参数做了比较,并分析推荐优化参数。     

野外条件下土壤砷浓度对蜈蚣草砷富集特征的影响

以As超富集植物蜈蚣草广泛分布的湖南省郴州市为例,调查了不同As污染程度下植物对As的富集和转运特点.结果表明,在野外条件下根际土壤中As浓度相对较低时(64～1000mg/kg),蜈蚣草地上部As浓度随根际土壤中As浓度的增加而逐渐增加,而在根际土壤中As浓度相对较高(1000～2712mg/kg)时,蜈蚣草地上部As浓度表现为逐渐下降的趋势.在调查的所有样点中,蜈蚣草对As的转运系数介于1.08到6.03之间,显示出超富集植物的典型特征.结果还表明,在污染区土壤As浓度存在很大的空间变异性,根际土壤与非根际土壤之间的As浓度也存在很大差异.因此,在野外调查时最好是直接采取距离植物根部最近的根际土壤.     

地下水中污染物迁移参数的空间变异性及其评价方法

考虑了地下水中污染物迁移参数的空间变异性,分析了污染物迁移参数空间变化的结构性与随机性特征,阐述了分析、评价污染物迁移参数空间变异性的区域化变量理论和方法。      

基于随机模拟的地下水污染物最优水力截获量

水力截获技术是净化或抑制地下水污染最为广泛使用的一种方法，而该技术实施过程中，如何确定最优水力截获量是其需要重点解决的关键问题.本文针对传统确定性方法计算最优水力截获量不合理的问题，从水文地质参数的随机性出发，应用基于随机理论的蒙特卡罗方法，通过实例来研究渗透系数的空间变异性对地下水污染物水力截获系统的影响，并寻求估算最优水力截获量的新方法.通过研究表明：基于确定性方法计算出最优水力截获量为110m³/d时恰好能完全截获污染区的污染物；应用随机模拟研究含水层渗透系数的空间变异性对水力截获系统的影响，发现当以传统确定性方法所计算的最优水力截获量（110m³/d）抽水时，并不能总是完全截获地下水污染物，其面临的稳定平均风险率高达24%；充分考虑了含水层渗透系数空间变异的Monte Carlo方法较以往传统确定性方法更为可靠，为此本文提出利用随机方法从截获系统可接受风险角度确定最优截获量的新思路.     

陈垃圾沉降分析方法及工程应用

已填垃圾的沉降分析是正确评估填埋场服务年限和合理确定填埋厚度的重要依据,根据陈垃圾的形成机制、沉降模型、计算方法以及及有关参数,并结合工程实例对填埋过程中的垃圾沉降发展过程进行了研究,确定了陈垃圾土的沉降特性。     

地统计学在太湖水质研究中的应用

在采样数据的基础上，应用地统计学的理论与方法，尝试研究太湖水质参数空间的分布特性。结果显示，太湖水质量参数的空间结构变异性是客观存在的，各水质参数都具有块金效应，对太湖参数进行克立格插值。并进行污染水平分类，可以提供更为直观的环境信息，研究结果对太湖的水环境有一定的参考价值。     

基于修正的两段法对某电站水库松散堆积体岸坡塌岸预测

水库塌岸是影响水电站库区移民工程的重要地质灾害问题,研究其塌岸模式、预测方法并预测最终塌岸宽度是十分必要的。通过对某水电站库区重点库段塌岸进行调查分析,该水电站库区塌岸模式以冲蚀磨蚀型和坍塌型为主;分析几种常用的塌岸预测方法,确定采用修正后的两段法预测该库区塌岸最终宽度;采用现场工程地质调查法、工程类比法等手段确定了库区塌岸预测参数,并对该水电站库区塌岸进行了预测,预测结果表明库区塌岸总长30.5km,塌岸预测最终宽度为5~50m。该研究可为库区移民工程提供重要依据。     

引黄灌区不同尺度农田土壤重金属空间分布及污染评价：以银川市兴庆区为例

确定农田土壤重金属分布及其污染状况,对于评价农业生态环境质量、保障食品安全和人类健康都具有重要作用.以宁夏引黄灌区农田土壤为研究对象,在10 m(L尺度)和1 m(M尺度)两种尺度上网格取样,共取耕层土样(0~20 cm)223个,利用经典统计和地统计相结合的方法对土壤铜(Cu)、锌(Zn)、铬(Cr)、镉(Cd)和铅(Pb)的空间变异性进行研究,并利用单因子指数(Pi)和内梅罗综合指数(P综)评价土壤重金属的污染程度.结果表明,两种尺度下,Cu、Zn、Cr、Cd、Pb均属中等变异性,其变异系数(CV)顺序为:Cd>Pb>Cr>Zn>Cu.地统计分析表明,L尺度下Cd和M尺度下Pb块金系数为100%,表现为纯块金效应,主要受随机因素影响,具较弱的空间相关性.其它重金属元素在两种尺度下块金系数均小于25%,说明主要受结构性因素的影响,具有强烈的空间相关性.结合Pi和P综值可知,两种尺度下除了Cu外,其它4种重金属元素出现轻度污染的样点数较多,表明研究区已出现重金属富集的趋势.     

