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基于过程控制理论的公路灾变高切坡防治研究
作者：任青阳，周建庭 著
出版社：科学出版社
出版时间：2020-05-01
ISBN：9787030611314
定价：¥260.00
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内容简介
在山区修筑公路过程中，不可避免地会出现大量高切坡，如处置不当，在暴雨、卸荷等作用下极易演化为灾变滑坡，造成重大的财产损失甚至人员伤亡，因此高切坡防控是我国西部山区公路建设和运维安全的重要问题。《基于过程控制理论的公路灾变高切坡防治研究》针对现有高切坡防治中基本不考虑高切坡的演化过程、高切坡防治结构长期适应性、高切坡监测信息数据处理中准确性和可靠性的技术难题开展研究，创建了高切坡地质灾害过程控制防治理论体系、研发了基于高切坡-防治结构相互作用和长期安全性的防治技术与高切坡地质灾害多场特征信息感知与数据处理技术。
作者简介
暂缺《基于过程控制理论的公路灾变高切坡防治研究》作者简介
目录
目录
前言
第1章 公路灾变高切坡防治理论与技术研究现状 1
1.1 公路灾变高切坡防治的意义 1
1.2 国内外研究现状 3
1.2.1 公路高切坡过程控制研究 3
1.2.2 公路高切坡监测预警技术 8
1.2.3 公路高切坡防治技术 16
第2章 公路高切坡病害调查与分析 24
2.1 依托工程高切坡现状 24
2.2 依托工点灾变高切坡病害类别及成因分析 25
2.2.1 夏曲养护段 25
2.2.2 巴青养护段 25
2.2.3 丁青养护段 26
2.2.4 类乌齐—昌都段 26
2.2.5 昌都—妥坝段 27
2.3 灾变高切坡危害性 28
2.4 公路各类高切坡灾变快速判别图表的建立 28
2.4.1 RMS分级理论的提出 29
2.4.2 RMS和RMR分类系统的原理 30
2.4.3 RMR数据与RMS数据间相关性研究 32
2.4.4 RMRbasic与自然边坡坡角关系式研究 33
2.4.5 关系式防误差使用说明 34
第3章 基于演化过程的高切坡灾害防控理论 35
3.1 过程控制理论 35
3.1.1 统计过程控制理论 35
3.1.2 自动过程控制 38
3.1.3 统计过程控制与自动过程控制的结合使用 41
3.2 基于卸荷地质过程的高切坡演化理论 44
3.2.1 卸荷作用区地质过程与灾变高切坡 44
3.2.2 卸荷作用下高切坡演化机理 68
3.3 高切坡破坏演化阶段划分和特征信息识别 92
3.3.1 高切坡多场信息演化物理模型试验设计 93
3.3.2 高切坡模型演化阶段划分 98
3.3.3 高切坡模型多场信息演化特征 100
第4章 高切坡地质灾害空地结合的调查与监测新技术 110
4.1 研究背景及研究现状 110
4.1.1 地质灾害调查现有方法及其局限性 110
4.1.2 地质灾害评价现有方法及其局限性 110
4.1.3 地质灾害监测现有方法及其局限性 111
4.2 星载差分干涉雷达在地质灾害面域精准调查中的研究 112
4.2.1 星载差分干涉雷达技术在地质灾害调查中的应用现状 112
4.2.2 基于D-InSAR展开地灾面域精准调查的研究 114
4.3 无人机低空遥感面域调查方法 119
4.3.1 无人机低空遥感技术原理 119
4.3.2 倾斜摄影关键技术 120
4.4 基于三维激光扫描的点云实景监测技术 122
4.4.1 研究背景与三维激光扫描技术基本原理 122
4.4.2 基于多回波信息的局部自适应地表信息提取 127
4.5 测量机器人技术 134
4.5.1 测量机器人技术原理及组成 134
4.5.2 测量机器人研究现状 135
4.6 分布式光纤边坡监测技术 137
4.6.1 概述 137
4.6.2 测量原理 138
4.7 空天地一体地质灾害立体化监测体系 140
4.7.1 地质灾害监测中的突出问题 140
4.7.2 区域性与现场空-天-地一体地质灾害监测体系 141
第5章 基于组合模型的高切坡监测数据处理技术 145
5.1 数据预处理 145
5.2 数据筛选 147
5.2.1 邓氏灰色关联度 147
5.2.2 广义灰色关联度 148
5.2.3 相似性灰色关联度和接近性灰色关联度 149
5.3 数据预测 150
5.4 数据精度分析 152
5.5 加权灰色模型在高切坡监测中的应用 154
5.5.1 监测因素的合理选择 155
5.5.2 过程分析 156
5.5.3 对比分析 159
5.6 灰色模型的优化 162
5.6.1 初始值优化模型 162
