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为研究岩质边坡中结构面几何参数及力学参数对边坡安全稳定性的影响,文中采用离散元软件3DEC进行数值模拟试验;以安全系数为指标,结合响应面分析法,研究边坡结构面几何参数倾向、倾角及力学参数法向刚度(Kn)、切向刚度(Ks)、粘聚力(c)、内摩擦角(φ)对影响边坡稳定性敏感程度;结果显示,结构面的几何参数是边坡的稳定性的前提条件,在具备滑塌条件的情况下,结构面的力学参数,将进一步影响边坡的稳定性;其中结构面的切向刚度和内摩擦角对边坡稳定性有高敏感度,按照敏感度由大到小排序,为切向刚度内摩擦角粘聚力法向刚度;同时发现内摩擦角和切向刚度与边坡安全性因素之间呈相互促进作用。 相似文献
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土质边坡空间临界滑动面搜索的优化算法 总被引：3，自引：0，他引：3
将二维均质土坡作为平面应变问题,假定滑动面是一个圆弧,将滑弧圆心与半径转变为后缘剪入点、坡脚剪出点和过后缘点滑弧切线与x轴的交点等3个点的横坐标,然后以这3个参数为变量,给定合理的取值区间,应用黄金分割法搜索二维边坡的最小稳定系数及相应的临界滑动面。进一步假定均质土坡的三维空间滑动面为一旋转椭球体,旋转椭球体的竖向中轴面和二维的圆弧面一致,给定椭球体不同的水平轴半径值,采用以上二维滑动面搜索方法可求出不同水平半径所对应的三维最小稳定系数及相应的椭球面。结果表明:边坡的三维稳定系数没有极小值,但有极限值;对于横向延伸长的无限边坡,三维稳定系数逼近二维稳定系数,当旋转椭球长轴与短轴之比大于3时,二者很接近,边坡稳定性可简化为二维来分析;对于受地形、地下水等条件约束的短边坡,三维效应明显,在考虑实际边界条件的情况下按三维来分析。 相似文献
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黄土滑坡和降雨关系尤为密切。为深入研究降雨入渗对滑坡的促发作用,在对陕西西安地区“9·17”灞桥滑坡现场勘察的基础上,利用数值模拟方法系统研究了黄土边坡在降雨入渗条件下土体相关物理力学指标的变化响应特征及时空分布规律;从滑动面安全系数变化的角度分析了边坡的失稳过程,并揭示了该类滑坡的启动机制。结果表明：(1)降雨入渗首先引起坡面土体的基质吸力逐渐降低,而且不同分布位置的降幅不同;(2)滑坡启动前,坡体的高体积含水量范围随降雨明显扩大,且体积含水量表现出从古土壤层向邻近黄土层递减的规律;(3)边坡的水平方向位移自坡面中部向坡体的上下部呈放射状递减特征,垂直方向位移由上至下逐渐减小,而临界滑动面的安全系数也随降雨入渗过程逐步递减;(4)节理处土体的孔隙水压力和体积含水量的变化响应时间及幅度都早于且强于坡体其他区域,坡体内最大剪应变的区域分布与坡面基本平行,模拟结果与原型滑坡一致;(5)基于黄土独特的水敏性、地质构造和人类工程活动等诱因的影响,加上节理裂隙为水的入渗和运移提供了优势通道,降雨加速了黄土潜蚀和坡体结构破坏过程,改变了边坡内部应力场、位移场和水文地质条件,进而促发了滑坡。 相似文献
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软硬互层结构的顺层岩质边坡破坏类型复杂、难于防治, 针对此类边坡地质灾害易发、多发的问题, 从坡面角度、岩层倾向及组合形式、节理分布等方面进行了研究。边坡物理模型试验是揭示边坡变形破坏机理的重要手段, 基于相似理论, 以重庆市万州区孙家滑坡为工程依托, 根据滑坡区地质勘探报告设计了室内边坡物理模型试验; 试验通过顶升模型箱模拟重力加载来探究顺层岩质边坡发生破坏时, 前缘坡角和软弱夹层倾角之间的关系; 结合有限元分析软件Plaxis 2D对物理模型进行了多组数值模拟试验, 以验证软硬互层顺层岩质边坡破坏机制。试验结果表明: 对于顺层岩质边坡, 当软弱夹层的倾角在22°左右, 前缘开挖坡角58°左右时, 顺层岩质边坡容易发生滑动, 滑动面为后缘节理面和软弱夹层的贯通面。因此, 顺层岩质边坡稳定性受层面和节理面密度的控制, 当边坡含多层软弱层面时, 易沿层面和后缘节理贯通面发生破坏, 随着软弱面层数增加, 边坡稳定系数逐渐降低。研究成果可以为公路开挖切坡导致的顺层岩质边坡失稳机理研究及其稳定性评价提供理论依据, 为顺层岩质边坡失稳的预测预报提供支撑。 相似文献
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下伏煤层开采对边坡的稳定性具有很大的影响,甚至是边坡失稳的决定因素。文章应用MIDAS数值模拟分析软件,分析了边坡在下伏煤层先后两块不同区域进行开挖后的应力分布特征和塑性变形情况,同时对坡体不同工况条件下的稳定性进行了计算,得出了边坡稳定性破坏主要受采空区1区的影响,采空区2区的破坏作用不大的结论。 相似文献
