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| 內容簡介： |
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《国家水网建设规划纲要》指出“推动建设高质量、高标准、强韧性的安全水网”，“发挥水网运行整体效能，增强系统安全韧性和抗风险能力”。作为调水工程的主要建筑物，输水渠道具有线路长及工程地质、运行环境条件复杂等特点，运行期存在特殊岩土渠段边坡失稳破坏风险，渠道边坡安全监控、稳定性态诊断和滑坡预测预警是亟待解决的难题。为此，《深挖方膨胀土边坡破坏机理与预测技术》聚焦深挖方膨胀土边坡破坏机理与预测技术，系统地介绍了深挖方膨胀土边坡施工期滑坡模式与成因、深挖方膨胀土渠坡运行期变形时空演化规律、高地下水膨胀土边坡变形破坏机理、深挖方膨胀土渠坡运行期稳定性的数值模拟分析方法、基于机器学习算法的深挖方膨胀土渠坡变形预测模型与失稳预测方法等。
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目录 第1章 绪论 1 1.1 深挖方膨胀土边坡安全保障研究背景与意义 1 1.2 膨胀土边坡变形破坏机理与分析.5 1.2.1 膨胀土特性介绍 6 1.2.2 膨胀土边坡滑坡破坏机理与特点研究现状 10 1.2.3 膨胀土边坡变形时空演变规律研究现状 15 1.2.4 膨胀土边坡变形预测与失稳预警方法研究现状 16 1.2.5 膨胀土边坡稳定分析方法研究现状 19 1.3 本书主要内容 21 参考文献 22 第2章 深挖方膨胀土边坡施工期滑坡模式与成因分析 26 2.1 施工期滑坡问题 26 2.1.1 膨胀土边坡开挖滑坡问题26 2.1.2 南水北调中线总干渠施工期滑坡介绍 29 2.2 施工期滑坡破坏模式、特征与主要诱发因素分析 32 2.2.1 施工期滑坡破坏模式与特征 32 2.2.2 施工期滑坡主要诱发因素分析 46 2.3 施工期滑坡典型案例分析 48 2.3.1 滑坡案例一 48 2.3.2 滑坡案例二 51 2.3.3 滑坡案例三 53 2.3.4 滑坡案例四 55 2.4 本章小结 57 参考文献 58 第3章 深挖方膨胀土渠坡运行期变形时空演化规律分析 60 3.1 渠坡运行期变形影响因素和安全监测技术 60 3.1.1 渠坡运行期变形影响因素 60 3.1.2 安全监测技术 62 3.2 渠坡运行初期变形体分布及病害特征分析 693.2.1 工程与地质条件 69 3.2.2 渠坡运行初期变形体分布特点 71 3.2.3 渠坡运行初期变形体外观病害特征分析 73 3.3 渠坡运行期浅层变形时空规律分析方法.79 3.3.1 渠坡运行期表面变形时空相似性指标 79 3.3.2 渠坡运行期表面变形时空加权聚类模型 82 3.3.3 渠坡运行期浅层变形时空演变规律分析 86 3.4 渠坡运行期内部变形时空规律分析方法 95 3.4.1 VMD基本原理 95 3.4.2 基于Soft-DTW的变量相似性度量 96 3.4.3 基于多变量LOF的潜在滑动面判定方法 98 3.4.4 渠坡运行期内部变形时空演变规律分析 99 3.5 渠坡运行期变形时空演变机理分析 103 3.5.1 地下水位对渠坡内部变形的影响分析 103 3.5.2 大气活动对渠坡上部变形的影响分析 104 3.5.3 变形体及潜在滑动面判定方法 105 3.5.4 变形机理分析 109 3.5.5 加固处置措施建议 111 3.6 本章小结 112 参考文献 112 第4章 高地下水膨胀土边坡变形破坏机理物理模型试验 115 4.1 物理模型试验设计 115 4.1.1 相似比尺分析 115 4.1.2 试验平台和模型设计 116 4.1.3 环境因素模拟 118 4.1.4 试验工况模拟与控制 118 4.2 试验方法与过程 119 4.2.1 边坡填筑与质量控制 119 4.2.2 监测传感器与布设方案 122 4.2.3 试验方法与过程控制 123 4.3 边坡表面变形和裂隙演化特征分析 124 4.3.1 表面变形和裂隙发展规律分析.124 4.3.2 基于数字图像相关法的表面裂隙演化特征分析 136 4.4 边坡含水率时空演化规律分析 147 4.5 边坡内部变形时空演化规律分析 1544.6 本章小结 157 参考文献 158 第5章 深挖方膨胀土渠坡运行期稳定性的数值模拟分析 160 5.1 膨胀土边坡稳定性分析中的主要因素 160 5.1.1 渠坡变形破坏的控制性因素 160 5.1.2 常用加固处置措施 163 5.2 渠坡失稳破坏机理的数值模拟分析方法 165 5.2.1 渠坡概化模型构建 165 5.2.2 裂隙面抗剪强度参数反演 166 5.2.3 膨胀土渠坡稳定性分析方法 176 5.3 渠坡运行期严重变形渠段的案例分析 180 5.3.1 工程与地质概况 180 5.3.2 渠坡变形与安全监测设施布置 182 5.3.3 渠坡变形及其统计模型分析 185 5.3.4 渠坡地下水位与缺陷探测 190 5.3.5 渠坡运行期稳定性分析 194 5.3.6 加固处置措施效果的数值模拟分析 196 5.4 本章小结 203 参考文献 203 第6章 深挖方膨胀土渠坡变形预测模型与失稳预测方法 205 6.1 研究渠段概况 205 6.1.1 工程概况 205 6.1.2 水文地质和工程地质 206 6.1.3 渠坡变形及采取的处理措施 207 6.1.4 渠坡安全监测布置 208 6.2 渠坡变形与影响因素分析 209 6.2.1 时间序列分析 209 6.2.2 影响因素分析 211 6.2.3 统计模型构建 212 6.2.4 渠坡变形主要影响因素分析 213 6.3 基于机器学习算法的渠坡变形预测模型 214 6.3.1 LSSVM基本原理214 6.3.2 渠坡变形的VMD-LSSVM预测模型 215 6.3.3 变形机理讨论 221 6.4 基于多变量局部异常系数的渠坡失稳预警方法 2216.4.1 滑坡时空演化特征识别与预警方法 221 6.4.2 验证算例 223 6.4.3 工程实例分析与讨论 226 6.5 本章小结 230 参考文献 231
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