检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2025年第2期41卷 155-162页

作者：周兵权李喜安秦彪赵文琪长安大学地质工程与测绘学院西安710054

晋西黄土高原地区洞穴普遍发育,造成大量水土流失及耕地毁坏。由于土壤持水曲线(water retention curve, WRC)对水文和农业性质影响较大,为探究该地区不同深度及区域的WRC及其与洞穴发育的联系,该研究使用微计算机断层扫描(μCT)技术和... 详细信息

晋西黄土高原地区洞穴普遍发育,造成大量水土流失及耕地毁坏。由于土壤持水曲线(water retention curve, WRC)对水文和农业性质影响较大,为探究该地区不同深度及区域的WRC及其与洞穴发育的联系,该研究使用微计算机断层扫描(μCT)技术和三维图像分析程序,选取该地区的原状土样进行扫描,并通过μCT数据计算得到的WRC分析洞穴发育特征。结果表明:通过图像分析得到的孔隙度值低于物理测量结果,黄土中大于20μm的孔隙符合对数正态分布,是纳水和释水的主要空间。深度由2 m增加8 m使得孔隙尺寸分布的概率密度峰值增大20.09%,平均孔径减小7.31%且尺寸分布更加广泛。进气值增大45.55%,导致持水性提升,这种垂向差异使得该区域多发育深度为4~8 m的洞穴。样品黏粒含量自北部Y1到南部Y6显著增加163.82%,导致平均孔隙尺寸减少18.13%,进气值上升267.24%,土壤渗透性降低。北部高渗透性黄土层抑制了洞穴的形成,而南部低渗透性土壤促使地表径流的形成,从而洞穴密度呈现先增多后减少的趋势。μCT提供了一种相对简单和快速的方法来表征土壤水文特性,可为黄土洞穴灾害的防治提供参考。

关键词：黄土 CT扫描技术持水曲线黄土洞穴孔隙分布

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深埋隧道岩体崩落下施工人员应急逃生方案模拟研究

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安全与环境学报 2025年第2期25卷 624-632页

作者：屈璐申倩翟越杜菁李先长安大学地质工程与测绘学院西安710054

为了研究隧道发生岩石崩落的动态危险障碍物灾害下的人员疏散情况,利用元胞自动机理论(Cellular Automaton,CA)建立了深埋隧道人-动态危险障碍物交互应急疏散模型。在基本场景模拟的基础上,增设应急逃生管道、紧急避难舱以及路径引导,... 详细信息

为了研究隧道发生岩石崩落的动态危险障碍物灾害下的人员疏散情况,利用元胞自动机理论(Cellular Automaton,CA)建立了深埋隧道人-动态危险障碍物交互应急疏散模型。在基本场景模拟的基础上,增设应急逃生管道、紧急避难舱以及路径引导,并进行优化疏散模拟,进而通过对比分析,对岩爆、坍塌灾害下的应急逃生方案提出优化建议。研究表明:3种方案疏散效果和疏散速度显著提高,且相对于应急逃生管道,增设紧急避难舱可更好地提高疏散效率,而应急逃生管道则可以更好地降低伤亡率;与增设逃生装置相比,进行路径引导的疏散逃生效率较好,且成本更低,因此在深埋隧道施工中,应将路径引导纳入应急预案中。

关键词：安全工程深埋隧道施工应急逃生方案岩体崩落灾害元胞自动机

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黄河流域生态环境质量时空变化及驱动因素分析

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环境科学 2025年第2期46卷 956-971页

作者：张京新谷雨鑫沈佳琦张明琦丛铭孙燕何皎洁杨利伟长安大学建筑工程学院西安710061 长安大学地质工程与测绘学院西安710054

黄河流域在我国经济发展和生态保护中占据重要地位.基于遥感生态指数(RSEI)数据、气候数据、数字高程数据及夜间遥感数据等,以RSEI指数作为生态环境质量评价指标,采用Theil-Sen斜率估计、Hurst指数和Mann-Kendall检验等方法对黄河流域20... 详细信息

