人工神经网络在预测深基坑周边地表沉降变形中的应用研究

深基坑开挖引起的周边地表变形预测是一个复杂非线性问题,引起地表沉降的影响因素很多,各因素之间呈高度的非线性关系。传统的基坑用边地表沉降变形预测方法存在着一定的局限性,其预测精度有待提高,而人工神经网络是一种多元非线性动力学系统,可以灵活方便地对多成因的复杂未知系统进行高度建模,实现全面考虑各种主要影响因素的深基坑周边地表沉降变形预测。本文介绍了误差反向传播(BP)网络模型的结构、学习过程及其算法的改进,径向基函数(RBF)网络模型的结构及其学习过程;分析了影响深基坑开挖周边土体沉降变形的主要影响因素;以25个基坑工程的地表沉降实测资料为训练样本,建立了11个输入影响因素的BP神经网络模型和RBF神经网络模型,通过对样本的学习训练过程及对5个检验样本的预测精度,说明了人工神经网络用于预测基坑周边地表沉降的可行性和准确性。     

竹林关大柴沟大型泥石流的形成机理与发展趋势

通过对陕西省丹凤县竹林关镇大柴沟泥石流进行现场勘查分析,总结了泥石流的孕灾背景,揭示了泥石流的典型特征和基本物理力学参数,在此基础上,分别从泥石流的物质来源、形成环境、诱发条件等三大条件分析了泥石流的形成机理,归纳了大柴沟泥石流具有典型的滑坡激发性、周期暴发性、强烈致灾性等特点,对泥石流的危险性进行了现状分析和预测评价。结果表明:软硬相间的岩层和强烈的构造运动是造成岩体变形破碎的主要原因,为泥石流提供了丰富的物源,垂直高差较大、沟道狭窄为泥石流提供了良好的孕灾环境,百年一遇的暴雨是大柴沟泥石流形成的诱发条件,同时受暴雨影响,沟内产生多处浅表层滑坡堵塞沟道,为泥石流聚集了能量,以至形成规模更大、破坏性更强的泥石流。研究过程采用了实测计算与经验公式估算相结合的多种方法进行对比研究,也充分验证了经验公式的适用性。     

威远县地质灾害生成特点与防治措施

威远县位于四川盆地中部红层丘陵区,近年来,地质灾害频繁,直接经济损失90.65万元。截至2006年5月,县域内共发现地质灾害隐患点189处,灾害类型有滑坡、崩塌(危岩)、潜在不稳定斜坡、采空塌陷和泥石流等[1]。地质灾害分布在高陡且节理较发育的边坡、有软弱层分布的地层、海拔高程在320~700 m的低山、深中丘区、威远背斜南东翼,及人类工程活动如矿山开采、公路建设较频繁的地段。灾害规模小,险情小,危害程度为轻到中等[2],发生时间主要集中在每年5-9月份的暴雨期。针对县域内地质灾害的分布特点及形成特征,采取的防治措施主要有避险搬迁、工程治理、监测预警等[3],共确定62处受灾害威胁需避险搬迁的农户183户计710人,灾害点治理13处、监测预警114处。     

地震作用下地裂缝场地地表动力响应特性研究∗

为了准确描述地裂缝场地动力特征,利用 ABAQUS 有限元软件建立了地裂缝场地三维动力数值分析模型, 定量分析了地裂缝场峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)、Housner 强度(HI)和 Arias 强度(I_a )在不同地震作用下的变化趋势,获得了地裂缝场地动力响应规律,并与振动台模型试验结果进行了对比,表现出较好的一致性。结果表明：上盘的动力响应放大系数及影响范围均比下盘大,在地裂缝附近达到最大并向两侧递减,呈“λ”分布;随着地震烈度增大,土体软化程度增强,动力响应放大系数和裂缝两侧放大系数的差值逐渐减小;场地下盘的地震动长周期分量较丰富,平均周期相对上盘表现出较大的特性;在同一地震烈度不同输入方向引起的上、下盘动力响应中, 垂直地裂缝方向作用的地震波对场地破坏较为严重。其研究结果可为地裂缝场地的工程应用提供重要参考。     

西安地铁双线隧道地表沉降预测模型研究

针对西安地铁留核心土、上下半洞开挖、超前小导管注浆加固与水平钢撑锁脚的钢拱架和挂网喷层支护的饱和黄土隧道,根据现场地面沉降监测数据,分析了隧道右线、左线掌子面间隔30m开挖过程中洞顶地表沉降变形的历时变化规律,以及左、右线单洞沉降槽和双线沉降槽的分布特征.结果表明,洞顶地表沉降变形可以划分为初期沉降变形、右线开挖主变形...     