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以某边坡为例,论述了在ABAQUS软件中实现节理岩质边坡稳定性评价的建模过程。采用具有一定厚度的、低强度实体单元模拟节理组,按连续介质处理,节理组与岩块之间创建相互接触作用,通过不断折减结构面强度参数,以模拟达到失稳状态。通过分析坡顶典型质点场变量与X方向的位移关系,以数值计算不收敛作为边坡失稳评价标准的稳定性安全系数为1.41,以坡顶质点出现明显位移作为失稳标准的稳定性安全系数为1.32,两种判断标准均表明边坡目前处于稳定状态。通过积分等效塑性应变区演化图,模拟得到了强度折减状态下边坡失稳时的潜在滑动面,滑动面直观可视且物理意义明确,无需像极限平衡法一样要事先假定滑动面的位置和形状。 相似文献
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组成地下洞室的围岩存在不同尺度结构面所切割形成的不同尺度、不同形态结构体。这些结构体是导致施工期围岩失稳的主要因素,而且在洞室开挖前无法确定其具体位置,给围岩加固设计带来了困难。由勘探平洞地质调查获得的结构面资料,依据不同尺度结构面的成因、规模,预测其在开挖面上的出露位置十分重要。从结构面成因角度考虑,运用几何-力学耦合模拟方法,建立大跨度地下洞室围岩岩体结构模型。依据断层机制,运用力学成因拟合规模较大的断层、破碎带、层面,而基于现场结构面调查统计的结果,应用随机模拟方法并结合结构面连通率特征拟合随机结构面。采用正交试验及块体理论,确定由结构面组合形成块体的几何形态,搜索多尺度块体的分布,确定特定块体、半特定块体与随机块体的分布。进一步采用极限平衡理论,分析可能发生破坏的块体,得出洞室开挖面上需要加固的块体。最后,开发了基于几何-力学成因的多尺度结构面组合稳定性分析程序UNDGD2.0。以某在建抽水蓄能电站工程为例,搜索洞室不同开挖面上的块体组合类型与规模,分析由结构面组合构成局部块体的稳定性,为地下洞室开挖方案的确定及设计优化提供理论依据,开挖结果表明本文研究成果是合理的。 相似文献
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基于有限元修正节理岩质边坡稳定性计算的解析解 总被引：4，自引：0，他引：4
采用有限元方法探讨在人工开挖或自然侵蚀环境下,岩质边坡体内应力场的变化及节理发育形成机理,并采用有限元强度折减法对后缘具有张节理边坡的稳定性影响因素进行敏感性对比分析,进而得出具有非贯通节理边坡稳定性计算的修正解析解.结果表明:卸荷及风化作用导致边坡体由表及里出现应力重分布及应力集中的现象,使边坡后缘由顶部向下发育一簇... 相似文献
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高位危岩崩塌极具隐蔽性、突发性和灾难性,传统的接触式调查方法在安全性方面无法完全保障并且也难以彻底查清边坡上各危岩块体的空间分布及发育特征,因此如何安全快速准确地获取边坡面上关键地质信息,一直是崩塌地质灾害调查及评价研究中的难点之一,也是防灾减灾工作中极为重要的环节。以连云港市某矿区高陡岩质边坡为例,提出了一套基于无人机倾斜摄影技术的崩塌隐患早期识别及影响区划分方法体系,该方法体系通过倾斜摄影技术获取研究区高分辨率影像及构建三维高精度地质模型,在此基础上利用测线法提取并统计边坡优势结构面空间展布特征及相关参数,利用赤平投影法对矿区高边坡关键危岩块体失稳模式进行判别,在完成关键危岩块体稳定性评价并划分稳定等级的前提下使用Rocfall模拟最不利工况下崩落体失稳后的滚落运动特征,从而划分出不同级别的崩塌影响区,为最终的地质灾害防治提供依据。研究表明,无人机倾斜摄影技术在崩塌隐患早期识别、破坏模式分析、稳定性评价以及崩落体威胁范围划定等方面具有显著的可行性和优越性。所提出的基于无人机倾斜摄影技术的崩塌隐患早期识别及影响区划分方法体系具有重要的参考价值。 相似文献
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赣南地质环境复杂,沉积岩、岩浆岩与变质岩交叉并存;岩浆岩广泛分布,岩体破碎;褶皱、断裂构造发育;风化作用强烈,边坡稳定性差。研究这一地区的变形破坏模式,可以科学有效地对边坡进行防治。大量的野外调研显示,赣南边坡常见的类型主要有土质边坡、类土质边坡、岩质边坡和岩土二元结构边坡4类;赣南边坡常见的变形破坏模式主要有:沿原有结构面滑动、沿顶部拉裂-滑动、土体拉裂-崩塌、圆弧形滑动、坡面冲刷5类。沿原有结构面滑动破坏多见于岩质边坡、类土质边坡中;其余破坏模式多发生于土质边坡、类土质边坡、岩土二元结构边坡的土体部分。根据赣南边坡不同的变形破坏模式,分别提出了科学的防治对策;并针对赣南地区降雨量大、降雨持时长等特点,强调了在边坡的施工过程中应及时修建边坡排水系统,及时进行坡面防护。 相似文献
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随着"数字城市"的推进,3维地理信息系统得到快速发展和广泛应用,产生了海量的3维地理空间数据,对3维空间数据的集成管理、并发访问、数据安全研究成为热点,市场对3维仿真系统和地理信息系统融合和统一需求日益迫切。针对"3维数字城市"建设新需求,本文在海量3维场景组织、空间索引建立和基于关系数据库的存储等方面开展研究,为海量3维空间数据组高效组织和集成管理提供了一条有效途径。 相似文献
