摘要：在全球变暖的背景下,藏东南地区的降水变化不仅会影响区域水资源分布,同时还对区域的水循环、冻土演变等产生重要影响,因此深入研究该地区的降水时空格局及演化规律,对区域生态环境保护具有重要意义。对藏东南地区76个气象站点2000—2021年的降水数据,采用反距离权重插值(IDW)、旋转经验正交函数(REOF)、Sen’s斜率估计、Manne-Kendall趋势检验和Morlet小波分析等方法分析了该地区降水的时空分布及演化特征。结果表明:藏东南地区降水空间和时间上总体表现为“东高西低”“雨热同期”。基于旋转经验正交函数将研究区划分为10个子区域。不同子区域间降水分区特征明显,其中东部的Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅳ区、Ⅵ区和Ⅹ区降水呈现增加趋势,其余子区域降水均呈现不同程度降低趋势;各分区的年平均降水量在近20年内均有突变产生,且不同分区间的平均降水量波动周期有所差异。以上成果可为藏东南地区生态环境保护措施的制定提供支持。

摘要：拦挡坝有效库容和泥石流冲击力是泥石流实体拦挡坝设计的重要指标,现有实体拦挡坝在泥石流反复冲击作用下淤积甚至填满,会对坝体调控能力产生重要影响.为此,基于理论分析和物理模型试验,开展坝后淤积条件下泥石流冲击实体拦挡坝动力响应研究,推导坝后淤积条件下泥石流速度衰减率、坝体拦挡率的无量纲计算公式,并建立考虑空间分布特性的坝后淤积条件下泥石流冲击力计算模型.结果表明:泥石流速度衰减率和坝体拦挡率与淤积体高度/淤积长度比值和泥石流相对容重呈正相关;泥石流冲击力静动荷载组合计算模型能较好反映坝后淤积条件下泥石流冲击力的组成和分布特征.上述研究可为泥石流实体拦挡坝工程设计提供理论及技术支持.

摘要：以低粘高强钢棒作为主筋的混凝土柱,能在直至大变形阶段均具有稳定增长的承载力和较小的残余变形,有良好的自复位性能,但耗能能力较延性柱弱。该研究在高强钢棒混凝土方柱的柱脚配置角钢,在保证高强钢棒混凝土柱良好自复位性能的基础上提高其水平承载力和耗能能力。设计并制作了4根柱脚配置角钢和1根无角钢的高强钢棒混凝土方柱,进行低周往复加载试验,研究柱脚有无角钢、角钢厚度和轴压比、剪跨比对柱水平承载力、残余变形和耗能能力的影响。试验结果表明:所有高强钢棒柱加载直至位移角4%仍保持持续增长的承载力,加载位移角为2%和4%时的残余位移角分别在0.5%和1%以内,构件可修复概率分别能达100%和50%;与无角钢柱相比,相同轴压比的柱脚配置角钢的混凝土柱受弯承载力提升率达47%,单循环耗能提升最大达94%,累积耗能提升达24%;随着剪跨比的增加,试验柱的承载力下降;随角钢厚度的增大,承载力提升率增大,而耗能提升率减小。

摘要：针对现有导热固井水泥存在的性能不足问题,本文研制了一种新型地热钻采碳纳米管复合水泥基材料(CNTs-CC)。首先,选用石墨、氮化硅作为主要导热填料,硅微粉作为热稳定材料,碳纳米管作为协同增强填料,初步研制出纳米复合水泥材料基础液;其次,基于响应曲面法Box-Behnken试验设计,开展17组配比优化试验,构建了以2 d抗压强度和导热系数为响应指标的二次多项式预测模型,结合方差分析和响应曲面考察了各因素对响应指标的影响,并得到胶凝材料最优配比;最后,对复合水泥基材料的工程性能进行评估,并结合XRD与SEM研究了材料的水化机理。结果表明:复合水泥基材料的导热性能与抗压强度受多因素交互作用影响,其中早强剂与减水剂交互影响显著;CNTs-CC水泥石28 d抗压强度达8.15 MPa,导热系数为2.236 W/(m·K);导热填料不参与水化过程,碳纳米管粉可发挥“填充”及“桥连”效应,外加剂调控水化进程。

