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期刊信息/Journal information
自然灾害学报
自然灾害学报

谢礼立

双月刊

1004-4574

jnd@iem.ac.cn

0451-86652429

150080

哈尔滨市学府路29号

自然灾害学报/Journal Journal of Natural DisastersCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为灾害学学术性刊物。旨在展示我国灾害科学的研究成果，促进自然科学与社会科学在灾害科学方面的结合。刊登各种自然灾害和社会科学在灾害科学方面的结合。刊登各种自然灾害和发生机理、灾害与人类社会的关系及其影响、防灾减灾系统工程等方面的研究论文。读者对象为灾害学研究工作者、防灾减灾专业技术人员及相关专业大专院校师生。
正式出版
收录年代

    基于GRA-GPR的滚石运动特征参数敏感性分析及预测模型

    赵天豪马春辉杨杰程琳...
    119-128页
    查看更多>>摘要：针对滚石运动特征参数间关系模糊等问题,在开展其敏感性分析的基础上,构建准确、快捷的滚石运动特征参数预测系统.首先引入灰色关联法(grey relation analysis,GRA),以水平运动距离、弹跳高度和碰撞能量等滚石运动特征为目标参数,研究了初始速度、边坡摩擦角、滚石质量、法向恢复系数和切向恢复系数等滚石运动影响因素的敏感性和显著性.随后,使用高斯过程回归模型,建立水平运动距离、弹跳高度和碰撞能量等滚石运动特征参数的预测模型,避免了传统的滚石运动数值模拟软件繁琐的建模计算过程.研究表明,高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)模型对滚石的水平距离和总动能的预测精度最高.因此,文中所构建的滚石运动特征参数敏感性分析及预测模型能够快速得出滚石运动特征参数,对支挡结构的设计和施工有重要的参考价值.

    边坡滚石敏感性分析灰色关联模型预测滚石特征参数

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    基于上限定理确定隧道式锚碇极限抗拔承载力

    贺建清王津林孟源王湘春...
    129-138页
    查看更多>>摘要：隧道式锚碇作为一种新型的悬索桥锚碇结构,因具有因地制宜、经济环保的优点在多山的西南地区得到了广泛应用.已有研究表明,锚塞体围岩性质较差、埋深较浅,锚塞体与围岩接触界面结合程度较好的隧道式锚碇极易发生倒楔形冲切破坏.将破坏体视为以锚塞体中心线为轴线的旋转楔形体,假定破坏面为最小旋转曲面,利用变分法经典欧拉方程求解破坏体最小旋转曲面问题,确定旋转曲面母线方程;基于改进的Mohr-Coulomb强度准则,由主缆拉拔荷载和楔形体自重所做的外功率与楔形体沿滑移面所消耗的内功率相等的条件建立虚功方程,推导隧道式锚碇极限抗拔承载力上限解.开展隧道式锚碇室内模型试验,研究了拉拔承载过程中的坡面位移的变化规律及隧道式锚碇的破坏模式.研究结果表明,拉拔作用点的荷载-位移曲线可分为 4 个阶段:克服重力阶段、弹性阶段、弹塑性阶段以及破坏阶段;隧道式锚碇破坏模式为围岩倒楔形冲切破坏,破坏体可近似视为以锚塞体中心线为轴线的旋转楔形体;由推导公式得到的隧道式锚碇极限抗拔承载力计算值与实测值一致性较好,具有一定的可靠性,可为隧道式锚碇的设计提供参考.

    隧道式锚碇修正Mohr-Coulomb强度准则极限分析法室内模型试验

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    降雨作用下基于电导性能的土坡基质吸力时空变化试验研究

    林昀昭简文彬陈瑞敏康浩隆...
    139-150页
    查看更多>>摘要：降雨作用下土坡基质吸力随时空而变化,直接影响土坡的瞬态稳定性分析.为研究降雨作用下土坡电导性能与基质吸力的时空变化与联系,通过人工降雨滑坡物理模型试验,将电阻率作为监测量与常规的含水率、基质吸力相结合,并在边坡模型上种植马尼拉草,研究植草边坡在均匀降雨、前小后峰和前峰后小这 3 种动态降雨模式下的入渗特征.研究结果表明:动态降雨模式下,降雨强度变化对土体电阻率和含水率均能产生影响,但都存在一定滞后性.降雨前边坡土体基质吸力、电阻率较高,随着深度的增加逐渐递减.降雨后表层土体基质吸力、电阻率出现较大跌幅,分布上呈现由浅层到深层逐渐增大态势.结合Keller改进的Archie拓展模型与VG模型,得到基于电阻率的残积土基质吸力计算模型,并用试验数据进行验证,结果较为合理,为非饱和残积土基质吸力的测量提供一种快速便捷的方法.研究成果有助于探究非饱和残积土边坡在不同降雨模式下的渗流特征,揭示了降雨作用下坡残积土的电导性能演化规律与基质吸力空间分布特征.