广西地质灾害特征及其形成机理——极端低温天气条件的影响

2008年初广西遭受了五十年一遇罕见的持续低温雨雪冰冻天气过程。在大量现场调查的基础上,对广西低温雨雪冰冻天气过程中以及冰雪融化期间发生的地质灾害类型、特征、灾害的时空分布以及形成机理进行研究。研究表明:(1)灾害类型以崩塌为主,其次为滑坡、地面塌陷和地裂缝;(2)地质灾害规模以小型为主,不同的灾害类型分布区域性强,持续低温雨雪冰冻天气过程不仅激活了一些已存在的灾害隐患点,而且产生了大量新的地质灾害点和隐患点;(3)低温雨雪冰冻天气过程与地质灾害的时空分布总体上是一致的;(4)广西脆弱的地质环境与数十年一遇的天气过程二者叠加作用,导致了各类地质灾害的频发,其中低温雨雪冰冻天气过程是诱发地质灾害的主要因素。     

地裂缝地震影响效应研究——以陕西咸阳为例

由于地裂缝的存在破坏了场地的介质连续性,地震波在裂缝带的反射作用对场地的动力响应具有放大效应。以咸阳市某地裂缝为例,在研究地裂缝分布特征、活动规律的基础上,分析确定了该区地裂缝的成因类型,并通过数值模拟研究随机地震荷载作用下地裂缝场地的动力响应,确定了该地裂缝场地的动力响应特征,以及上盘60 m至下盘30 m放大效应显著的范围。结合现有地裂缝勘查规范确定了咸阳市地裂缝的避让距离原则:在土地宽裕的情况下,应按照规范的要求进行避让;在城市用地紧张的情况下,一类建筑物上盘33 m,下盘18 m,二类建筑物上盘22 m,下盘14 m,三类建筑物上盘8 m,下盘6 m;在强震作用下,由于地裂缝带的地震放大效应,建议适当放大避让距离,可考虑取上盘60 m,下盘30 m。     

原有路基荷载作用对加宽工程路基沉降变形的影响分析

基于工程实例和数值模拟,分析了高速公路加宽工程中,原有路基荷载作用引起的软基性质改善对路基沉降变形的影响机理。研究表明:新、老路基的沉降变形均受软基性质改善的影响;软基性质改善改变了新路基荷载在老路地基中引起的附加应力分布,这种附加应力的改变也对老路基的沉降产生影响,而传统的计算方法不能考虑附加应力的变化对沉降的影响;对比考虑与不考虑老路基荷载作用的影响,新路基的沉降量会不同,这种沉降差异随路基高度、新路基宽度以及软基厚度的增加而逐渐增大,但老路基的沉降差异只受软基深度的影响。     

黄土湿陷地裂缝发育特征与成因机理研究

通过一系列地质调查研究了黄土湿陷地裂缝的发育特征,结合浸水试验分析了地裂缝的成因机理和形成过程.研究结果表明:黄土湿陷地裂缝与浸水坑平行,兼具水平拉张和竖直位错,地裂缝发展演化过程可分为四个阶段.黄土湿陷地裂缝上宽下窄,其宽度和竖直位移均随深度增加而减小,地裂缝发育深度约等于黄土湿陷土层厚度.黄土渗透浸润线与竖直面的夹...     

地表变形预测分析--发电厂典型例子研究

通过对地表变形观测数据的分析、拟合及训练,采用人工神经网络方法和数理方法对地表变形的规律及发展趋势进行预测,并与观测数据进行对比分析,得到了较好的结果,为控制地表变形的发展及工程处理提供了可靠依据.     

陕西韩城市地质灾害空间分布规律与防治

实地调查表明,韩城市地质灾害分布具有明显的空间规律,以韩城断裂为东、西区域的分界线,东部黄土台塬区以黄土崩、滑为主,西部低山区则地裂缝和地面塌陷十分发育;研究认为,韩城市地质灾害具有某种集中发育的特征,在成因上除了与降雨量有明显正相关关系外,西部区域主要决定于人类的采矿活动,东部区域则受控于自然地质因素;不同成因的地质灾害其防治措施是不一样的,西部以工程治理为主,东部则以生物防治为主.     

汾渭盆地内断层和地裂引起的地表垂直形变特征

汾渭盆地内的地裂活动明显,危害严重。主要分析了陕西泾阳的口镇—关山断裂及山西清徐交城断裂及附近地裂活动引起的灾害及地表垂直形变特征,并通过位错模型反演了清徐交城断层及其地裂活动参数,为进一步预防此类灾害提供参考。     

环渤海地区地面沉降成因分析与对策研究

地面沉降是环渤海地区主要环境地质灾害之一。发生面积广泛、沉降速率显著加快是本区这一灾害的两大突出特点。本文阐述了地面沉降对经济建设的危害 ,对其形成原因进行了探讨 ,并提出了相应对策     

大庆地区地面沉降问题初探

地面沉降是目前国内外常见的典型地质灾害之一.简要介绍了大庆地区的地质环境及地下水开采历史和现状,利用已有的资料对大庆地区由于地下水开采而引起的地面沉降量进行了预测,对其地面沉降问题进行了初步探讨.研究结果对进一步开展大庆地区地面沉降研究、国土资源整治和地质灾害防治等工作有一定的参考价值.     

