本文關(guān)鍵詞：基于斜坡單元的山區(qū)三維斜坡穩(wěn)定性評價

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【摘要】：西部山地地區(qū)地形地貌條件復(fù)雜、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),在進(jìn)行建設(shè)規(guī)劃與選址前,需要對規(guī)劃區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況進(jìn)行調(diào)查與評價,避免直接在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能性大的區(qū)域開展建設(shè)活動,以保障山區(qū)人民的生命財產(chǎn)安全。然而現(xiàn)在針對地質(zhì)災(zāi)害(以滑坡災(zāi)害為主)的區(qū)域性評價大多以定性或部分定量的方法為主,即選取多個地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的影響因子構(gòu)成評價指標(biāo)體系,在對各因子進(jìn)行量化分級等處理后運用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行綜合疊加從而得出評價結(jié)果,這些評價過程中都存在著許多定性處理,因此沒有統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn),也存在著一些問題,例如選取哪些指標(biāo)因子,如何給指標(biāo)量化和分級,以及指標(biāo)存在不確定性等。本文依托“十二五”國家科技支撐計劃課題《村鎮(zhèn)區(qū)域空間規(guī)劃與土地利用優(yōu)化技術(shù)集成示范》(2012BAJ22B06),以重慶市涪陵區(qū)義和鎮(zhèn)為研究對象,在GIS平臺下結(jié)合斜坡單元劃分技術(shù)、三維滑動面搜索技術(shù)、人工智能優(yōu)化算法、三維極限平衡法以及可靠度分析原理,對山地地區(qū)土質(zhì)斜坡以及巖質(zhì)斜坡的穩(wěn)定性進(jìn)行定量評價,以彌補定性評價中存在的不足,為西部山區(qū)發(fā)展建設(shè)提供更加科學(xué)可靠的規(guī)劃依據(jù)。本文的主要研究工作及成果如下:(1)在GIS平臺的支持下,為斜坡穩(wěn)定性評價劃分了評價單元并構(gòu)建了數(shù)據(jù)集,主要包括利用斜坡單元劃分技術(shù)將整片區(qū)域劃分為多個單獨的斜坡作為評價對象,并將每個斜坡單元中的空間地質(zhì)信息與巖土體力學(xué)信息以數(shù)據(jù)點的形式進(jìn)行集中存儲,構(gòu)建出斜坡單元數(shù)據(jù)集。(2)基于斜坡單元數(shù)據(jù)集,開展了土質(zhì)斜坡穩(wěn)定性評價方法研究。利用三維極限平衡法、三維滑動面搜索技術(shù)、以及可靠度分析原理等,建立了一套可以對區(qū)域性大規(guī)模土質(zhì)斜坡進(jìn)行批量計算穩(wěn)定性系數(shù)、自動搜索最危險滑動面、計算可靠度,并最終進(jìn)行穩(wěn)定性評價的方法。(3)基于斜坡單元數(shù)據(jù)集,針對變形破壞主要受結(jié)構(gòu)面控制的巖質(zhì)斜坡開展了穩(wěn)定性評價方法的研究。利用極限平衡法、可靠度分析原理,并引入了一種新的危險結(jié)構(gòu)面組合搜索技術(shù),建立了一套可以對區(qū)域性大規(guī)模巖質(zhì)斜坡進(jìn)行自動搜索結(jié)構(gòu)面組合巖塊、計算穩(wěn)定性系數(shù)、計算可靠度,并最終得出穩(wěn)定性評價結(jié)果的方法。(4)對所建立的三維斜坡穩(wěn)定性定量評價方法進(jìn)行了工程應(yīng)用研究,選取重慶市涪陵區(qū)義和鎮(zhèn)一片6平方公里的研究區(qū)域,利用本文提出的斜坡穩(wěn)定性定量評價方法,建立了斜坡單元數(shù)據(jù)集,并對整片區(qū)域的土質(zhì)斜坡以及巖質(zhì)斜坡開展了穩(wěn)定性分析計算,最終根據(jù)計算得到的穩(wěn)定性系數(shù)以及失效概率繪制出了該區(qū)域斜坡穩(wěn)定性評價分級圖,經(jīng)比較與研究區(qū)域?qū)嶋H情況相符。
【關(guān)鍵詞】：三維斜坡 穩(wěn)定性評價 斜坡單元數(shù)據(jù)集 山地地區(qū) 三維極限平衡法 可靠度評價
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU43
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-14
• 主要符號14-15
• 1 緒論15-25
