Volume estimation of small scale debris flows based on observations of topographic changes using airborne LiDAR DEMs     

Hosung Kim  Seung Woo Lee  Chan-Young Yune  Gihong Kim 《山地科学学报》2014,11(3):578-591

This paper describes a geographic information system(GIS)-based method for observing changes in topography caused by the initiation, transport, and deposition of debris flows using highresolution light detection and ranging(LiDAR) digital elevation models(DEMs) obtained before and after the debris flow events. The paper also describes a method for estimating the volume of debris flows using the differences between the LiDAR DEMs. The relative and absolute positioning accuracies of the LiDAR DEMs were evaluated using a real-time precise global navigation satellite system(GNSS) positioning method. In addition, longitudinal and cross-sectional profiles of the study area were constructed to determine the topographic changes caused by the debris flows. The volume of the debris flows was estimated based on the difference between the LiDAR DEMs. The accuracies of the relative and absolute positioning of the two LiDAR DEMs were determined to be ±10 cm and ±11 cm RMSE, respectively, which demonstrates the efficiency of the method for determining topographic changes at an scale equivalent to that of field investigations. Based on the topographic changes, the volume of the debris flows in the study area was estimated to be 3747 m3, which is comparable with the volume estimated based on the data from field investigations.  相似文献   

泥石流启动临界土体含水量及其预警应用   总被引：1，自引：0，他引：1  

胡凯衡  马超 《地球科学与环境学报》2014,(2)

传统的泥石流预警方法多基于前期和实时降雨量等间接指标,但实际上直接影响泥石流启动的关键物理参数是土体含水量,通过分析土体含水量的变化来判断泥石流启动更为直接可靠。首先定义了泥石流启动的临界土体含水量的概念,然后基于国内外泥石流启动的观测试验数据,采用逐步回归分析方法,建立了临界土体含水量与土体渗透系数、孔隙度和颗粒曲率系数的经验关系,进而提出一种基于临界土体含水量和实时降雨的泥石流预警方法。最后,以云南东川蒋家沟1999年7月16日发生的一场泥石流为实例进行演算和验证。结果表明:该方法在可靠性和准确性上优于传统利用临界线和暴发线判别泥石流的预测模型。  相似文献   

泥石流源区崩滑土体粒度特征及其产沙特性     

陈舜  王道杰  梅永丽  陈晓艳  张淑娟 《山地学报》2014,(1)

泥石流形成与崩滑土体的存在密切相关,大量崩滑土体堆积在泥石流源区,为泥石流形成提供了丰富的固体物质。通过对云南东川蒋家沟泥石流源区崩滑土体的粒度特征分析,探讨了源区崩滑土体粒度特征与泥石流颗粒组成的关系。结果表明,源区崩滑土体和泥石流机械组成相似,粒度分布主要为单峰分布,说明泥石流粒度组成继承了源区崩滑土体的性质。同时对源区崩滑土样进行室内小型水槽冲刷实验,研究其产沙特性,分析表明:一定流量的径流冲刷作用下,崩滑土体的产沙过程满足关系式y=a+bt-1+ct-2,土体的抗冲系数k与大于2 mm的砾石含量和小于0.005 mm的黏粒含量相关,呈现出分别随着二者含量的增加而先增大后减小的变化趋势。  相似文献   

SBPM试验不同长径比颗粒流细观模拟     

张亚飞  徐光黎  胡焕忠 《工程地质学报》2014,(1)

自钻式旁压试验(Self-boring pressure-meter)具有对原位土体扰动小,测试深度大,能够得到不同深度处土体的应力-变形曲线,在测定地基土性参数和地基承载力上具有广阔的应用前景。然而受分析手段和研究水平限制,目前对SBPM试验不同长径比(length-to-diameter ratio)测定器加载过程中周围土体的细观变形响应研究较少,而土体参数的确定与其变形机制是密切相关的,基于此,应用PFC3D(Particle Flow Code in Three Dimensions)颗粒流程序对不同长径比L/D(6、10、15、20)下自钻式旁压试验进行了数值模拟,对测定器孔应变一定时,周围土体的位移场和应力场分布变化进行了分析研究。试验结果表明:根据长径比的大小,位移场和径向应力场分布可分为两种形式:当长径比L/D=6时,位移场和应力场分布呈"弧形壁灯笼状",测定器周围土体变形在其高度上不符合平面应变轴对称条件,且L/D=6时的土体应力小于后3值(L/D=10、15、20时);当L/D=10、15、20时,则呈"直壁灯笼状",此时在测定器高度上应力分布比前者均匀,其变形基本符合平面应变轴对称条件。径向应力在测定器附近两侧形成近似成对称分布的数个应力集中区。当测定器径向应变一定时,随着L/D的增大孔壁处土体径向应力逐渐呈负指数减小并趋于稳定。  相似文献   