黄河流域在我国经济发展和生态保护中占据重要地位.基于遥感生态指数(RSEI)数据、气候数据、数字高程数据及夜间遥感数据等,以RSEI指数作为生态环境质量评价指标,采用Theil-Sen斜率估计、Hurst指数和Mann-Kendall检验等方法对黄河流域2001~2021年生态环境质量的时空变化进行评价,并借助地理探测器对流域内生态环境的关键因子及其交互作用进行定量探测分析.结果表明:(1)黄河流域生态环境质量整体上略低于中等水平,自西北向东南逐渐改善,流域内中等和较低等级的区域共占总面积的83.12%,过去21 a间平均生态环境质量在波动中上升,增长趋势通过信度为95%的显著性检验.(2)区域内生态质量呈现上升-下降-上升的阶段性变化,相邻两级生态等级间面积转移频繁,不同等级的生态位置发生了迁移,21 a间生态改善面积占比达58.09%,但51.75%的区域改善趋势未通过显著性检验.(3)未来流域内生态环境质量以恶化为主,持续恶化面积占比24.39%,由改善转为恶化面积占比5.08%,应警惕青海、甘肃两地的生态恶化风险,并遏制内蒙古地区生态退化趋势.(4)地理探测结果显示,黄河流域生态环境主要受到人口密度的影响,以降雨量为代表的气候因素影响力在不断增强,双因子的交互作用增强了因子解释力,且主要交互类型为双因子增强,占比达到70.2%.未来应加强黄河流域的生态系统治理力度,并综合人类活动和气候变化开展生态修复工作,对黄河流域的生态环境评价研究可为因地施策落实流域生态保护与高质量发展提供理论依据和数据支持.

关键词：黄河流域生态环境质量遥感生态指数时空分析地理探测器

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结合负样本优化与机器学习模型的怒江洲峡谷段滑坡易发性评价

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地球信息科学学报 2025年第4期27卷 979-993页

作者：苏志萍杨成生王子倩长安大学地质工程与测绘学院

【目的】滑坡易发性评价过程中负样本选择和机器学习模型对结果的影响不容忽视。【方法】为探究这2种因素对滑坡易发性评价结果的影响规律，本文以怒江流域怒江州峡谷段为例，在提出利用加权信息量模型对负样本选取优化的基础上，选取... 详细信息

【目的】滑坡易发性评价过程中负样本选择和机器学习模型对结果的影响不容忽视。【方法】为探究这2种因素对滑坡易发性评价结果的影响规律，本文以怒江流域怒江州峡谷段为例，在提出利用加权信息量模型对负样本选取优化的基础上，选取了包括起伏度、土地利用和多年年均降雨量在内的13个影响因子，分别采用支持向量机模型、卷积神经网络模型、梯度提升决策树模型3种机器学习模型，与传统随机样本选取方法进行了滑坡易发性对比研究，并针对降雨因子对易发性分级的影响进行分析。【结果】(1)基于优化后负样本的各模型评价结果在滑坡密度方面均有提升，分别提升0.010 3、0.0639、0.004 0; AUC值均相对升高，分别升高0.033、0.018、0.008；(2)在易发性评价结果中，梯度提升决策树模型最优，较支持向量机模型、卷积神经网络模型精度分别提高了3.8%和1.7%；(3)将2019—2020年的夏、冬季平均月降雨量数据引入梯度提升决策树模型，结果显示夏季高、较高易发区面积增大，尤其是南部六库镇和上江镇地区。【结论】基于加权信息量模型优化负样本是合理的，梯度提升决策树模型作为滑坡易发性评价模型较适用于怒江州峡谷段地区的孕灾环境，降水对该地区滑坡易发性具有明显影响。本文所提出的研究思路对区域防灾减灾体系构建具有重要的实际意义，同时也为未来的区域规划提供科学依据。

关键词：滑坡易发性怒江州峡谷段负样本优化机器学习模型支持向量机卷积神经网络梯度提升决策树

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等向固结过程中泾阳Q_(2)黄土微结构演化特征

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工程地质学报 2025年第1期33卷 10-19页

作者：孙伟超苑伟娜范文吴韶艳长安大学地质工程与测绘学院西安710054

土的力学性质不仅取决于当前的应力状态,而且与其所经历的应力历史相关。黄土是典型的结构性土,研究应力历史影响下微结构的演化对于解释黄土复杂的力学行为具有重要的意义,但目前关于固结状态对于黄土微结构影响的研究不足。本文以陕... 详细信息

土的力学性质不仅取决于当前的应力状态,而且与其所经历的应力历史相关。黄土是典型的结构性土,研究应力历史影响下微结构的演化对于解释黄土复杂的力学行为具有重要的意义,但目前关于固结状态对于黄土微结构影响的研究不足。本文以陕西省泾阳南塬Q_(2)黄土为研究对象,利用三轴试验、扫描电镜和压汞试验研究等向固结条件下黄土微结构的演化特征。结果表明:(1)等向固结作用下黄土的颗粒破碎特征不明显;随着压力增大,黄土颗粒排列的各向异性率减小,整体定向性减弱,概率熵增大,颗粒单元体排列变得更加混乱和无序。(2)在等向固结压力下,黄土的架空孔隙坍塌,大中孔隙体积占比从42.1%减至2.6%~3.8%;随着压力增大,黄土粒间孔隙进一步被压缩,小孔隙占比和主要优势孔径都减小,微孔隙占比增大,孔隙的分形维数增大,孔隙表面的粗糙复杂程度增加;小于1μm的微孔隙不受影响。(3)单向和等向固结条件下黄土颗粒表现出定向和均匀分布两种不同的排列趋势,不同固结条件引起的颗粒排列特征差异及相应的力学性质改变不容忽视。