    滑坡降雨残积土电阻率基质吸力入渗

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    滑坡碎屑流消能桩结构动力计算与设计方法

    姚军李新坡孙玉莲吕珉昌...
    151-161页
    查看更多>>摘要：滑坡碎屑流由于体积大、速度快和运动距离远的特性,常常在下游造成较大破坏形成严重的自然灾害.基于消能桩与滑坡碎屑流结构的动力相互作用过程,采用功能原理和结构力学方法,推导了消能桩对滑坡碎屑流能量耗散的理论计算模型.首先,通过冲击力计算模型获得滑坡碎屑流冲击力的垂向分布;其次,由悬臂梁挠曲变形的关系确定其抗弯反力;然后,根据滑坡碎屑流在坡面上流动的面积、厚度估算消能桩的反力,以及在反力方向上碎屑流通过的距离;最后,计算单根桩的动能耗散量.采用推导的公式进行消能桩的优化设计:综合考虑下游防护对象的位置和滑坡体的堆积位置,计算消能桩的"消能效益",确定消能桩的数量;根据最大块石的冲击力作用,计算需要消能桩的排数,从而确定消能桩的排布设计.选取一个滑坡碎屑流实例,采用上述理论计算模型设计消能桩,计算出消能桩的数量和排数,并根据计算结果进行优化布设.结果表明,该模型适用于消能桩的优化设计与应用.

    滑坡碎屑流消能桩动力计算优化设计

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    基于B型深孔测斜曲线的滑坡滑动面位置确定方法

    陈浩吴红刚
    162-174页
    查看更多>>摘要：在实际的深孔位移监测中,测斜曲线的突变特征是滑动面辨识的关键依据,对于"B"型测斜曲线通常是将曲线的鼓包凸起点作为滑动面的位置,但这种方法容易受到测点布置间隔和横纵坐标观测尺度的影响,存在滑面位置定义不清晰、数值不确定的问题.为了能够有效地克服这些缺点,提升测斜曲线滑动面辨识的准确度,基于"B"型测斜曲线变化特征,研究将滑坡抽象为由"滑动体"、"滑动区间"以及"不动体"三者组成的概化模型,并对滑坡运动过程中不同深度处土体的位移速率和加速度变化特点进行了深入分析.结果表明:土体位移速率沿深度方向会形成多道曲线簇,且不同曲线簇分别对应各滑面所在的滑动区间及非滑动区间.此外,将位移速率转化为加速度,则土体加速度曲线具有更加显著的分簇特征,能够为准确区分滑动体和不动体的区间范围提供重要依据.进一步地,提取监测期内加速度曲线分簇特征显著的当日土体加速度并绘制散点图,能够快速准确地确定坡体不同区间的深度范围.基于当日各滑面所在滑动区间内的加速度数据,运用三次样条插值法计算该区间内的位移加速度最大值,由于滑面处的土体加速度最大,则该值对应的土体深度可作为滑面位置的计算深度.研究方法能够更加精准地确定滑动面位置,并使滑面位置的确定可计算化,有效提升了深孔位移监测数据的利用程度和可靠度,具有较大的实用价值.

    测斜曲线滑动面位置相对位移拐点计算三次样条插值法

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    竹溪县滑坡灾害易发性分区评价

    刘伟淇张家铭
    175-185页
    查看更多>>摘要：根据前人研究经验及竹溪县滑坡灾害发育特点,选取地层岩性、高程、坡度、坡向、植被覆盖率和距断层距离 6 个因子作为基础因素,人类工程活动、降雨、同类灾害面密度和不同类灾害面密度4 个因子作为诱发因素,采用层次分析法及CRITIC法分别确定主观和客观权重,利用基于矩估计理论的综合赋权方法对主、客观权重进行线性组合赋权,并与信息量法结合;基于GIS平台根据竹溪县地貌特点将其划分成斜坡单元;对不同因子图层根据综合赋权信息量法进行叠加,从而得到研究区的滑坡灾害易发性分区图并对其评价,利用ROC曲线对分区结果及分区方法进行验证.将竹溪县划分为斜坡单元并结合综合赋权信息量法进行滑坡灾害易发性分区评价,具有较高的准确性,结果表明该模型方法可靠且适用.

