【目的】探究利用时序形变分形特征识别高山冰川区滑坡的方法并分析其适用性。【方法】基于查莫利滑坡及其相邻冰川的形变时间序列描述其斜率(平均形变速率)及分形特征差异,利用聚类分析区分滑坡区域与冰川并进行影响因素分析。【结果】与冰川相比,滑坡的形变时序具有较高的分形维数和较低的分形拟合优度。虽然滑坡与冰川在形变时序的斜率(平均形变速率)上也存在较大差异,但仅使用形变速率难以对滑坡进行聚类识别,准确率仅为61.70%;而使用形变时序的分形指标(包括分形维数和分形拟合优度)可将聚类分析的准确率显著提升至近84.00%。基于形变时序分形特征进行高山冰川区滑坡识别的适用性,根本原因在于滑坡和冰川在物质组成、影响因素和发展演化等方面存在差异。相较冰川,滑坡物质组成更复杂、更易受多种因素影响、形变时序的波动性更强。【结论】利用形变时序分形特征能够成功识别高山冰川区滑坡,在全球变暖背景下,该方法预期可为高山冰川区的滑坡识别、进而为高山冰川区的防灾减灾提供一定的支撑。
【目的】探究利用时序形变分形特征识别高山冰川区滑坡的方法并分析其适用性。【方法】基于查莫利滑坡及其相邻冰川的形变时间序列描述其斜率(平均形变速率)及分形特征差异,利用聚类分析区分滑坡区域与冰川并进行影响因素分析。【结果】与冰川相比,滑坡的形变时序具有较高的分形维数和较低的分形拟合优度。虽然滑坡与冰川在形变时序的斜率(平均形变速率)上也存在较大差异,但仅使用形变速率难以对滑坡进行聚类识别,准确率仅为61.70%;而使用形变时序的分形指标(包括分形维数和分形拟合优度)可将聚类分析的准确率显著提升至近84.00%。基于形变时序分形特征进行高山冰川区滑坡识别的适用性,根本原因在于滑坡和冰川在物质组成、影响因素和发展演化等方面存在差异。相较冰川,滑坡物质组成更复杂、更易受多种因素影响、形变时序的波动性更强。【结论】利用形变时序分形特征能够成功识别高山冰川区滑坡,在全球变暖背景下,该方法预期可为高山冰川区的滑坡识别、进而为高山冰川区的防灾减灾提供一定的支撑。
【目的】探究利用时序形变分形特征识别高山冰川区滑坡的方法并分析其适用性。【方法】基于查莫利滑坡及其相邻冰川的形变时间序列描述其斜率(平均形变速率)及分形特征差异,利用聚类分析区分滑坡区域与冰川并进行影响因素分析。【结果】与冰川相比,滑坡的形变时序具有较高的分形维数和较低的分形拟合优度。虽然滑坡与冰川在形变时序的斜率(平均形变速率)上也存在较大差异,但仅使用形变速率难以对滑坡进行聚类识别,准确率仅为61.70%;而使用形变时序的分形指标(包括分形维数和分形拟合优度)可将聚类分析的准确率显著提升至近84.00%。基于形变时序分形特征进行高山冰川区滑坡识别的适用性,根本原因在于滑坡和冰川在物质组成、影响因素和发展演化等方面存在差异。相较冰川,滑坡物质组成更复杂、更易受多种因素影响、形变时序的波动性更强。【结论】利用形变时序分形特征能够成功识别高山冰川区滑坡,在全球变暖背景下,该方法预期可为高山冰川区的滑坡识别、进而为高山冰川区的防灾减灾提供一定的支撑。
在既定负温下冻土中未冻水和固相冰的动态关系与其初始含水率密切相关,冻土中未冻水含量的改变直接影响了其微观结构的变化,加强不同初始含水率下冻土的未冻水含量与微观结构的定量关系研究对于揭示冻土特殊的物理力学性质具有重要的意义。本文利用新型冷冻扫描电镜对既定负温不同初始含水率(11.8%、23.1%、32.2%、42.2%、54.1%、64.2%、74.8%)下的冻结黏土进行微观结构测试,揭示了不同初始含水率下冻土微观结构的演化特征。同时,利用核磁共振技术测试不同初始含水率和不同温度下冻土的未冻水含量变化过程,探讨了既定负温下初始含水率对冻土未冻水含量与其微结构之间的定量关系。研究结果表明:冻结黏土含水率在液限范围内,随着初始含水率的增加,孔隙结构由集合物间孔隙向粒间孔隙发育,含水率超过液限后,随着初始含水率增加,超集合物间孔隙开始发育,并且在同一负温条件下,随着初始含水率的增加,孔隙分形维数和孔隙面积随之增大;对于高温冻土,随着初始含水率的增加,孔隙分形维数随未冻水含量的增加而增加,对于低温冻土,孔隙分形维数随未冻水含量的减少而增加;最后,建立了不同试验条件下冻土微观结构与其未冻水含量的经...