5.6.2 灰色模型的适应范围 162
5.6.3 优化背景值参数的灰色模型 166
5.6.4 预测值计算 169
5.7 优化模型的精度分析 169
5.7.1 数据维数的选取的影响分析 169
5.7.2 初始值的选取的影响分析 175
5.7.3 平移变换对精度的影响 180
5.8 灰色幂模型的应用 183
5.8.1 灰色幂模型建模 183
5.8.2 幂指数的求解 185
5.8.3 等间隔灰色幂模型 186
5.8.4 非等间隔灰色幂模型 190
5.8.5 非等间隔灰色幂模型在边坡监测中的应用 192
第6章 公路灾变高切坡全过程控制技术 200
6.1 公路灾变高切坡超前诊断技术研究 200
6.1.1 公路各类灾变高切坡坡体结构概化模型研究 200
6.1.2 公路各类高切坡无支护开挖指标体系研究 205
6.1.3 公路灾变高切坡超前诊断理论与方法体系构建 210
6.2 公路灾变高切坡超前处治设计与施工关键技术研究 240
6.2.1 超前处治结构与高切坡的耦合作用机制研究 240
6.2.2 公路灾变高切坡超前处治新型结构形式研究 266
6.2.3 超前支护结构实用设计方法研究 278
6.2.4 超前处治结构施工关键技术研究 321
6.3 公路灾变高切坡超前诊断与处治工程及效果后评估 324
6.3.1 G317岗托至妥坝段改扩建工程K987+650～900段高切坡示范工程 324
6.3.2 G317岗托至妥坝段改扩建工程K1034+370～550段高切坡示范工程 328
6.3.3 中尼公路曲（水）—大（竹卡）K4773+510段高切坡示范工程 329
6.3.4 公路灾变高切坡超前诊断与超前处治效果后评估 333
6.4 高切坡-防治结构相互作用机理 336
6.4.1 传统理论分析方法 336
6.4.2 基于抗滑桩与高切坡体相互作用过程的计算模型 345
6.4.3 桩土荷载分担比模型 349
6.4.4 抗滑桩与高切坡体相互作用机理数值试验研究概述 353
6.4.5 桩土相互作用数值试验模型 354
6.4.6 土拱效应的数值模拟研究 357
6.4.7 抗滑桩与高切坡体荷载分担比模型 366
6.4.8 三维空间土拱效应分析 377
6.5 高切坡-防治结构体系的长期安全性研究 380
6.5.1 考虑岩土体流变性质的强度折减法 380
6.5.2 无桩时高切坡长期稳定性研究 381
6.5.3 高切坡-抗滑桩体系长期稳定性研究 385
第7章 内容归纳与研究展望 390
7.1 内容归纳 390
7.1.1 主要研究内容 390
7.1.2 主要成果指标 393
7.2 后续研究与应用前景展望 394
7.2.1 后续研究 394
7.2.2 应用前景展望 394
参考文献 396
附录A 408
附录B 410
附录C 411
附录D 412
前言
第1章 公路灾变高切坡防治理论与技术研究现状 1
1.1 公路灾变高切坡防治的意义 1
1.2 国内外研究现状 3
1.2.1 公路高切坡过程控制研究 3
1.2.2 公路高切坡监测预警技术 8
1.2.3 公路高切坡防治技术 16
第2章 公路高切坡病害调查与分析 24
2.1 依托工程高切坡现状 24
2.2 依托工点灾变高切坡病害类别及成因分析 25
2.2.1 夏曲养护段 25
2.2.2 巴青养护段 25
2.2.3 丁青养护段 26
2.2.4 类乌齐—昌都段 26
2.2.5 昌都—妥坝段 27
2.3 灾变高切坡危害性 28
2.4 公路各类高切坡灾变快速判别图表的建立 28
2.4.1 RMS分级理论的提出 29
2.4.2 RMS和RMR分类系统的原理 30
2.4.3 RMR数据与RMS数据间相关性研究 32
2.4.4 RMRbasic与自然边坡坡角关系式研究 33
2.4.5 关系式防误差使用说明 34
第3章 基于演化过程的高切坡灾害防控理论 35
3.1 过程控制理论 35
3.1.1 统计过程控制理论 35
3.1.2 自动过程控制 38
3.1.3 统计过程控制与自动过程控制的结合使用 41
3.2 基于卸荷地质过程的高切坡演化理论 44
3.2.1 卸荷作用区地质过程与灾变高切坡 44
3.2.2 卸荷作用下高切坡演化机理 68
3.3 高切坡破坏演化阶段划分和特征信息识别 92
3.3.1 高切坡多场信息演化物理模型试验设计 93
3.3.2 高切坡模型演化阶段划分 98
3.3.3 高切坡模型多场信息演化特征 100
第4章 高切坡地质灾害空地结合的调查与监测新技术 110
4.1 研究背景及研究现状 110
4.1.1 地质灾害调查现有方法及其局限性 110