摘要：利用二维砂箱模拟实验,以苯、氯苯、苯胺和苯酚4种溶解性和挥发性不同的有机污染物为研究对象,分析循环井运行过程中溶解相、吸附相、挥发相的浓度变化,探究循环井水力激发下多相污染物的迁移转化规律。结果表明,循环井的水力激发直接作用于溶解相且污染物浓度呈指数衰减的规律,运行96 h后溶解相苯、氯苯、苯胺和苯酚的去除率为93.8%、89.9%、99.8%和95.0%。而吸附相和挥发相的污染物在浓度梯度的作用下迁移转化进入溶解相,再通过循环井的水力激发作用被去除。其中吸附相的迁移转化与污染物的溶解性有关,修复后苯、氯苯、苯胺、苯酚吸附相占比相对初始含量分别降低了56.1%、71.2%、21.1%、76.4%。而挥发相的迁移转化与污染物的挥发性有关,修复后氯苯和苯去除率为16.1%和15.7%。对比可知循环井的水力激发作用对溶解相的污染物具有最好的去除效果,其次是吸附相,挥发相最差。本研究成果可为循环井的场地修复设计提供参考。

摘要：面对隧道支护参数设计与实际地质条件匹配度较低的“通病”,智能支护理念呼声日趋增高,但实际研究与实施较少,建立智能支护决策方法对解决此问题具有重要意义。综合考量支护参数多样性与智能算法的适应性,通过改进随机森林算法与粒子群优化算法,提出一种适配多标签多输出数据类型的IPSO-MOC-RF智能决策算法。以勘察设计阶段、施工阶段及岩爆灾害为研究场景,建立支护参数分类指标体系;结合工程成功案例分别收集285,480和543份数据样本用于训练模型,MR值分别为0.886,0.917和0.897,汉明损失值为0.046~0.091;训练效果相比传统算法有明显提升,验证了该模型能有效提取地质指标与支护参数之间的复杂非线性映射特性。此外,通过Cesium平台集成BIM模型和智能决策模型建立隧道智能支护云平台,并应用于峨汉高速大峡谷隧道;采用统计对比分析、理论分析与现场连续监测的方法验证智能决策结果的有效性。结果表明:勘察设计阶段的7个样本中仅有1个结果失效;施工阶段的47个断面中仅有3个结果失效,选用的3个试验段全部成功,拱顶最大位移变形量为36.4 mm,边墙为25.8 mm;岩爆灾害的3个试验段均成功应用。模型应用效果显著,验证了该方法工程实际应用的可行性,可为隧道智能化建造的研究提供一种新思路。

摘要：横缝作为高拱坝强度的薄弱部位,在地震作用下的工作性态至关重要。泸定M_(S)6.8级(面波震级)地震中,大岗山拱坝坝顶顺河向峰值加速度PGA达到586.63 cm/s^(2),坝址烈度达Ⅷ度,是唯一经历近场强震考验及设置阻尼器抗震措施的200m级高拱坝。依据震后大坝横缝及阻尼器宏观现象和监测原观数据,对横缝及阻尼器工作性态进行了分析,结果表明地震过程中大坝横缝存在开合过程,震后部分横缝存在残余张开,开度增量在-0.05~0.43mm之间,总体表现为下游侧略大于上游侧,左岸大于右岸,初步分析主要由于横缝高频开合导致灌浆材料部分剥离测缝计无法复位,拱坝仍处于弹性工作状态;拱坝坝顶3组阻尼器在地震前后两端位移增量在0.32~1.06 mm之间,表现为拉伸,其中靠近拱冠梁的16#横缝位移增量最大。结合测缝计监测成果初步分析,阻尼器在强震作用下对降低局部区域横缝开度有一定作用,在主震后的历次余震中阻尼器未见明显动作痕迹。相关成果可为震后大坝安全评估、高拱坝抗震设计及研究提供参考。