    滑坡易发性分区综合赋权法斜坡单元加权信息量

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    基于博弈论和云模型的滑坡危险性评价

    余岭燕郭荣昌张蕊
    186-196页
    查看更多>>摘要：针对铁路沿线滑坡危险性评价过程中的不确定性问题,引入博弈论和云模型评价方法,同时采用汉明距离验证相似度比较结果,对铁路沿线上某一滑坡进行滑坡危险性评价.首先选取降雨、地层岩性和土地利用类型等 12 项评价指标建立危险性评价指标体系,其次采用改进CRITIC法、变异系数法、G1 法和优序图法确定基础权重,然后引入博弈论思想计算最优权重,并根据各评价指标的云模型和最优权重确定综合评价云,最后采用汉明距离验证综合评价云与评价标准云的相似度对比结果,根据最大相似度原则确定滑坡危险性等级,基于ArcGIS生成研究区滑坡危险性分布图.结果表明:滑坡危险性等级为四级,与实际情况基本一致,基于博弈论和云模型的滑坡危险性评价模型能够准确反映滑坡的等级;利用云模型实现定性与定量问题的转换,使滑坡危险性等级更直观,对滑坡灾害风险管理具有一定的参考价值.

    滑坡博弈论云模型汉明距离危险性评价

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    近海大气环境下RC框架结构时变地震易损性分析

    郑山锁徐玉海杨松明铭...
    197-211页
    查看更多>>摘要：由于近海大气环境中存在的氯离子会侵蚀RC框架结构,造成材料性能不断劣化,最终降低了RC框架结构的抗震性能.为研究近海大气环境下RC框架结构地震损伤风险变化规律,基于钢筋均匀锈蚀模型及混凝土开裂前后钢筋锈蚀速率的变化规律,提出了一种改进的钢筋锈蚀率概率模型,并构建材料性能劣化模型.在此基础上,根据解析易损性分析理论,建立考虑氯离子侵蚀的近海大气环境RC框架结构时变易损性分析方法,并构建典型结构,分析不同损伤状态下的时变易损性曲线,评估其时变易损性与损伤状态.研究结果表明:当地震动强度指标取值相同时,各损伤状态结构在服役龄期内的地震易损性呈现出非线性增大趋势,抗震性能不断退化;以易损性指数作为结构损伤指标时,按照我国规范设计的RC框架结构,在 30a服役龄期内能够满足我国三性能抗震设防水准.

    近海大气环境劣化模型地震易损性抗震性能RC框架结构

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    L型加筋土挡墙地震动力响应理论分析

    彭涛张晓曦柯灵任东兴...
    212-221页
    查看更多>>摘要：将L型挡墙与加筋土 2 种柔性支挡结构相结合,充分利用其良好的抗震性能,可用于地震多发区和高烈度区的支挡工程中.研究地震荷载作用下L型加筋土挡墙的破坏机制与动力响应问题.根据第二、第三滑裂面产生条件,提出踵板长度临界系数λcr,以界定长踵板式和短踵板式 2 种破坏模式.假设填土滑裂面为直线,应用极限分析上限定理,采用Mohr-Coulomb破坏准则,分别建立 2 种破坏模式下L型加筋土挡墙临界状态方程,推导其地震屈服加速度系数.根据极值原理给出最优解,得到临界屈服加速度系数及其对应的填土滑裂面倾角,分析破坏模式与临界屈服加速度系数受几何参数、物理力学参数和加筋作用的影响.通过算例分析可知:加筋作用可有效地提高L型挡墙的抗震能力,改变其破坏模式;当设计筋材拉伸强度较大时,L型加筋土挡墙只发生长踵板式破坏.

    加筋土L型挡土墙临界屈服加速度破坏机制上限定理

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    考虑多维随机地震作用的钢烟囱可靠度分析

    闫龙胡博姜云木王鑫鹏...
    222-230页
    查看更多>>摘要：烟囱是一种将火引起的气体或烟尘排入高空、改善燃烧条件的高耸结构.为了准确分析多维随机地震动作用下钢烟囱的抗震性能,利用基于随机函数约束的POD-降维方法,实现了多维随机地震动在概率层面上的精细化模拟.提出了一种以钢烟囱截面相对水平位移角为指标的结构整体可靠度评价方法.进一步地结合概率密度演化理论,对一座 60m高的钢烟囱进行结构动力响应分析与可靠度评价.结果表明:POD-降维方法生成的样本集具有良好的精度;在相同阈值条件下,以钢烟囱截面相对水平位移角为指标的结构整体可靠度评价方法较规范,且更加保守.

    钢烟囱多维随机地震动POD-降维方法相对水平位移角整体可靠度评价

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