摘要：采用非线性本构模型和破坏准则,结合三维动力有限元法对江坪河高拱坝在静荷载和地震联合作用下的响应进行非线性分析。首先对拱坝自由振动的模态分析采用分块Lanczos迭代法,得到拱坝在不同水位下的自振频率和振型;然后根据规范规定的振型分解反应谱法分析大坝在地震作用下的动力响应以及对应工况下的坝体及坝肩的变形和应力发展状态、可能失稳模式。通过对地震前后大坝的应力、应变以及抗滑稳定安全系数的比较可以看出,对于复杂地质条件下的高拱坝,地震作用会进一步劣化其应力与变形状态,并加剧其失稳。

摘要：复杂的岩体结构使得岩体参数空间变异性表征与土体参数具有显著的差别。目前针对高度碎裂化/强风化和单结构面占优岩体的参数空间变异性表征及边坡可靠性研究较多,然而关于楔形体和反倾岩体的参数空间变异性表征及边坡可靠性研究非常有限。提出针对楔形体和反倾岩体的边坡结构面力学参数空间变异性表征及可靠性分析方法,并系统统计不同类型岩体力学参数的相关距离和波动范围的取值范围,编写参数空间变异性表征及边坡概率稳定性分析与FLAC^(3D)软件的接口程序,基于反向传播(BP)神经网络构建边坡安全系数与结构面参数随机场向量之间的映射函数关系式,进而采用非侵入式随机有限差分法调查结构面力学参数空间变异性对边坡失效概率的影响规律。结果表明:不同岩体力学参数的相关距离和波动范围的取值范围存在一定的差别,指数型自相关函数是应用最为广泛的理论自相关函数。通过方向模拟和直接蒙特卡洛模拟方法验证提出方法的有效性,表明提出方法具有较高的计算精度和效率,可为楔形体或反倾岩体结构面力学参数空间变异性表征及边坡可靠性分析提供一种有效的途径。此外,忽略结构面参数的空间变异性会高估边坡失效概率,进而导致保守的边坡加固设计方案。

摘要：易发性分区是开展区域地质灾害风险评价的基础步骤,选取合理的分级方法对有效绘制区域滑坡易发性图意义显著,但鲜有研究对比了各易发性分级方法的优缺点,尤其是未能将历史滑坡与预测出的易发性指数相联接。针对该问题,以陕西省延长县为例采用3种机器学习模型计算滑坡易发性指数,即分类和回归树、随机森林和径向基函数;设计了5种易发性分级方法,划分不同的滑坡易发性等级,包括4种常规的基于地理信息系统的分级方法(自然断点、等间隔、分位数和几何间隔),同时考虑了滑坡与易发性指数间的非线性关联性的频率比阈值法。结果表明:3种模型的受试者工作特征(ROC)曲线下面积均大于0.75,但划分的易发性分级图分布模式却存在较大差异,使用几何间隔和分位数法的易发性图能在极高易发区中识别出更多滑坡,但这两种方法划分的极高和高易发区的总面积过大;使用等间隔法和频率比阈值法在极高和高易发区中的滑坡比率更大,说明识别出的滑坡更为集中。本文提出的频率比阈值法用于滑坡易发性分级,能为易发性的准确分区提供思路,为边坡稳定性较差区域的工程选址以及土地利用规划提供科学参考,提高地质安全评估及应急管理能力。

摘要：针对传统粒子群算法存在搜索空间有限、容易陷入局部最优点的缺陷,通过引入迁徙算子和自适应变异算子,提出基于粒子迁徙和变异的粒子群优化(MVPSO)算法。基准测试函数结果表明,改进的MVPSO算法较传统的粒子群优化算法在收敛效率上有大幅度提高,在处理非线性、多峰值的复杂优化问题中能快速地搜索,得到全局最优解。应用改进的MVPSO算法搜索最佳的支持向量机(v-SVR)模型参数,建立岩体力学参数与岩体位移之间的非线性支持向量机模型,提高v-SVR的预测精度和推广泛化性。然后,利用v-SVR模型的外推预测替代耗时的FLAC正向计算,利用改进的MVPSO算法搜索岩体力学参数的最优组合,提出v-SVR和MVPSO相结合的边坡位移反分析方法(v-SVR-MVPSO算法),与传统的BP-GA算法和v-SVR-GA算法相比,该算法在反演精度和反演效率上均有较大幅度提高。最后,将本文发展的v-SVR-MVPSO算法应用到大岗山水电站右岸边坡岩体参数反演分析,并对边坡后续开挖位移和稳定性进行预测,取得较好的效果。

摘要：爆破引起的开挖面上岩体地应力快速释放是深埋洞室爆破施工主要动力扰动因素之一。针对深埋圆形隧洞全断面毫秒延迟爆破开挖过程,分析开挖面上地应力瞬态卸荷诱发围岩振动的力学机制及其影响因素,在此基础上从掏槽方式选择、孔网参数布置、起爆网路优化的角度详细探讨诱发振动的控制方法。研究表明,通过设计合理的钻爆参数可降低开挖面上的地应力、延长卸荷持续时间、减小开挖面的大小,从而达到控制地应力瞬态卸荷诱发围岩振动的目的。研究成果对深地资源开采、深地空间开发利用等相关行业的深埋洞室爆破施工具有一定的指导作用。

摘要：坚硬顶板下特大型采空场的处理是中国普遍存在的、特有的一类采矿技术难题。国内外已有的采空区处理方法中能解决冲击地压问题的,应用成本昂贵。为了经济有效地处理全面采矿法等空场法遗留的大量采空区及矿体残采,在国内外采空区处理与利用方法的基础上,提出了切槽放顶法和切顶与矿柱崩落法,并应用数值模拟、相似模拟和岩体声发射技术研究了各新方法的基本参数的设计方法和实施效果的分析、评价方法,形成了针对缓倾斜采空区处理的从理论分析、方案设计、现场实施到效果观测的一整套可供推广借鉴的理论、实施和评价体系。实践表明,提出的理论、实施和评价体系是技术可行、经济合理、简便适用的,具有重大的社会意义和重要的经济价值。

摘要：心墙坝的水力劈裂问题是非连续介质中的非连续变形问题,还牵涉到渗流与土骨架的流固耦合等.基于连续介质理论的有限元法在对水力劈裂问题的模拟分析上有一定的局限性.对于心墙土这种离散材料,采用颗粒流模拟其水力劈裂问题是一种值得深入研究的方法.运用PFC(颗粒流)程序模拟研究水力劈裂的典型物理试验,模拟结果显示,采用颗粒流研究水力劈裂问题是可行的.对均质试样、非均质试样、均质(含软弱带)试样分别进行模拟分析,对比结果表明:均质试样不会发生水力劈裂现象,非均质(含有软弱带)试样发生水力劈裂的可能性最大.对非均质(含软弱带)试样发生水力劈裂的全过程的模拟分析结果初步认为,水力劈裂破坏的力学机理是张拉破坏.

摘要：In hydraulic engineering, sometimes it is necessary to consider the stability of sliding bodies with lateral frictional boundaries. Neither the existing three dimensional limit equilibrium methods nor the commercial software products are able to treat such situations. The three dimensional factor of safety is accordingly underestimated; while the shearing strength based on the three dimensional back analysis is overestimated. In this study, the lateral boundaries are regarded as the part of the slip surface. Based on the expression of the normal pressure on the slip surface and the patch interpolation, a rigorous solution for the three dimensional limit equilibrium analysis is realized. Meanwhile, the proposed procedure is applied to the stability analysis of the slope with a cable platform on the right bank in Da Gang Shan hydraulic project under construction.