在既定负温下冻土中未冻水和固相冰的动态关系与其初始含水率密切相关,冻土中未冻水含量的改变直接影响了其微观结构的变化,加强不同初始含水率下冻土的未冻水含量与微观结构的定量关系研究对于揭示冻土特殊的物理力学性质具有重要的意义。本文利用新型冷冻扫描电镜对既定负温不同初始含水率(11.8%、23.1%、32.2%、42.2%、54.1%、64.2%、74.8%)下的冻结黏土进行微观结构测试,揭示了不同初始含水率下冻土微观结构的演化特征。同时,利用核磁共振技术测试不同初始含水率和不同温度下冻土的未冻水含量变化过程,探讨了既定负温下初始含水率对冻土未冻水含量与其微结构之间的定量关系。研究结果表明:冻结黏土含水率在液限范围内,随着初始含水率的增加,孔隙结构由集合物间孔隙向粒间孔隙发育,含水率超过液限后,随着初始含水率增加,超集合物间孔隙开始发育,并且在同一负温条件下,随着初始含水率的增加,孔隙分形维数和孔隙面积随之增大;对于高温冻土,随着初始含水率的增加,孔隙分形维数随未冻水含量的增加而增加,对于低温冻土,孔隙分形维数随未冻水含量的减少而增加;最后,建立了不同试验条件下冻土微观结构与其未冻水含量的经...
为研究饱和度对冻结红砂岩动态压缩性能及能量特性的影响,对饱和度分别为0,25%,50%,75%和100%的冻结红砂岩进行SHPB动态冲击压缩试验。研究结果表明:不同饱和度的冻结红砂岩破坏机制主要受未冻水弱化效应、冻结强化效应和冻胀损伤效应3种机制的影响;当饱和度低于25%时,未冻结合水对岩石的动态力学性能产生弱化作用;当饱和度介于25%~75%之间时,冻结强化作用占主导地位;当饱和度高于75%时,水冰相变导致的冻胀损伤占主导地位。冻结红砂岩的峰值强度、耗散能、能量利用率随饱和度的增加均呈先减小后增大再减小的三段式分布规律,且具有明显的应变率效应,而冻结红砂岩冲击压缩破坏的分形维数随饱和度的增加呈先上升后下降再上升的趋势。冻结红砂岩的冲击压缩力学性质及其能量特征均与冻结强化和冻胀损伤的相互作用密切相关。
为研究饱和度对冻结红砂岩动态压缩性能及能量特性的影响,对饱和度分别为0,25%,50%,75%和100%的冻结红砂岩进行SHPB动态冲击压缩试验。研究结果表明:不同饱和度的冻结红砂岩破坏机制主要受未冻水弱化效应、冻结强化效应和冻胀损伤效应3种机制的影响;当饱和度低于25%时,未冻结合水对岩石的动态力学性能产生弱化作用;当饱和度介于25%~75%之间时,冻结强化作用占主导地位;当饱和度高于75%时,水冰相变导致的冻胀损伤占主导地位。冻结红砂岩的峰值强度、耗散能、能量利用率随饱和度的增加均呈先减小后增大再减小的三段式分布规律,且具有明显的应变率效应,而冻结红砂岩冲击压缩破坏的分形维数随饱和度的增加呈先上升后下降再上升的趋势。冻结红砂岩的冲击压缩力学性质及其能量特征均与冻结强化和冻胀损伤的相互作用密切相关。
