崩塌滑坡堵江堰塞湖灾害链铁路减灾选线策略

青藏高原南缘是崩塌滑坡堵江形成堰塞湖灾害链的高风险区,而我国铁路缺乏应对堰塞湖灾害的经验。铁路灾后改建工程线路优化设计将产生直接减灾效益,而新建铁路在选线阶段就采取一些主动减灾策略,也是风险调控的重要手段。为此,以中巴经济走廊中拟建哈维连至喀什铁路Attabad堰塞湖段为研究对象,根据堰塞湖灾害特点,通过将改建工程分段设计,并对不同改建线路方案进行技术经济指标比较,完成该段改建线路设计。基于上述工作,提出以有利地形控制溢流口开挖深度、宜尽量利用既有工程、在离开湖区后集中展线尽快与既有线联接、有条件时可提高限制坡度等灾后绕湖铁路选线设计要点与高位选线、酌情预留提高限坡措施的条件、尽量不跨河等新建铁路减灾选线设计策略,希望为铁路应对崩塌滑坡堵江堰塞湖灾害链提供参考。     

基于CAN总线的接触网参数检测系统

传统的接触网参数检测系统采用多并口通信,很难满足列车在高速情况下对采集信号通信速度的要求。为此开发了一种基于CAN总线的接触网参数检测系统,介绍了系统的结构与实现方法,并对系统中CAN总线通信模块进行了较为详细的论述,给出了实现电路。     

山地系统灾变行为自组织临界性研究

为了研究山地系统宏观动力学的整体规律,基于戴维斯地貌发育理论,提出处于地貌发育阶段幼年晚期的河谷及壮年期的山地具有自组织临界性(self organized criticality, SOC)的内禀属性,并建立了基于斯特拉勒积分的大流域地貌发育阶段判别方法.以地震触发崩塌滑坡为切入点,通过震区实震资料分析、元胞自动机模拟、振动台沙堆模型实验,提出不同烈度区地震触发崩塌滑坡分布的演化规律:在Ⅶ度、Ⅷ度、Ⅸ度区,崩塌滑坡规模与出现频率之间存在良好的负幂律关系,在Ⅹ度区,幂律关系弱化,在Ⅺ度区,这一关系转为对数正态分布. 通过3个案例介绍了SOC理论在岩土体地震扰动深度评估、泥石流防治工程设计径流量极值计算、基于地震活动性参数b值在地应力评估中的应用.      

基于元胞自动机的地震触发崩塌滑坡分布规律

为了从物理角度对地震触发崩塌滑坡分布规律的机理进行诠释,通过汶川震区典型路段考察和遥感资料解译发现:位于IX度地震烈度区,崩塌滑坡方量与出现频率之间存在良好的负幂律关系;在X度区,崩塌滑坡面积与出现频率的关系仍可用负幂律描述;在XI度区,这一关系转为对数正态分布.元胞自动机模拟表明:以扰动值递增模拟地震强度的增大,沙堆模型的动力特性也经历了幂律—幂律弱化—对数正态分布的演变过程,从而在自组织临界性的概念框架下,证明了上述不同烈度区地震触发崩塌滑坡分布概型的演变规律具有普适性,为汶川地震崩塌滑坡编目以及高烈度地震山区灾势预估等提供了科学依据.      

地震共振涌浪作用下冰碛堰塞坝的漫顶溃决

为了研究冰碛坝在地震共振涌浪作用下的漫顶溃决机制,设计了振动台造波模型实验. 首先,通过对比实验获取了地震共振涌浪运动规律和最大波高的影响因素,并通过量纲分析建立了共振条件下涌浪最大波高计算公式;其次,依据非均匀沙起动临界水头高度与溃坝输沙临界水量条件,建立涌浪作用下堰塞坝漫顶溃决临界条件与溃决风险评估程式;最后,以帕隆藏布流域川藏铁路交通廊道沿线34个小型冰碛堰塞湖为例说明评估程式的作业流程. 研究结果表明:地震触发小型水体共振时涌浪运动幅度远超同等条件下的非共振涌浪幅度,且地震作用停止后涌浪波幅缓慢衰减,在共振涌浪时程曲线中存在稳态幅值持续运动阶段;当考虑地震共振效应后,帕隆藏布流域危险冰碛湖数量由3增至11,并在地震动水平地震加速度（PGA）较小区域均有分布;研究可为川藏铁路等沿线堰塞湖地震溃坝风险评估提供科学依据.      

冰碛湖溃决危险区铁路沿河线方案评价方法

为建立青藏高原南缘冰碛湖溃决危险区铁路方案风险评价方法,首先,对青藏高原南缘74例冰碛湖溃决灾害实例溃决机制进行统计分析;在此基础上,针对冰碛湖溃决影响因素众多、关系复杂且具有高度不确定性的特点,利用多态贝叶斯网络建立了冰碛湖溃决概率预测模型;然后,以冰碛湖溃决危险区沿河线路工程为承灾体,综合冰碛湖溃决危险性评估与沿河线河谷地貌特征提出了各类风险区线路长度计算程式,建立了针对冰碛湖溃决危险性的铁路选线方案评价方法;最后,以中尼铁路跨喜马拉雅段的樟木、吉隆局部走向方案为例,说明评价方法的作业程式. 研究结果表明:樟木方案在冰碛湖分布区的线路长度小于吉隆方案,从选线角度属于线路短直方案,但樟木方案各风险区段线路总长超出吉隆方案约45%;从冰碛湖溃决风险角度,吉隆方案优于樟木方案.      

地震与滑坡碎屑流引发堰塞湖涌浪动水压力研究

为了研究堰塞湖水体在地震以及同震滑坡碎屑流共同作用下产生的涌浪动水压力,设计了振动台造波模型试验,开展了地震作用下堰塞湖涌浪动水压力试验,获取单独地震作用下动水压力数据并同已有地震动水压力计算公式进行比较;开展了滑坡碎屑流作用下的堰塞湖涌浪动水压力试验,获取单独滑坡碎屑流作用下动水压力数据,进而建立了计算滑坡碎屑流作用下的堰塞湖涌浪动水压力的统计公式;开展了地震和滑坡碎屑流综合作用下的堰塞湖涌浪动水压力试验,最终建立了复合动水压力的计算公式. 研究结果表明:地震涌浪动水压力与水深和地震峰值加速度的关系可用Westergaard公式描述;滑坡碎屑流涌浪动水压力与初始水深负相关,与碎屑流入水速度和碎屑流体积正相关;复合动水压力小于单独地震动水压力和单独滑坡碎屑流动水压力二者之和,约为二者和的51%～95%.      

汶川、芦山、尼泊尔地震触发崩塌滑坡分布规律

为探究地震触发崩塌滑坡的分布规律,基于汶川地震22 302个、芦山地震1 608个以及尼泊尔地震919个触发的崩塌滑坡数据,利用GIS技术对其分布与断层距、岩性、坡位和坡形之间的关系进行了统计分析.结果表明:3次地震触发的崩塌滑坡均具有硬岩区比软岩区、复杂坡形(凸、凹形坡)比简单平面坡更严重的规律和上下盘效应;在一般情况下,地震触发的崩塌滑坡分布具有断裂带效应,但在烈度异常情况下不存在断裂带效应;仅当烈度不小于Ⅸ度时,崩塌滑坡才凸显出在高坡位更严重的特点.