关键词：黄土固结状态微结构

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含激发极化效应的地空瞬变电磁直接时间域三维正演

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地球物理学报 2025年第1期68卷 312-326页

作者：杨双燕齐彦福李梓源舒臣臣孙乃泉李貅长安大学地质工程与测绘学院西安710054 长安大学地球物理场多参数综合模拟实验室西安710054

当使用地空瞬变电磁法对诸如铜镍硫化物矿或石墨矿等含有激发极化效应的目标进行探测时,电磁感应信号和激发极化效应相互耦合,导致地空瞬变电磁晚期观测数据出现反号现象,使用传统的数据解释技术无法处理这种信号畸变.为此,本文针对含... 详细信息

当使用地空瞬变电磁法对诸如铜镍硫化物矿或石墨矿等含有激发极化效应的目标进行探测时,电磁感应信号和激发极化效应相互耦合,导致地空瞬变电磁晚期观测数据出现反号现象,使用传统的数据解释技术无法处理这种信号畸变.为此,本文针对含激发极化效应的地空瞬变电磁直接时间域三维正演算法开展研究.借助微分欧姆定律将Cole-Cole模型完整地引入到时间域控制方程中,对于在此过程中产生的分数阶导数,采用Caputo定义格式对其进行离散,从而建立含激发极化效应的时间域控制方程.然后,使用基于非结构化网格的有限元方法和后退欧拉离散格式,对时间域电场控制方程进行空间和时间离散,实现复杂介质模型含激发极化效应的地空瞬变电磁直接时间域三维正演.通过将本文三维正演结果与极化均匀半空间模型一维半解析解进行对比,验证该算法的准确性.在此基础上,本文对典型极化体模型和复杂矿体模型进行三维正演模拟,并分析极化参数对地空瞬变电磁响应的影响规律.

关键词：电性源地空瞬变电磁法激发极化效应三维正演有限元算法 Caputo分数阶导数

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复杂山区滑坡监测设备抛投无人机智能路径规划

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大地测量与地球动力学 2025年第3期45卷 319-324页

作者：赵丽华史康怀瞿伟长安大学地质工程与测绘学院西安市710054

GNSS技术被广泛应用于滑坡监测,但在复杂和高危环境下,监测设备难以安装,而利用无人机抛投有望实现监测设备的无人化部署。针对无人机续航以及复杂环境下地形威胁等问题,抛投无人机的路径规划作为基础任务尤为关键。将复杂山区抛投无人... 详细信息

GNSS技术被广泛应用于滑坡监测,但在复杂和高危环境下,监测设备难以安装,而利用无人机抛投有望实现监测设备的无人化部署。针对无人机续航以及复杂环境下地形威胁等问题,抛投无人机的路径规划作为基础任务尤为关键。将复杂山区抛投无人机路径规划问题分为地质灾害区域三维实景地图构建、代价函数设计、航迹规划算法3个方面展开研究,并将基于自适应权重和Levy飞行策略的鲸鱼优化算法应用于抛投无人机航迹规划。以四川省汉源县红岩子滑坡为研究区,实现了复杂山区GNSS监测装备抛投无人机的路径规划。

关键词：滑坡监测复杂山区抛投无人机路径规划鲸鱼优化算法

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强夯消除黄土湿陷性的机理

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科学技术与工程 2025年第11期25卷 4724-4732页

作者：靳彤舟倪万魁穆彦仕马海涵王海曼荣誉长安大学地质工程与测绘学院西安710054

强夯法是消除黄土地基湿陷性的有效方法之一。为了研究强夯消除黄土湿陷性的机理,对铜川市天然黄土和夯芯黄土进行了颗分试验、湿陷试验、扫描电镜试验和土-水特征曲线(soil-water characteristic curve, SWCC)试验,以分析强夯在黄土粒... 详细信息