4.1.2 地质灾害评价现有方法及其局限性 110
4.1.3 地质灾害监测现有方法及其局限性 111
4.2 星载差分干涉雷达在地质灾害面域精准调查中的研究 112
4.2.1 星载差分干涉雷达技术在地质灾害调查中的应用现状 112
4.2.2 基于D-InSAR展开地灾面域精准调查的研究 114
4.3 无人机低空遥感面域调查方法 119
4.3.1 无人机低空遥感技术原理 119
4.3.2 倾斜摄影关键技术 120
4.4 基于三维激光扫描的点云实景监测技术 122
4.4.1 研究背景与三维激光扫描技术基本原理 122
4.4.2 基于多回波信息的局部自适应地表信息提取 127
4.5 测量机器人技术 134
4.5.1 测量机器人技术原理及组成 134
4.5.2 测量机器人研究现状 135
4.6 分布式光纤边坡监测技术 137
4.6.1 概述 137
4.6.2 测量原理 138
4.7 空天地一体地质灾害立体化监测体系 140
4.7.1 地质灾害监测中的突出问题 140
4.7.2 区域性与现场空-天-地一体地质灾害监测体系 141
第5章 基于组合模型的高切坡监测数据处理技术 145
5.1 数据预处理 145
5.2 数据筛选 147
5.2.1 邓氏灰色关联度 147
5.2.2 广义灰色关联度 148
5.2.3 相似性灰色关联度和接近性灰色关联度 149
5.3 数据预测 150
5.4 数据精度分析 152
5.5 加权灰色模型在高切坡监测中的应用 154
5.5.1 监测因素的合理选择 155
5.5.2 过程分析 156
5.5.3 对比分析 159
5.6 灰色模型的优化 162
5.6.1 初始值优化模型 162
5.6.2 灰色模型的适应范围 162
5.6.3 优化背景值参数的灰色模型 166
5.6.4 预测值计算 169
5.7 优化模型的精度分析 169
5.7.1 数据维数的选取的影响分析 169
5.7.2 初始值的选取的影响分析 175
5.7.3 平移变换对精度的影响 180
5.8 灰色幂模型的应用 183
5.8.1 灰色幂模型建模 183
5.8.2 幂指数的求解 185
5.8.3 等间隔灰色幂模型 186
5.8.4 非等间隔灰色幂模型 190
5.8.5 非等间隔灰色幂模型在边坡监测中的应用 192
第6章 公路灾变高切坡全过程控制技术 200
6.1 公路灾变高切坡超前诊断技术研究 200
6.1.1 公路各类灾变高切坡坡体结构概化模型研究 200
6.1.2 公路各类高切坡无支护开挖指标体系研究 205
6.1.3 公路灾变高切坡超前诊断理论与方法体系构建 210
6.2 公路灾变高切坡超前处治设计与施工关键技术研究 240
6.2.1 超前处治结构与高切坡的耦合作用机制研究 240
6.2.2 公路灾变高切坡超前处治新型结构形式研究 266
6.2.3 超前支护结构实用设计方法研究 278
6.2.4 超前处治结构施工关键技术研究 321
6.3 公路灾变高切坡超前诊断与处治工程及效果后评估 324
6.3.1 G317岗托至妥坝段改扩建工程K987+650～900段高切坡示范工程 324
6.3.2 G317岗托至妥坝段改扩建工程K1034+370～550段高切坡示范工程 328
6.3.3 中尼公路曲（水）—大（竹卡）K4773+510段高切坡示范工程 329
6.3.4 公路灾变高切坡超前诊断与超前处治效果后评估 333
6.4 高切坡-防治结构相互作用机理 336
6.4.1 传统理论分析方法 336
6.4.2 基于抗滑桩与高切坡体相互作用过程的计算模型 345
6.4.3 桩土荷载分担比模型 349
6.4.4 抗滑桩与高切坡体相互作用机理数值试验研究概述 353
6.4.5 桩土相互作用数值试验模型 354
6.4.6 土拱效应的数值模拟研究 357
6.4.7 抗滑桩与高切坡体荷载分担比模型 366
6.4.8 三维空间土拱效应分析 377
6.5 高切坡-防治结构体系的长期安全性研究 380
6.5.1 考虑岩土体流变性质的强度折减法 380
6.5.2 无桩时高切坡长期稳定性研究 381
6.5.3 高切坡-抗滑桩体系长期稳定性研究 385
第7章 内容归纳与研究展望 390
7.1 内容归纳 390
7.1.1 主要研究内容 390
7.1.2 主要成果指标 393
7.2 后续研究与应用前景展望 394
7.2.1 后续研究 394
7.2.2 应用前景展望 394
参考文献 396
附录A 408
附录B 410
附录C 411
附录D 412
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