摘要：准确、快速获取隧道围岩级别对工程设计、施工及运营意义重大。结合多个四川高速公路隧道项目,共采集7000余张隧道掌子面图像,并利用数据增广方法将数据集扩充至20000余张。按节理裂隙特征、风化卸荷情况、地下水发育情况3种像特征对数据集进行分类标注,并按8:2的比例划分为训练集与验证集。结合深度学习方法,实现掌子面围岩分级特征参数提取识别。搭建了VGG系列、ResNet系列、DenseNet系列、GoogleNet、InceptionV3等卷积神经网络分类模型,并引入准确率、查准率、召回率及F1值等多种评价指标对比分析多种卷积神经网络分类模型的围岩特征(掌子面图像的节理裂隙特征、风化卸荷特征以及地下水发育特征)识别效果。研究结果显示基于DenseNet模型分类识别效果最好,分类准确率分别为:围岩节理裂隙特征87.5%,风化程度特征90%,地下水发育程度特征91.5%,且各特征的F1值均在0.789以上,最高为0.944,平均值为0.852。此外,对DenseNet系列分类模型进行可靠性验证,基于CAM以及Grad-CAM对模型进行分类决策可视化研究分析,分类决策热力图结果显示分类结果与标签特征的强度、位置及范围强相关,为掌子面围岩智能分级提供一定的可解释性,同时也证明了分类模型的预测效果理想。研究成果为利用深度学习进行围岩特征提取提供了新思路。

摘要：岩崩坡面撞击破碎是运动轨迹难以预测的重要原因,其中坡体几何特征是影响破碎块体运动变化特征的关键因素。为了研究岩崩撞击破碎过程及坡体几何特征对岩崩块体运动特征的影响,利用离散单元法(PFC^(2D))模拟技术,通过统计典型岩崩灾害点岩体结构与坡体几何特征,建立了岩崩自由落体-撞击破碎-运动堆积模型,剖析了在不同坠落高度、撞击角度条件下岩崩坡面撞击碎裂过程,获得了块体运动速度、裂纹数量和冲击力变化曲线,同时采用双参数Weibull分布对碎裂块体破碎程度进行了描述。实验结果表明:破裂过程分为接触-解体、挤压-碎裂及独立运动3个阶段;岩体碎裂由撞击点开始,沿结构面先出现解体,再产生新断裂面的岩石破碎;块体速度、裂纹数量和冲击力的骤变均发生在接触-解体与挤压-碎裂阶段,块体速度骤降,呈现出“阶梯效应”,冲击力骤升,表现为“双峰现象”,同时随着坠落高度增加或撞击角度减小,“阶梯效应”与“双峰现象”更为明显;同一撞击角度条件下,坠落高度的增加使得撞击动能增加,进而增大了破碎程度,导致粒径分布范围与特征粒径尺寸的减小;同一坠落高度下,撞击角度的增加,意味着接触面积的减小,进而降低了破碎程度,导致粒径分布范围与特征粒径尺寸的增大。研究成果对揭示岩崩坡面撞击碎裂机理及预测块体运动轨迹提供了技术支撑。

摘要：工程岩体质量分级评价对工程的安全、设计、经济效益等有重要影响。针对当前岩级划分方法中存在不确定性,人为因素干扰和忽视了传统定性分级中对岩体质量评价的重要性等问题,本文通过在工程实际中搜集样本建立数据库,从工程的实际需求出发,选择岩体完整性系数(K v)、结构面间距(D)、岩石质量指标(RQD)等合适的评价指标,通过引入LDA(Linear Discriminant Analysis)降维方法和K近邻分析(K-Nearest-Neighbor,KNN)相结合的多分类模型,实现了岩体的非线性分级预测。通过定性定量相结合实现了岩体多因素,多指标的综合分级,并解决了多指标判断时信息冗余,复杂程度高的问题。与其他判别方案相比较,模型得出的结果准确率高,符合工程实际,减少了人为因素的影响,体现出较强的预测判别能力。该研究为水电站大坝坝肩处的平硐岩体质量划分提出了一种可行的预测方案。