强夯法是消除黄土地基湿陷性的有效方法之一。为了研究强夯消除黄土湿陷性的机理,对铜川市天然黄土和夯芯黄土进行了颗分试验、湿陷试验、扫描电镜试验和土-水特征曲线(soil-water characteristic curve, SWCC)试验,以分析强夯在黄土粒度组成、微观结构特征和非饱和特征方面的影响,以及这些因素与湿陷性的关系。结果表明:在强夯作用下,铜川地区黄土中黏粒含量显著增加,当黏粒含量大于36.2%时,黄土不再具有湿陷性。强夯导致坍塌的大中孔隙形成了小微孔隙,土颗粒排列更为紧密,湿陷性减小。夯芯黄土SWCC曲线过渡段斜率大于天然黄土过渡段斜率,这是因为强夯作用下形成的黏粒作为胶结物质,一方面增加了胶结强度,另一方面填充于孔隙中,提高了黄土的密实度。最终对比发现,SWCC曲线拟合参数a与小微孔隙面积占比和湿陷系数间有良好的相关性。黄土的湿陷性可间接地由SWCC曲线特征判断得出。

关键词：黄土湿陷强夯作用粒径级配微观结构土-水特征曲线

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东非肯尼亚裂谷内地裂缝的多层级结构和成因机制

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地质学报 2025年第3期99卷 719-732页

作者：贾智杰卢全中黄伟亮庄建琦朱兴华马鹏辉王飞永王祚鹏刘阳贺鸣赵俊彦何芝远霍秉尧彭建兵长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710061 长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710061 中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083

东非大裂谷作为地球最著名的大陆裂谷和断陷带,开展裂谷内的地裂缝成因研究对理解主动裂谷作用以及指导裂谷区工程建设具有重要意义。本文在对东非肯尼亚裂谷地裂缝进行野外调查,槽探,地球物理勘探以及氦同位素检测的基础上,建立了地裂... 详细信息

东非大裂谷作为地球最著名的大陆裂谷和断陷带,开展裂谷内的地裂缝成因研究对理解主动裂谷作用以及指导裂谷区工程建设具有重要意义。本文在对东非肯尼亚裂谷地裂缝进行野外调查,槽探,地球物理勘探以及氦同位素检测的基础上,建立了地裂缝在地壳内的多层级结构,并分析了其成因机制。结果表明:研究区共发育22条大型地裂缝,地裂缝主要分布于研究区的东侧边界断裂与两座火山之间的裂谷盆地内。地裂缝在地表表现为松散沉积物的破裂塌陷,在火山碎屑岩表面显示为单纯的拉张裂缝并具有冒气现象,电阻率探测表明地裂缝是地壳内岩石裂隙在浅表部的延伸。结合氦同位素特征,揭示了地裂缝—基岩破裂—断层—岩浆房—断层—上地幔组成的地裂缝壳-幔-岩石圈多层级结构。在以上研究基础上,根据研究区地壳形变特征和数值模拟,揭示了东非肯尼亚地裂缝的成因机制并总结为:地幔上涌—地幔入侵—岩浆房膨胀—地表成缝。

关键词：东非大裂谷地裂缝地幔柱板块伸展成因机制

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高铁地震数据瑞雷面波全波形反演浅地表速度建模

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地球物理学报 2025年第4期68卷 1444-1456页

作者：王磊任志明包乾宗长安大学地质工程与测绘学院西安710064 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028

利用高铁地震数据进行浅地表成像可服务于地下路基监测和工程建设等重大需求.高铁地震数据存在波模式复杂(纵波、横波、面波、噪声等)和多震源串扰问题,将不同类型波场分离和不同震源波场解耦都较为困难.高铁地震数据中面波能量占主导.... 详细信息

利用高铁地震数据进行浅地表成像可服务于地下路基监测和工程建设等重大需求.高铁地震数据存在波模式复杂(纵波、横波、面波、噪声等)和多震源串扰问题,将不同类型波场分离和不同震源波场解耦都较为困难.高铁地震数据中面波能量占主导.本文直接采用高铁地震数据中的瑞雷面波进行全波形反演获取浅地表的纵横波速度结构.通过对高铁激发地震波的过程进行简化构建了震源函数,实现了高架桥上单趟列车激发的高铁地震数据瑞雷面波模拟,建立了基于模拟与观测数据残差的极小化目标函数,给出了与面波相关的模型参数梯度/敏感核提取方法,基于高铁地震数据的窄带分立谱特征选取合适的频率成分实现了瑞雷面波多尺度全波形反演.干净和含噪理论数据测试结果表明,高铁地震数据瑞雷面波全波形反演均可得到合理的纵横波速度模型,具有实现浅地表地质结构高精度探测的潜力.

关键词：高铁地震数据全波形反演瑞雷面波浅地表成像多尺度反演

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