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期刊信息/Journal information
地质科技通报
中国地质大学
地质科技通报

中国地质大学

姚书振

双月刊

2096-8523

kjqb@cug.edu.cn

027-67885048

430074

湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号中国地质大学东区

地质科技通报/Journal Bulletin of Geological Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《地质科技通报》是我国著名的地学刊物之一，持续多年为中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊、北大中文核心期刊，中国科技核心期刊，为世界学术影响力指数WAJCI-Q2科技期刊（2020，2021），多年位于中国地学领域高质量科技期刊分级目录T2区。被美国《化学文摘》（CA）、美国《地质学参考数据库》(GRP)、俄罗斯《文摘杂志》（PЖ）、《日本科学技术振兴机构数据库》（JST）、中国科学引文数据库》（CSCD）、《北大核心期刊要目总览》、《中国期刊全文数据库》（CNKI）、万方数据知识服务平台、《维普中文科技期刊全文数据库》、《博看网数据库》等国内外权威性检索期刊和数据库收录。连续荣获每届 “中国高校优秀科技期刊”、“湖北省优秀期刊奖”“先进集体” 。2021年，获湖北省科学技术协会“科技创新源泉工程”优秀科技期刊称号。
正式出版
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    煤矿采空区覆岩破裂分布式声波传感监测

    曹凯吴建宁卢渊庞小龙...
    125-135页
    查看更多>>摘要：煤矿采空区覆岩破裂信号作为开采沉陷的前兆特征,对其开展监测有助于预警采空区塌陷事件.但现有手段难以实现大范围、全方位、分布式的监测.以我国宁东矿区羊场湾煤矿为研究区域,引入分布式声波传感技术(distributed acoustic sensing,简称DAS)对采空区覆岩破裂信号开展连续监测.针对DAS数据信噪较低的问题,对比试验了 5种去噪方法.对预处理后的信号开展时频分析,提取覆岩破裂信号;进一步将DAS信号转换为递归图以构建数据集,训练基于卷积神经网络的覆岩破裂信号智能识别模型.结果表明,同步压缩小波变换能够很好地压制DAS数据的噪声.覆岩破裂信号与非覆岩破裂信号的递归图之间具有明显区别,训练得到的VGG-16模型在分类二者的任务上实现了 85％的准确率.因此,利用DAS技术监测覆岩破裂具有可行性,本研究所提出的基于递归图和卷积神经网络VGG-16的深度学习方法可实现对覆岩破裂信号的智能识别.研究成果为后续开发基于DAS系统的开采沉陷智能预警系统提供了一定技术支撑.

    煤矿采空区分布式声波传感地球物理探测覆岩破裂机器学习

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    基于主客观赋权和功效系数法的膨胀土胀缩性评价

    宋成林张大亮王迎超徐杭...
    136-143页
    查看更多>>摘要：膨胀土胀缩等级的分类是治理膨胀土工作中的首要问题,为了精确评价膨胀土胀缩性,便于现场安全施工,防灾减灾,将功效系数法应用于膨胀土胀缩等级的分类问题中.选用液限、胀缩总率、塑性指数、天然含水率和自由膨胀率为评价指标,采用德尔菲法和熵权法相结合的主客观赋权确定各指标的权重系数,通过计算样本总功效系数值来确定最终评价结果,建立了一个新的膨胀土胀缩等级评价模型,选取19组膨胀土实测数据进行了模型检验,其中有15组数据与其他方法进行了对比分析,有4组数据与实际情况进行对比分析.研究结果表明:与模糊数学、物元可拓法、变权靶心贴近度法和未知测度法对比分析的15组数据准确率达到93.3％;与实际情况对比的4组数据准确率达到了 100％.研究成果证明了功效系数法用于膨胀土胀缩等级划分的合理性和有效性,对膨胀土现场安全施工具有指导意义.