格构锚固体系梁下土体反力分布规律的试验研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

张 涛石胜伟  谢忠胜等 《水文地质工程地质》2014,(3):70-75

应用地质力学方法,开展格构锚固体系与滑坡体相互作用的模型试验,利用土压力计测量作用于格梁底部的土体反力,研究滑坡防治中格构锚固体系梁下土体反力的分布规律。结果表明:格构梁各排横梁及竖肋在滑坡滑动时的受力模式基本相同,具有节点处大跨中小的规律;滑坡滑动时,各排锚索格梁同时受力、同时发生变位,但自上而下所承担的滑坡推力不均等,具有最上排格梁受力最大、中排次之、下排最小的特点。最后,分析了产生测试误差的原因,并建议提高岩土体的测试技术及方法,为格构锚固体系结构优化设计研究提供一定的借鉴思路。  相似文献   

不同压实度荆门弱膨胀土的一维膨胀-压缩特性   总被引：1，自引：0，他引：1  

周葆春  张彦钧  汤致松 《岩土力学》2014,35(5):1275-1283

为探讨压实膨胀土的体变行为,以荆门弱膨胀土为研究对象,借助高压固结仪对6种制样压实度下的膨胀土试样进行了一维无荷载膨胀和含一次卸载-再加载循环的压缩试验。基于膨胀试验结果,构建了膨胀时程方程,通过参数分析,明确了方程参数的物理意义,并建议了膨胀时程曲线3阶段的划分方法。基于压缩试验结果,探讨了固结屈服应力、压缩指数Cc、回弹指数Cs、膨胀力与制样压实度、土体结构性、膨胀势、孔隙比的相关关系。试验结果及其分析表明,膨胀土体积变化是膨胀势与外部荷载、湿度变化的耦合作用结果,且具有强烈的水-力路径依赖性。  相似文献   

德惠低压敏感性储层低伤害压裂技术研究与应用     

贾振甲  丁杨海  郝春成  马青庄  林其勇  龙增伟 《地质科技情报》2014,(5)

德惠断陷储层致密、压力系数低、水敏性强,自然产能极低甚至无。常规压裂技术难以有效改造储层,因此探索了体积压裂技术,优选了复合压裂液体系、CO2前置伴注技术,降低了储层伤害,增强了地层能量,提高返排速度。应用大排量-变排量施工技术、变粒径陶粒组合支撑技术,建立复杂裂缝网络系统,增强导流能力,增产效果明显,成本大幅度降低,为本区储层改造指明了方向。  相似文献   

双时间步法在二维浅水方程求解中的应用          下载免费PDF全文

喻海军  黄国如  武传号 《水科学进展》2014,25(4):542-549

针对传统算法效率低的问题,将隐式双时间步法应用于求解二维浅水方程,建立了非结构网格下高效的有限体积模型。在应用双时间步法时,虚拟时间层中的定常问题采用高效的隐式LU-SGS（Lower-Upper Symmetric Gauss-Seidel）方法进行迭代求解。通过模拟计算4个典型算例以及与传统显式算法进行比较,对模型精度、效率及处理实际问题能力进行检验,分析了时间步长、内迭代次数对模型性能的影响。结果表明,双时间步法放宽了稳定性对时间步长的限制,时间步长可取到显式格式10倍以上,计算耗时减少了50%以上,模型具有良好精度与适应性,具有较好的推广应用价值。  相似文献   

渐进坍塌型崩岸的力学机制及模拟          下载免费PDF全文

张幸农  陈长英  假冬冬  应强  张思和 《水科学进展》2014,25(2):246-252

针对渐进坍塌型崩岸,从土力学和河流动力学两方面理论出发,建立了岸坡稳定的力学模式,结合室内概化模拟试验和数值计算,分析了岸坡稳定或破坏的力学机制,揭示了缓坡出现崩岸的原因。结果表明,岸坡坡脚未受水流冲失时,若坡内渗流出逸坡降小于渗透破坏的临界坡降,岸坡处于稳定状态,当坡脚被水流冲失后,渗流渗径缩短,水土结合处坡面出逸坡降增大,大于临界坡降时则出现渗透破坏,引起局部小幅度土体崩塌,其后部土体失去支撑而陆续产生失稳破坏,随着时间的延长,土体崩塌现象逐步向后发展,最终导致岸坡整体崩塌破坏。  相似文献   

超浅层顶管施工诱发地表沉降规律分析     

张海生 《岩土钻凿工程》2014,(2):61-66

随着社会化进程的推进,顶管法在各类城市地下管线的施工中得到广泛应用。超浅层顶管施工。绝大多数是在已建道路下进行的,施工时,易发生地表沉降,且沉降量很大,易破坏路面。为此,超浅层顶管施工对周围环境的影响已引起人们足够的重视,其施工及控制技术是目前迫切需要掌握的。利用有限差分软件FLAC3D对顶管施工过程中地表沉降进行模拟,旨在了解超浅层顶管施工引起的力学效应。对超浅层顶管施工引起的地表沉降作出预测,为采取措施减小地表沉降提供依据。  相似文献