广州市主要地质灾害成灾机制与时空分布

广州经济高速发展,人口、资源和环境的矛盾日益突出,地质环境渐趋恶化,地质灾害频繁发生,崩塌、滑坡和地面塌陷等严重阻碍了城市的可持续发展.就这些地质灾害而言,活动断裂纵横交错是其地质构造基础,强烈风化与疏松地表是其物质来源,降水与径流量丰沛是其动力条件,暴雨、洪水则是其诱发因素.人类活动,如过量抽取地下水、乱采滥伐森林植被等增加了地质环境的压力,破坏了生态平衡,成为重要的致灾因子.广州城市地质灾害在过去10年里呈波浪状上升态势,1998年以来尤为严重;空间上主要集中在老城区、广花盆地和低山丘陵区.     

吉林西部农业旱灾变化趋势及其成因分析

利用吉林西部近50年的农业成灾面积统计资料和气象资料，提示了西部的农业旱灾整体呈波动上升的变化趋势。特别是进入20世纪80年代以后，在全球温暖化的大环境背景下．旱灾已成为当地农业可待续发展的最主要的障碍因素，并引起一系列的生态环境问题。影响农业的旱灾既有自然因素又有人为因素。针对吉林西部的旱灾，提出了一系列减灾对策。     

陕南地区清代霜雪灾害及分形特征研究

通过对陕南清代历史文献资料的搜集、整理和分析,研究了清代(1644-1911年)陕南霜雪灾害等级、阶段变化及不同等级灾害周期性等。统计分析显示,陕南清代发生霜雪灾害28次,平均每9.57年发生一次;霜雪灾害可划分为轻度、中度、重度三级,各占灾害总频次的21%,72%和7%;清代霜雪灾害可分为4个阶段,其中1644-1668年和1819-1868年的第1、第3阶段为灾害多发期,而1669-1818年和1869-1911年的第2、第4阶段为灾害少发期。霜雪灾害的自相似性揭示了灾害的分形性,分形结果显示陕南地区清代各等级灾害呈周期变化,且这些灾害的集中性非常强。陕南清代轻度、中度和重度霜雪灾害发生分别存在着16～18 a,7～8 a和46 a振荡周期。该地区霜雪灾害的发生主要是偏暖月的持续性降雪、积雪或由寒流引起的气温骤降造成的。初步确定陕南清代发生了两次霜雪灾害气候事件,时间在公元1649-1663年和1817-1842年。     

基于可公度方法的陕西及邻近地区重大自然灾害发生趋势探讨

针对重大自然灾害预测预报的世界难题,在可公度方法的基础上,提出时间对称性观点;进而对陕西及可能影响到陕西的部分全国重大自然灾害进行了趋势研究。研究认为,2010年、2012年、2013年及2019年,陕西及邻近地区有发生重大灾害的可能性。并认为,适应全球变化首先要适应频繁的自然灾害。     

2008年广西雷电活动和雷电灾害分析

利用闪电定位资料,对广西地区闪电活动的时间、强度和空间分布特征进行了分析。结果表明:闪电主要集中在春末仲夏发生,4-9月是闪电高发期(约占全年总闪电活动的98.33%),闪电活动绝大多数发生在午后至傍晚时分;云地闪电中负闪占绝大多数,正闪的平均强度大于负闪;闪电密度高值区主要位于桂东南、北部湾沿海地区和十万大山迎风面,闪电的空间分布差异与地形和水汽条件有很大关系。同时,根据2008年广西雷电灾害事例,分析了雷电灾害的特点和原因。     

山西霍州西部地裂缝地质灾害成因分析

自20世纪90年代以来，山西省霍州西部地区出现了大量地裂缝，破坏了许多房屋和耕地，并且改变了地下水资源的空间分布，严重影响了当地人民的日常生活和地区经济发展。由于该地区地裂缝的成因尚不清楚，防治措施难以制订，其影响范围内的人群、房屋、耕地、水资源仍然受着地裂缝地质灾害的威胁。基于此种状况，在调查霍州地区采空塌陷地裂缝时空分布的基础上，结合区内区域地质、水文地质、工程地质及人类经济工程活动等条件，分析了地裂缝形成的主要原因。分析结果认为，采煤形成的采空区和采煤排水造成的地下水位下降是地裂缝形成的主要原因，雨水的冲蚀加速了地裂缝的扩展，确定了该地区地裂缝的非构造属性，并据此提出了相应的治理措施。