基于可拓方法的泥石流危险性评价

运用可拓学的物元理论、可拓集合论和关联函数,构建泥石流危险性评价的经典物元和节域物元,建立泥石流危险性评价的物元模型。应用建立的物元模型,选取泥石流规模、泥石流发生频率、流域面积、主沟长度、流域最大相对高差、流域切割密度、主沟床弯曲系数、泥砂补给段长度比、24 h最大降雨量、人口密度等10个因子作为泥石流危险性评价因子,对8条典型泥石流沟的危险性进行评价,获得客观合理的评价结果。与其它评价方法的对比结果表明:该方法能较真实地反映实际泥石流沟的危险性等级,证明可拓学理论应用于泥石流危险性评价的有效性和可行性。     

临潼大水沟泥石流特征分析及危险性评价

研究目的:大水沟位于西安临潼区,大水沟泥石流是典型暴雨型泥石流。以其实测资料为基础,分析其流域特征、成因特征,选用合理的经验公式确定其主要特征值。在此基础上,建立一简捷、实用的泥石流危险性评价模型,模型应用权的最小平方法来确定评价因子权重,确保了权值的准确性。泥石流危险性模型的建立可为泥石流预测预报以及防治工程提供依据。研究结论:研究结果表明选用流域最大相对高差、泥石流可能发生规模、泥石流发生频率、流域面积、主沟长度、主沟平均比降、影响区人口密度、24 h最大降雨量、泥砂补给段长度比等9个因子作为泥石流危险性评价因子是合理、可行的。利用模型对大水沟泥石流的危险性进行评价,结果为高危险。评价结果与大水沟泥石流的危害现状及活动趋势非常吻合。证明该模型用于泥石流危险性评价是有效和可行的,具有一定的理论和现实意义。     

丰沙铁路某泥石流成因分析及防治措施

丰沙铁路位于太行山脉北端,受地质构造影响,泥石流灾害广泛存在。根据对工点的现场勘查、区域地质资料分析,从地形地貌、地层岩性、地质构造等方面对泥石流形成机制进行阐述。该泥石流属于构造及暴雨引起崩塌型泥石流,泥石流爆发对既有铁路危害非常大。通过对泥石流沟的形成原因及物源量分析,泥石流沟松散物源总量为6.3×104m3,动储量约2.05×104m3。泥石流沟量化评分显示冲沟泥石流易发程度为极易发。结合泥石流沟及既有结构物情况,采用谷坊坝、主动网、挡墙、拦渣坝、防撞梁等综合治理方法,以达到整治泥石流的目的。     

成昆铁路沙湾至泸沽段泥石流沟的遥感判释特征及等级划分

本文结合成昆铁路采用遥感技术对沙湾至泸沽段泥石流沟的判释调查，进行了定性、定量的泥石流沟严重程度的等级划分，并原则地提出了泥石流沟的治理措施。     

中国山区铁路泥石流灾害及其防治对策

本文论述了泥石流是山区铁路建设的一大灾害，以实例说明铁路遭受其危害的严重性。并按其在我国铁路各干支线上的分布情况，作了初步统计。还论述了泥石流形成的自然环境和人类活动的影响，分析了山区铁路泥石流发育地区的形成条件、特征和规律，泥石流的影响因素和形成过程的相互关系。论述了泥石流的类型与铁路勘测和其防治工程设计的关系。按山区铁路建设特点，提出了其分类标准的建议。最后，根据泥石流的不同类型、特征和规模，对如何防治其危害，提出了治理方针和整治措施，并总结了经验。     

泥石流遥感研究的新方法

在我国 20年来泥石流遥感调查所取得成绩以及存在问题的基础上,尝试用新方法对泥石流进行研究,即采用不同时相的遥感资料对泥石流沟的发展作出评估;用GPS技术对泥石流沟进行准确定位,建立具有准确空间位置的数据库;通过数字化航片的方法建立小流域数字高程模型,并利用GIS技术,获取精确的泥石流因子数据,为泥石流的定量研究及其活动趋势分析服务。实践证明该方法是一种优于传统研究手段的泥石流遥感研究新方法。     

京原线K157泥石流成因分析及防治措施

京原铁路蜿蜒于太行山区,受地质构造影响地质灾害广泛存在,K157泥石流属于严重-极严重暴雨型泥石流。根据泥石流沟的现场勘察,从地形地貌、地层岩性、地质构造、人类活动等对泥石流形成机制进行分析,指出该泥石流成因是暴雨引起崩塌型泥石流。通过对主支沟汇水、崩塌形成原因进行分析,得出松散物源总量为5.6×104m3,可能参与泥石流活动的动储量约1.9×104m3。根据对泥石流沟量化评分,冲沟易发程度为极易发,急需进行处治,结合工程实际,根据泥石流沟形成的原因,提出分流、隔离网、主动网、挡墙、拦渣坝、涵渠扩孔等综合处理方法。     