    膨胀土胀缩等级熵权法德尔菲法功效系数法主客观赋权法

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    北京山区典型流域泥石流次声预警模型

    于家烁翟淑花徐尚智冒建...
    144-151页
    查看更多>>摘要：次声是泥石流监测预警的有效手段,目前常用的阈值预警法仅考虑了个别次声时频特征,容易造成误报和漏报.因此,需综合考虑多种次声时频特征,提升泥石流次声预警准确度.基于北京市草甸水村泥石流的次声监测数据,分析了该流域泥石流次声和环境次声的时频特征差异,并基于随机森林算法构建了泥石流次声识别模型.结果表明,泥石流次声的有效声压为0.4～1.0 Pa,环境次声的有效声压多低于0.1 Pa,但噪音会引起声压上升至0.4 Pa以上;噪音次声能量多集中在低于6 Hz的频段,泥石流次声在6～15 Hz频段的能量明显高于噪音次声.因此,泥石流次声的甄别需综合考虑时频域的多个特征,重点是6～15 Hz频段对应的能量.基于随机森林算法,以有效声压、6～15 Hz有效声压、短时过零率、主频、主频振幅为特征变量构建的泥石流次声识别模型AUC值为0.99,对测试数据识别准确率为90.0％,相比传统声压阈值法提升了 15.0％.研究结果说明随机森林模型能够较为精准地甄别泥石流次声信号,适用于北京山区的泥石流次声预警,可为其他区域的泥石流次声预警研究提供参考.

    泥石流次声时频特征预警模型随机森林北京山区

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    软土地基下城市超长地铁隧道的沉降与变形监测及时空数据插补方法

    韩晨希黄宏伟欧阳凌涵周鸣亮...
    152-161页
    查看更多>>摘要：城市地铁隧道的沉降监测与收敛变形的精准监控对于保障运营安全及周边环境稳定性至关重要.传统的监测方式,如人工巡检和固定传感器监测,存在实时性差、数据有限等问题.以上海地铁2号线东延伸段(在软土地基下采用盾构技术建造的大型城市地下隧道工程)为例,介绍了一种创新的无线传感网络(wireless sensor network,简称WSN)监测技术,针对无线传感网络监测数据可能存在缺失的问题,提出了一种适用于无线传感网络特性的缺失值补全算法,以填补长达8年的监测周期中可能出现的数据空白点.通过以上监测网络及算法获取了该隧道的完整监测数据及特征指标,并揭示了软土地基盾构隧道横向收敛变形的部分影响因素.本研究在确保了监测数据的有效性和完整性的基础上,为软土地基盾构隧道的施工安全和地铁运营安全提供了技术支持和数据保障.

    软土地基超长地铁隧道沉降监测无线传感网络缺失值补全算法

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    基于随机场理论的土石混合体边坡稳定性

    边宏光王顺马海善辛鹏...
    162-170页
    查看更多>>摘要：土石混合体边坡在我国分布范围广,且其材料组成复杂,受到了众多学者的关注.为了科学合理地评估土体参数的空间变异性对土石混合体边坡稳定性的影响,基于随机场理论,选取有效抗剪强度参数黏聚力c和内摩擦角φ作为随机变量,采用局部平均法模拟随机场,在MATLAB中实现随机场参数生成,在考虑土石混合体块石真实形状和块石含量基础上,采用Python语言脚本方式,将随机场参数映射到有限元软件中的土石混合体边坡,应用强度折减法计算边坡稳定安全系数.计算结果显示,土石混合体边坡的稳定安全系数符合正态分布,随着土石混合体边坡块石含量增加,边坡稳定安全系数的均值从1.005增长至1.095,边坡也由浅层破坏逐渐发展为深层破坏.块石质量分数均为35％时,块石粒径较大土石混合体边坡稳定性安全系数为1.334,块石粒径较小土石混合体边坡稳定安全系数为1.064.相比于确定性计算结果,考虑土体参数空间变异性的稳定安全系数更高.因此,在进行土石混合体边坡稳定性分析时,应充分考虑土体有效抗剪强度参数空间变异性,避免出现设计过于保守的情况.