青藏高原典型高寒草甸区土壤有机碳氮的变异特性

本研究应用地统计学的基本原理与方法(半方差分析)对青藏高原典型高寒草甸区0～10 cm土壤有机碳和全氮空间变异性进行了分析.结果表明,0～10 cm的土壤有机碳和全氮的平均含量分别为11.45 g·kg^-1和1.02 g·kg^-1,平均变异系数分别为0.23和0.21,反映出该植被区土壤肥力较为贫瘠.土壤有机碳和全氮随机因素的变异占总空间异质性变异的比率分别为44.7%和49.9%,变异尺度分别为210.9 m和200.1 m,随机因素的影响主要发生在采样尺度＜10 m的范围之内.在该研究区域上土壤有机碳和全氮均表现出空间自相关因素大于随机因素的变异格局;在空间结构的变异上,由土壤内在属性如土壤矿物质、地形等空间自相关因素和人为因素如放牧及工程施工等对土壤表层的践踏引起的随机因素共同起作用,影响程度呈中等水平.     

小降雨入渗的非饱和土边坡稳定性计算方法研究

降雨易导致非饱和土边坡稳定性降低甚至失稳破坏,研究降雨作用下非饱和土边坡稳定性具有一定意义。在考虑降雨强度较小且持续时间较长的情况下,将Richards非饱和土渗流方程应用到斜坡降雨入渗分析中,通过坐标变换、吸力水头分布假设,并结合土-水特征曲线,推导出降雨入渗条件下斜坡基质吸力分布解析解;在此基础上,将斜坡降雨解析函数引入到传统Sarma法中,进而对滑坡土条进行受力分析,得出当地下水位高于潜在滑面、地下水位与潜在滑面重合和地下水位在潜在滑面之下时,斜坡稳定性系数的求解公式;最后利用推导出的公式对实际问题进行求解与验证。结果表明:当降雨强度为0时,基质吸力最大,斜坡稳定性最大;随着降雨强度的增大,斜坡稳定性逐渐降低;当降雨强度等于饱和渗透系数时,斜坡稳定性最小,且稳定性比不考虑降雨时减小了12.8%;工程实例应用显示该方法对于计算持续小降雨状况下的斜坡稳定性是可行的。     

基于变异函数的大气污染物空间分布特征分析

使用变异函数分析大气污染物分布的空间特征,如空间相关、方向效应、相似度、相关距离等。以珠三角区域2012年8月24日12时数据为例,提供进行经验变异函数拟合,相关分析,方向效应分析等一套研究思路和步骤,运用至2013年1月14日至20日一周的PM2.5数据分析中,分析显示,研究时段内的珠三角区域的PM2.5浓度分布具有空间相关性,且具有方向效应,相关距离和相关度的方向效应体现有所不同,东西方向相关距离最大为76 km,东北-西南方向的最小为60 km,而相关度效应的方向性体现不稳定,但总体上各方向的相关度都很接近。分析思路和结果对于污染物的监管和治理有一定参考价值,如基于空间相关性和相关距离实施地区联合管治,基于方向效应实施差异化和重点化管治。     

绿色节能产品HASN固化剂性能优良

中国青年科技奖获得者、武汉水利电利大学34岁的副教授候浩液研制成功的HASN耐水粉煤灰、土壤固化剂，在山西神头一电厂等处应用效果显著。中国工程院吴中伟院士称：HASN耐水粉煤灰、土壤固化剂“是一项在工业废渣利用和环境保护方面的创新”，是利用废物节能的绿色产品。候浩波研制成功的HASN固化剂，具有对粉煤灰、各种工业废渣和尾矿砂、含泥碎石屑、砂质土、粉土、粘土、淤泥、城市垃圾等无须冲洗和筛分即可进行固化的优良特性，并可将此作为建筑材料，化废为宝，广泛应用于道路工程、基础处理工程、水利水电工程、墙体材料等领域…