资料缺乏地区诱发泥石流临界降雨量预测

常用的泥石流临界降雨量预测方法是基于统计资料的实证法和频率计算法,但在大多数山区,可能没有泥石流统计资料,诱发泥石流的临界降雨量预测存在困难。基于泥石流的起动机理,对松散堆积体进行受力分析,采用摩尔-库伦强度准则计算松散堆积体破坏起动时的临界水深,并通过泥石流流域内的产汇流分析计算得到泥石流发生的临界降雨量,该方法在乌东德近坝区的5条泥石流沟进行了应用和验证,结果表明该方法具有合理性和可行性。     

山区铁路沿线暴雨泥石流预报的研究

泥石流发生是灾害性降雨过程和流域内不稳定的松散物产状与制约水、沙输移的河沟条件所决定的，解决泥石流预报中的时、空因素，可以通过每小时接收卫星云图的信息分析决定。对某一流域内能否发生石流的预报，则由降雨条件函数和地面环境动态函数组合的量级决定。本研究对铁路３个预报试验区、黄河水利委员会３个水土保持科学试验站的大量观测试验资料进行了统计分析，完善了“山区铁路暴雨泥石流中短期预报的研究”中提出的泥石流组     

夏里泥石流群的发育特征及对川藏铁路选线的影响

针对川藏铁路昌都—伯舒拉岭段泥石流普遍发育且影响铁路选线的情况,采用现场调查、遥感解译等手段查明了线路附近泥石流的范围、物源条件、激发因素,并分类统计了线路附近泥石流的发育情况。以夏里泥石流群为例,通过分析泥石流群发育特征及地质背景,计算了泥石流的流速、堆积厚度等特征参数,评价了泥石流群的易发性及危险性,分析了泥石流群对线路方案的影响并给出了防治对策。通过方案比选,D3K方案桥面不存在被泥石流淤埋的风险,采取工程措施后泥石流对桥墩的冲击和桥基的掏蚀影响可控,该方案最优。夏里桥涵在泥石流堆积区通过时,桥涵的净空高度须大于泥石流的泥深、爬高、堆积厚度之和并考虑一定的安全高度。     

川藏铁路主要地质灾害特征及地质选线探析

拟建川藏铁路横穿三山,跨越五水;沿线地形起伏大、构造活动强烈、地层岩性及气候复杂多变;大型崩滑体、高位危岩落石、泥石流、碎屑坡、水毁、雪崩、冰害及生长期高陡岩质边坡等山地灾害发育,其具有规模大、破坏力强、灾害发生频繁且难于治理等特点。在调查拟建川藏铁路沿线主要地质灾害及分析其特征的基础上,从地质角度研究其选线原则。研究认为:拟建川藏铁路高山峡谷地貌段选线首先应遵循线位服从桥位、桥位服从地质及线位服从车站、车站服从地质的两大总体选线原则;对于高山峡谷地貌段,铁路选线宜应先确定桥位,再以越岭的长隧方案或以傍山的长隧短打方案展线为宜,尽可能地绕避大型不良地质体;对于藏东南宽广的高山峡谷地貌段,铁路选线宜外移绕避大型滑坡、岩屑坡或展线于对岸避开泥石流,主要以路基或桥的方式、局部可辅以隧道绕避大型不良地质体通过为佳;而针对迫龙藏布峡谷段,铁路选线宜以傍山的长隧短打的方案通过为佳,尽可能减少线位露头以绕避地质灾害体。     

复杂艰险山区高速铁路桥梁设计技术

本文针对复杂艰险山区高速铁路桥梁设计中的主要技术问题,结合相关科学研究和实践经验,提出了高速铁路高墩大跨桥梁跨径范围和选型原则,提出了高烈度地震区桥梁设计和减隔震技术,提出了峡谷风环境下高速铁路行车安全保障技术。同时,对复杂艰险山区高速铁路桥梁设计中常见的高陡边坡防护、危岩落石防护以及泥石流综合治理等关键技术进行了总结,提出了相应的设计原则和解决方法,为复杂艰险山区高速铁路桥梁设计提供了重要的技术支撑。     

浅埋富水卵石土岩层隧道地表止水注浆施工技术

浅埋富水卵石土岩层隧道在富水地段易发生较大规模的突涌泥石流。以紫云铁路跑马岗隧道DK14+300掌子面突涌泥石流地段所采取的掌子面流坍体封闭、地表止水注浆施工技术为例,阐述施工过程的技术参数确定、设备配置、工艺以及注意事项等关键内容,为同类工程建设提供借鉴。     