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The landscape pattern metrics can quantitatively describe the characteristics of landscape pattern and are widely used in various fields of landscape ecology. Due to the lack of vertical information, 2D landscape metrics cannot delineate the vertical characteristics of landscape pattern. Based on the point clouds, a high-resolution voxel model and several voxel-based 3D landscape metrics were constructed in this study and 3D metrics calculation results were compared with that of 2D metrics. The results showed that certain quantifying difference exists between 2D and 3D landscape metrics. For landscapes with different components and spatial configurations, significant difference was disclosed between 2D and 3D landscape metrics. 3D metrics can better reflect the real spatial structure characteristics of the landscape than 2D metrics. 相似文献
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XIEMo-wen ZHOUGuo-yun ESAKITetsuro 《中国地理科学(英文版)》2003,13(1):66-72
In this paper ,based on a new Geographic Information System(GIS) grid-based three-dimensional (3D) deterministic model and taken the slope unit as the study object ,the landslide hazard is mapped by the index of the 3D safety factor ,Compared with the one-dimensional(1D) model of infinite slope,which is now widely used for deterministic model based landslide hazard assessment in GIS,the GIS grid-based 3D model is more acceptable and is more adapt-able for three-dimensional landslide.Assuming the initial slip as the lower part of an ellipsoid ,the 3D critical slip surface in the 3D slper stability analysis is obtained by means of a minimization of the 3D safety factor using the Monte Carlo random simulation.Using a hydraulic model tool for the watershed analysis in GIS,an automatic process has been devel-oped for identifying the slope unit from digital elevation model(DEM)data,Compared with the grid-based landslide hazard mapping method ,the slope unit possesses clear topograhical meaning,so its results are more credible,All the calcula-tions are implemented by a computational program,3DSlopeGIS,in which a GIS component s used for fulfilling the GIS spatial analysis function.and all the data for the 3D slope safety factor calculation are in the from of GIS data (the vector and the grid layers).Because of all these merits of the GIS-based 3D landslide hazard mapping method,the complex algo-rithms and iteration procedures of the 3D problem can also be perfectly implemented. 相似文献