    土石混合体随机场理论边坡稳定性分析有限元法强度折减法

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    时序InSAR形变梯度估计与城市建筑物风险评估:以北京平原为例

    左世诚董杰廖明生
    171-183页
    查看更多>>摘要：城市地表的差异性形变易对其表面基础设施造成断裂、扭曲等威胁或损害,监测差异性形变并评估建筑物风险等级对人民生命财产安全至关重要.采用时序InSAR方法对Sentinel-1卫星数据进行时间序列分析,获取了研究区地表形变及空间形变梯度;结合夜光遥感数据、土地利用类型数据集、建筑物高程数据等多源外部数据,采用网络层次分析法计算了研究区的危险性和易损性指标,并由此开展了宏观风险评估;在微观层面上评估建筑物的风险性,识别潜在风险区域,对宏观风险评估结果进行补充,并进行对比实验验证了本研究的有效性.研究结果显示,朝阳区东部、通州区西北部具有较大的差异性形变;首都国际机场区域、安定南街附近等地区存在较高的风险性.因此,利用多源数据进行差异性形变监测和风险评估对城市安全运行具有重要意义.

    时序InSAR北京平原空间形变梯度夜光遥感风险评估城市建筑物

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    考虑地表形变和土地利用变更的滑坡时空易发性差异分析

    张锦瑞汪洋冯霄李远耀...
    184-195页
    查看更多>>摘要：为探究移民迁建城区受人类工程活动影响而产生的滑坡易发性时空变化,以三峡库区云阳县新城区为例,引入滑坡易发性时变指标因子进行滑坡时空易发性差异制图,从而探究迁建城区在城镇化过程中滑坡灾害的时空演化规律.选择Stacking集成模型作为静态易发性评价模型;选取2017年1月16日-2018年8月27日(T1)、2018年9月20日-2021年7月30日(T2)、2021年8月23日-2023年11月17日(T3)3个不同时间跨度的InSAR形变速率和土地利用类型作为时变因子;将时变因子与静态评价结果结合,绘制了不同时间段的易发性差异分布图.研究表明,引入时变因子进行滑坡时空易发性差异分析可以有效反映城市化对滑坡灾害的影响,研究区土地类型由非工程用地转变为工程用地时,滑坡易发性等级普遍上升,2个变化阶段中栅格占比分别为61.3％和67.1％.城区所选典型滑坡的InSAR位移时序曲线的变化趋势与土地类型转变具有较高的时空相关性,进一步验证了该方法的可靠性.本研究提出的研究思路能够在三峡库区移民迁建城区城市化进程中提供有效的防灾减灾依据和区域规划手段.

    移民迁建城区滑坡易发性土地利用类型InSAR滑坡时空易发性差异分析地表形变

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    白龙江流域潜在泥石流堵江-溃决洪水链式灾害演进过程

    李宏杰常鸣唐亮亮王高峰...
    196-211页
    查看更多>>摘要：受"5·12"汶川大地震影响,白龙江流域由泥石流引发的堵江-溃决洪水链式灾害出现的频率显著增加.同时,由于特殊的地质环境条件,白龙江流域很多城镇都位于峡谷阶地、泥石流堆积扇等地区,极易受到泥石流堵江-溃决洪水链式灾害的威胁.为探究白龙江流域潜在泥石流堵江-溃决洪水链式灾害的危险性,以甘肃省舟曲县白龙江流域的寨子沟泥石流为研究对象,旨在正确认识寨子沟泥石流堵江-溃决洪水链式灾害的孕灾特征、致灾条件及演化模式,明确泥石流引发的链式灾害威胁范围.通过遥感解译与野外调查等方法,构建寨子沟泥石流地形地貌和物源数据库,核算了该泥石流静动力学参数,并在此基础上分析了泥石流堵河和溃决洪水的灾害链效应.选用FLO-2D和HEC-RAS模型,开展了不同降雨频率下(P=1％,2％)的泥石流演进数值仿真,获取了泥石流和溃决洪水的深度、流速和威胁范围等特征参数,并基于特征参数分析了泥石流和溃决洪水危害强度并评估潜在危险.结果表明:(1)百年一遇降雨频率下的寨子沟泥石流流动最大流速可达11.96 m/s,泥石流冲出物进入河道形成的堰塞坝平均厚度约10 m,造成白龙江完全堵塞,堰塞湖库容为6.26 km3.(2)溃决洪水演进过程总时长约为12 h,溃口流量达到顶峰时间约30 min,其溃决影响范围为沿白龙江主干流甘南州舟曲县峰迭镇下游至陇南市武都区桔柑乡上游段河谷及两岸区域,面积达56.36 km2,距离约97.4 km.结合模拟结果,初步探讨了监测与治理为一体的流域性泥石流灾害链风险防控模式.该研究强调了传统模型在洪水灾害评估中的局限性,并有助于深入了解泥石流堵江引起的洪水灾害的连锁危害.研究成果可为白龙江中下游流域此类泥石流链式灾害风险评价和防治工程设计提供参考.