川藏铁路昌都至林芝段主要工程地质问题分析

川藏铁路昌都至林芝段穿越藏东横断山区和藏东南高山峡谷,走行于印度板块与欧亚板块挤压形成的南迦巴瓦东构造结附近,地形环境极其艰险、地质构造极其活跃、不良地质极其发育。分析拟建铁路沿线的工程地质环境特征,提出了影响铁路建设的主要工程地质问题。研究表明:拟建铁路具有"九极"工程地质环境特征,极为复杂的宏观地质环境孕育了岩爆和软岩大变形、高地温、深大活动断裂带、高位滑坡崩塌、泥石流、溜砂坡(岩屑坡)、雪崩、冰害、生长期高陡卸荷岸坡、放射性、有害气体等工程地质问题,针对不同的工程地质问题,因地制宜地提出防治措施。针对上述工程地质问题,在拟建铁路的勘察设计过程中,本着以科学研究为先导原则,探索复杂艰险山区勘察方法手段的革新,利用新技术、新方法、新设备,研究重大地质灾害和问题的评估技术。     

基于多商品流和虚拟弧的铁路车流分配点-弧、弧-路模型研究

重点研究铁路车流分配过程中的不可行流问题。采用设置虚拟弧的方式定位和计算不可行流,引入多商品流的概念,分别构建了基于多商品流和虚拟弧的车流分配点-弧、弧-路模型。二者均以广义运输费用最少为目标,利用弧段阻尼系数调节不同车流的运输成本,同时考虑了弧段的能力约束和不可行流的惩罚费用。此外,弧-路模型还将合理绕行率纳入约束体系。两类模型在决策变量和虚拟弧的设定原理上有所不同。通过分析对比得知,点-弧模型适用于精确测算不可行流总量,弧-路模型适用于直观确定不可行OD。最后,设计空车调配算例并利用LINGO软件实现了两类模型的求解,验证了模型的合理性和有效性,归纳得出相关结论。     

成兰铁路主要地质灾害与地质选线

研究目的:成兰铁路位于印度板块与欧亚板块相互碰撞缝合带附近,"5.12"汶川8.0级强震导致地质灾害频发,地形地质条件呈现出典型的"四极三高"特征。通过认真分析区域地质灾害发育分布特征,结合高烈度地震山区铁路综合选线技术研究,开展地质选线研究,对拟建的地形地质条件相似的川藏、滇藏等铁路建设具有一定的借鉴意义。研究结论:成兰铁路地形地质条件极为复杂,活动断裂、高烈度地震、滑坡、崩塌、错落、岩堆、危岩落石、泥石流、采空区等构成控制线路方案的主要地质问题。地质选线定线原则为:线路应短距离、大角度以简单工程类型通过活动断裂,与活动断裂带傍行地段,应选择位于断层下盘(被动盘)并尽量远离断层;尽量绕避性质复杂、不易处理、集中分布的不良地质地段;应绕避大型采空区。选取了地质条件具有优势的西线方案、经雎水场方案、岷江左岸长隧方案。     

风险量化模型在铁路安全风险预警中的应用

结合铁路安全风险特点和安全信息特征,提出两种风险量化评价模型,即基于改进风险矩阵的风险量化预警模型和基于铁路风险事件“损失值”的风险量化预警模型。两种模型运用于铁路安全风险预警信息系统,在实现铁路安全风险动态评价和风险预警功能方面,取得了良好的应用效果,为提高铁路安全风险预控能力提供了有效的技术手段。     

中尼跨境铁路工程地质环境特征及主要工程地质问题研究

中尼跨境铁路是首条穿越喜马拉雅山脉的铁路,位于印度板块与欧亚板块直接碰撞、拼合的作用带内,其地形、地质条件和自然环境极其复杂,是世界铁路建设史上难度及风险极大的铁路工程。通过分析总结工程地质环境特征,提出影响铁路建设的主要工程地质问题。研究表明:中尼跨境铁路工程地质环境特征呈典型的"六极四高"特征,存在极高地应力下的软岩大变形、硬岩岩爆问题,深大活动断裂的工程地质效应问题,高烈度地震问题,高地温热害问题,边坡稳定性问题,泥石流水毁问题及其他工程地质问题。建议采用"科学研究作先导,先进勘察技术为手段,常规调查与勘探是基础"的勘察设计理念,针对性开展中尼跨境铁路主要工程地质问题分布规律、对铁路工程影响、综合选线技术、工程措施等关键技术研究。     

北京铁路局辖内既有铁路水害及其防治对策

北京铁路局辖内既有铁路建设跨度百余年,地形复杂,设防标准差异大,防洪能力整体偏低,汛期极端降雨易诱发崩塌落石泥石流、路基下沉塌陷、水漫线路等灾害。中国雨带旋回周期变化,21世纪以来雨带北抬,北京铁路局辖内降雨明显增多,保定西、唐山形成降雨中心,极端天气频发,水害频次增多。通过对北京铁路局辖内汛期降水特征、不良地质类型分布特征及水害类型进行分析,总结其时空规律,提出切实可行的防范策略,为科学防洪提供理论支撑,为铁路安全运营提供保障。