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倾斜摄影三维模型作为一种地理数据,其数据安全问题不容忽视,数字水印技术可以为其版权保护提供有效的解决方案。本文基于倾斜摄影三维模型数据特征,根据其垂直方向上的稳定性,提出了一种基于距离映射机制的三维点云数据盲水印算法。首先,提取倾斜摄影三维模型中的点云并对其按照高度值排序;其次,将点云间相邻点的高度差作为信息载体,利用映射思想建立水印信息与水印嵌入位置的对应;最后,通过修改坐标值的奇偶性完成水印信息的嵌入。检测水印时通过顶点提取、排序、水平距离与水印位的映射和统计相邻点水印嵌入位置的奇偶性实现水印信息的提取。实验表明,该算法具有良好的不可感知性,并对平移、裁剪和旋转等常见攻击具有较强的鲁棒性。 相似文献
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随着地球观测技术和信息技术的进步,以全球为背景的科学探索不断增多,不仅是地球表面信息,地下、水下、空中等地球上各个层次的空间信息都受到极大的关注。地球球体剖分网格可以构建真三维的数据模型,进而实现空天地、地下水下一体化的空间数据组织、管理、表达与应用。本文详细论述了GeoSOT-3D椭球体剖分网格的剖分空间框架、剖分编码与剖分尺度特性等理论体系。建立基于GeoSOT-3D的空间对象的真三维表达模型。利用该真三维模型实现了地球椭球体的地上地下可视化,点线面体等空间实体的可视化。研究表明,GeoSOT-3D椭球体剖分具有椭球剖分框架简单、体系完整、二三维一致等特点,因而在该框架下的真三维数据模型可用于下一代地理信息系统中的空间大数据的组织管理与表达。 相似文献
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Sand wedge is formed under the conditions of coldclimate, and is an important basis for reconstructingpaleoenvironment (LI et al., 1990; WANG, 1991 ). Ithas been reported constantly over the last 20 years inthe Qinghai-Xizang (Tibet) Plateau (GUO, 1979; CUl,1983; XU et al., 1984; LIANG et al.,, 1984; PAN etal., 199 ) and North China (YANG et al., 1983; DONGet al., 1985) and Northeast China (GUO et al.,1981 ). We also found fossil sand wedge groups formedin the end of the Late P… 相似文献
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从双侧造山带的几何学和力学模式出发,详细地讨论了桐柏—大别造山带的构造特征。在综合地质和地球物理资料基础上,提出一个解释桐柏—大别造山带漂浮体及花状构造的运动学模式。强调指出,具有两个不同变形楔状体的桐柏—大别造山带,是由华北及扬子克拉通间在印支—燕山期斜向碰撞造成的。 相似文献
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提出了一种用于垂直形变分析的附有标高刻度的三维立体剖面图的全新模型方法 ,介绍了用这一模型方法建立国家复测水准网三维立体剖面图模型的过程。使用表明 ,这一模型方法与目前常用的三维空间表示方法相比 ,在定量、定位分析水准点的沉降变化时具有直观、快速等优点。 相似文献
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3维文字注记对于直观表达3维场景中对象的文本信息非常重要,但现有研究大多忽略这一问题,该文主要针对城市环境3维建筑物模型的注记问题,提出一种基于视点位置和方向的动态注记方法.该方法依据3维模型离视点的远近对文字注记位置进行分层处理.在视点远近变换时,选取建筑对象的不同细节层次模型作为文字注记的计算对象.进而依据视点的方向实时计算文字注记的方向,达到动态的注记效果.这种动态的注记方法可以避免因视点变换而产生的注记与3维模型之间的遮挡关系,也可以避免场景因注记过多而产生的杂乱情形.实验表明,该方法具有较好的可视化效果. 相似文献