    泥石流堰塞湖河道堵塞灾害链演化过程白龙江流域寨子沟甘肃舟曲

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    InSAR约束的青海门源Mw 6.7级地震同震断层滑动反演与三维形变场模拟

    曾锐蒋亚楠燕翱翔程燕...
    212-225页
    查看更多>>摘要：2022年1月8日,青海省门源回族自治县发生Mw 6.7地震,地表破裂明显并导致兰新高铁停运.为研究门源地震的震源机制,通过差分干涉测量技术(D-InSAR)处理Sentinel-1A升降轨SAR数据得到地震同震形变场,并在InSAR形变约束下,通过两步反演法获取了地震断层几何参数和精细同震滑动分布,计算了同震静态库仑应力变化,进一步分析讨论了发震构造及区域地震危险性.结果表明:InSAR LOS向同震形变场长轴呈WNW-ESE向,初步判断具有左旋走滑的运动特征,在其约束下的精细双断层滑动分布结果显示冷龙岭破裂段与托莱山破裂段均以高倾角左旋走滑为主;为进一步阐明地震变形模式,基于弹性位错模型及黏弹性分层介质模型分别模拟得到同震地表三维形变场,考虑地壳分层结构模拟的三维形变更准确.同震库伦应力变化结果表明:托莱山断裂西端、冷龙岭断裂东端及兰新高铁大梁隧道地震风险性增强,未来发生破裂的风险仍较高.研究结果为进一步了解门源地震三维地壳形变及相关地震研究提供参考依据.

    青海门源Mw6.7地震断层滑动分布同震三维形变场静态库仑应力变化兰新高铁InSAR

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    动水冲刷作用下堆积体岸坡的渐进破坏过程分析

    杜勇江王运生邹子南孙耀明...
    226-234页
    查看更多>>摘要：西南地区峡谷大型堵江时有发生,由堆积体组成的河道岸坡在堰塞坝溃决形成的超大洪水动水冲刷下的破坏机理及演化过程对水电、道路、城镇建设具有重要的现实意义.在前人研究的基础上,从定性角度分析了河道岸坡在过洪工况下的破坏过程,从理论角度推导了顺直河道岸坡、弯道凹岸岸坡在动水冲刷作用下的掏蚀槽发育机制,并使用Geo-studio软件计算了丹巴县干海子滑坡在水位上涨情况下的多级滑动过程.建立了与时间、水流切应力、岸坡抗剪强度、岸坡起动切应力等因素有关的顺直河道岸坡冲刷程度函数;从定性及定量的角度共同解析了河道岸坡在动水冲刷条件下的滑动过程:岸坡近水面部分由表及里被掏蚀→掏蚀后缘土体发生牵引式滑坡→坡脚被冲蚀且坡体形态不断改变→多级牵引式滑坡;干海子滑坡在水位攀高15 m且冲刷时间足够的情况下将发生多级牵引式滑坡.目前稳定的堆积体岸坡在某些极端过水工况下仍存在大规模滑移致灾的可能.研究成果为崩岸问题的理论分析提供了一种新的思路,并对水库等水利建设的下游堆积体岸坡致灾预防提供了一定的理论指导.

    崩岸失稳机理稳定性分析牵引式滑坡动水冲刷堆积体岸坡渐进破坏

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