• 1.1 研究背景與意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-22
• 1.2.1 GIS在斜坡穩(wěn)定性評價中的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.2 三維斜坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀19-20
• 1.2.3 斜坡可靠度研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線22-25
• 1.3.1 研究內(nèi)容22-23
• 1.3.2 技術(shù)路線23-25
• 2 基于GIS的斜坡單元劃分與斜坡單元數(shù)據(jù)集構(gòu)建25-37
• 2.1 斜坡單元劃分25-30
• 2.1.1 無洼地DEM生成26
• 2.1.2 流向與匯流積累量計算26-27
• 2.1.3 河網(wǎng)與集水流域生成27-28
• 2.1.4 斜坡單元生成28
• 2.1.5 圖解建模28-30
• 2.2 斜坡單元數(shù)據(jù)集構(gòu)建30-36
• 2.2.1 多層DEM空間地質(zhì)模型建立30-35
• 2.2.2 數(shù)據(jù)提取35-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 3 基于斜坡單元數(shù)據(jù)集的三維土質(zhì)斜坡穩(wěn)定性評價37-69
• 3.1 三維土質(zhì)斜坡極限平衡法基礎(chǔ)理論37-40
• 3.1.1 三維簡化Janbu法原理37-39
• 3.1.2 三維簡化Janbu法求解步驟39-40
• 3.2 基于斜坡單元數(shù)據(jù)集的三維土質(zhì)斜坡極限平衡法實現(xiàn)40-46
• 3.2.1 算法實現(xiàn)40-45
• 3.2.2 例題驗證45-46
• 3.3 基于斜坡單元數(shù)據(jù)集的三維臨界滑動面搜索方法46-59
• 3.3.1 坐標(biāo)變換46-48
• 3.3.2 橢球滑動面搜索48-52
• 3.3.3 滑動面搜索優(yōu)化方法52-53
• 3.3.4 三維臨界滑動面搜索流程53-55
• 3.3.5 計算實例55-59
• 3.4 三維土質(zhì)斜坡可靠度評價59-67
• 3.4.1 概率模型建立59-60
• 3.4.2 驗算點法60-62
• 3.4.3 響應(yīng)面法62-63
• 3.4.4 可靠度評價63-65
• 3.4.5 計算實例65-67
• 3.5 本章小結(jié)67-69
• 4 基于斜坡單元數(shù)據(jù)集的三維巖質(zhì)斜坡穩(wěn)定性評價69-95
• 4.1 三維巖質(zhì)斜坡極限平衡法基礎(chǔ)理論69-73
• 4.1.1 巖質(zhì)斜坡基本破壞模式69-70
• 4.1.2 巖質(zhì)斜坡穩(wěn)定性系數(shù)計算70-73
• 4.2 基于斜坡單元數(shù)據(jù)集的三維巖質(zhì)斜坡極限平衡法實現(xiàn)73-86
• 4.2.1 總體思路73-74
• 4.2.2 計算步驟74-78
• 4.2.3 聚類算法78-82
• 4.2.4 例題驗證82-83
• 4.2.5 計算實例83-86
• 4.3 三維巖質(zhì)斜坡可靠度評價86-93
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)面參數(shù)確定86-87
• 4.3.2 蒙特卡洛法87-88
• 4.3.3 可靠度評價88-89
• 4.3.4 計算實例89-93
• 4.4 本章小結(jié)93-95
• 5 工程應(yīng)用95-107
• 5.1 示范區(qū)概況95-96
• 5.2 數(shù)據(jù)獲取96-100
• 5.2.1 地質(zhì)環(huán)境參數(shù)96
• 5.2.2 結(jié)構(gòu)面參數(shù)96-97
• 5.2.3 巖土體參數(shù)97-98
• 5.2.4 土巖分界面98-100
• 5.3 評價結(jié)果100-106
• 5.3.1 斜坡單元劃分100
• 5.3.2 斜坡單元數(shù)據(jù)集構(gòu)建100-103
• 5.3.3 斜坡穩(wěn)定性評價結(jié)果103-106
• 5.4 本章小結(jié)106-107
• 6 結(jié)論與展望107-111
• 6.1 主要結(jié)論107-108
• 6.2 不足與展望108-111
• 致謝111-113
• 參考文獻(xiàn)113-119
• 附錄119
• A 作者在攻讀學(xué)位期間參加的項目與發(fā)表的專利119

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：797421