风作用下雪粒会发生漂移、沉积现象,进而对结构周边区域产生不利影响。对于相邻开口结构,结构四周风致积雪分布规律较为复杂且无规范可循。因此,分别以单独和相邻开口拱形屋面结构为研究对象,进行了风致积雪分布风洞试验研究,探讨了洞口方位对单独拱形结构表面及周边积雪分布的影响,结构间距和相对角度对两模型间积雪分布规律的影响。以风洞试验数据为依据,通过整体区域粒子的分形特性对比,定量分析了风致积雪漂移这种随机波动的外在紊乱运动。结果表明:洞口的存在极大程度地影响了拱形结构周边积雪分布情况。拱形屋面迎风边缘角部积雪完全侵蚀,产生马蹄状旋涡,结构背风侧积雪发生蠕移运动,呈波纹形式变化;当洞口位于侧立面时,结构周边的雪压分布较为有利;两模型间的风致积雪漂移运动并不是单独模型风雪作用的简单叠加,两开口模型间距越小,模型间积雪沉积越严重;两模型洞口角度为30°时,结构稳定性最为不利。通过粒子覆盖区域的分形特性分析得出,洞口方位比相对角度会更大程度影响结构周边积雪分布形态;洞口位于侧立面时中轴线、纵向轴线的积雪粗糙程度最小;相对角度为60°时,粒子粗糙度最大,但其局部最大雪深系数要低于30°,因此设计中应避免上...
风作用下雪粒会发生漂移、沉积现象,进而对结构周边区域产生不利影响。对于相邻开口结构,结构四周风致积雪分布规律较为复杂且无规范可循。因此,分别以单独和相邻开口拱形屋面结构为研究对象,进行了风致积雪分布风洞试验研究,探讨了洞口方位对单独拱形结构表面及周边积雪分布的影响,结构间距和相对角度对两模型间积雪分布规律的影响。以风洞试验数据为依据,通过整体区域粒子的分形特性对比,定量分析了风致积雪漂移这种随机波动的外在紊乱运动。结果表明:洞口的存在极大程度地影响了拱形结构周边积雪分布情况。拱形屋面迎风边缘角部积雪完全侵蚀,产生马蹄状旋涡,结构背风侧积雪发生蠕移运动,呈波纹形式变化;当洞口位于侧立面时,结构周边的雪压分布较为有利;两模型间的风致积雪漂移运动并不是单独模型风雪作用的简单叠加,两开口模型间距越小,模型间积雪沉积越严重;两模型洞口角度为30°时,结构稳定性最为不利。通过粒子覆盖区域的分形特性分析得出,洞口方位比相对角度会更大程度影响结构周边积雪分布形态;洞口位于侧立面时中轴线、纵向轴线的积雪粗糙程度最小;相对角度为60°时,粒子粗糙度最大,但其局部最大雪深系数要低于30°,因此设计中应避免上...
在新疆大范围寒区矿产资源开发中,边坡矿岩冻融灾害问题突出。为研究寒区边坡冻融岩石细观结构的演化特征,开展了0~120次循环冻融试验,基于低场核磁共振技术获得了循环冻融过程中岩石的细观结构参数。分析结果表明:随着循环冻融次数的增加,岩石核磁孔隙度呈现三个阶段变化特征,T2谱曲线在前20次循环冻融时变化明显,且变化主要表现在第2个峰。循环冻融岩石内部孔隙具有明显的分形特征,孔隙分形维数随循环冻融次数的增加呈现“V”字型变化,60次循环冻融时分形维数最小;随着分形维数的增大,孔隙的复杂程度增加,连通性增强。循环冻融过程中,中孔隙主导了岩石的细观结构演化。