考虑地质模型不确定性的渐进式滑坡变形演化机理研究

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基本信息

  • 批准号:
    41702294
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0705.工程地质环境与灾害
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The deformation evolution of the progressive landslide, an important topic in the prevention and mitigation of landslide hazards, has been widely studied around the world. The geological model, which is referred to herein as the spatial distributions of the stratum type and the geotechnical parameters at the geological site of concern, is the fundamental input parameter to the analysis of the deformation evolution of the landslide; however, owing to the deposit histories, tectonic activities and human activities, both the stratum type and the geotechnical parameters could be spatially varied. In such circumstances, the purpose of this research is to study uncertainty of the geological model at the comprehensive field test site in Huangtupo Landslides, and then to study the deformation evolution of the progressive landslide considering geological model uncertainty. Within the framework of this project, an uncertain geological model, which could simultaneously consider the spatial variations of the stratum type and the geotechnical parameters, will be established; in which, the spatial variations of the stratum type and the geotechnical parameters will be modelled with the Markov chain model and the conditional random field model, respectively. And then, a refined numerical model, which could simulate the complete evolution process of the progressive landslide deformation, will be built; in which, the continuum mechanics and the discontinuum mechanics of the sliding materials will be modelled with the numerical program FLAC3D and PFC3D, respectively. With the established geological model and the refined numerical model, Monte Carlo simulation will readily be employed to simulate the uncertainty of the geological model at the landslide site, as such the influence of the geological model uncertainty on the deformation evolution of the progressive landslide could be studied; based upon which, the deformation evolution of the progressive landslide, under the scenario of the uncertain geological model will be revealed. It is worthwhile noting that the field data regarding both the geological model and the landslide defamation, involved in this research, will be collected from the comprehensive field test site in Huangtupo Landslides. This research is expected to provide theoretical and technical supports for both the evaluation and the mitigation of the progressive landslide hazards in China; and, this research is expected to have a broad positive impact on both the theoretical development and engineering application.
渐进式滑坡变形演化机理是滑坡地质灾害防灾减灾研究的重要课题。地质模型是滑坡变形演化机理研究的重要输入参数,然而受沉积历史、构造活动及工程活动等影响,工程场地地层类型与岩土参数均存在空间随机分布特性。本项目以巴东黄土坡滑坡野外大型综合试验场为现场研究基地,在研究黄土坡滑坡工程场地地质模型不确定性的基础上,开展地质模型不确定性条件下渐进式滑坡变形演化机理研究。运用马尔科夫链与条件随机场分别模拟地层类型与岩土参数空间随机分布,建立工程场地不确定性地质模型;运用FLAC3D与PFC3D分别模拟滑坡体连续介质与非连续介质力学性态,建立渐进式滑坡变形演化过程精细数值模型;运用蒙特卡洛抽样方法对滑坡地质模型进行抽样模拟,研究地质模型不确定性对渐进式滑坡变形演化过程的影响,揭示地质模型不确定性条件下渐进式滑坡变形演化机理。项目的实施可为我国渐进式滑坡地质灾害评价与防治提供理论与技术支撑。

结项摘要

开展考虑地质模型不确定性的渐进式滑坡变形演化机理研究具有重要意义。本项目以巴东黄土坡滑坡野外大型综合试验场和秭归马家沟滑坡野外综合试验场为现场研究基地,在研究典型滑坡工程场地地质模型不确定性的基础上,开展了地质模型不确定性条件下渐进式滑坡变形演化机理研究。基于条件随机场与马尔科夫理论,提出了工程场地不确定性地层建模方法,构建了马家沟滑坡不确定性地层模型,揭示了地层不确定性对马家沟滑坡稳定性与滑动面位置的影响;基于条件随机场理论,构建了典型滑坡案例岩土参数空间分布不确定性模型,研究了岩土参数不确定性对滑坡稳定性的影响;基于上述地层与岩土参数不确定性建模方法,提出了地层不确定性与参数不确定性耦合建模方法,研究了地层不确定性与参数不确定性耦合作用对工程地质问题性能响应的影响。采用有限元分析软件COMSOL,研究揭示了库水位波动对库岸边坡稳定性的影响规律;采用离散元分析软件PFC,建立了渐进式滑坡变形破坏过程精细数值模型;运用离散参数随机组合表征滑坡变形破坏过程数值建模参数不确定性,提出了考虑建模参数不确定性的渐进式滑坡变形破坏及运动过程不确定性分析方法;以深圳市光明新区红坳弃土场滑坡和重庆市武隆区铁矿乡鸡尾山滑坡为例,开展了考虑建模参数不确定性的滑坡变形破坏及运动过程模拟;结合典型滑坡现场调查与数值模拟,初步完成了不同场地条件作用下滑坡运动速度、运动距离与堆积形态等的室内滑坡运动过程物理模型试验装置设计与可行性验证工作。依托该项目发表中文核心及以上论文11篇,其中SCI论文9篇(包括第一作者5篇、通讯作者4篇);邀请国内外学者来访讲学6人次,参加国内外学术会议20次(包括5次分会场主席、3次分会场主持人、2次大会特邀报告、3次大会邀请报告、4次大会分会场报告)。各项指标均超额完成。项目研究成果可为滑坡地质灾害评价与防治提供理论与技术支撑,具有重要的科学理论意义和工程应用价值。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
Stratigraphic uncertainty modelling with random field approach
使用随机场方法进行地层不确定性建模
  • DOI:
    10.1016/j.compgeo.2020.103681
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Computers and Geotechnics
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Wenping Gong;Chao Zha;C. Hsein Juang;Huiming Tang;Hui Wang;Xinli Hu
  • 通讯作者:
    Xinli Hu
A new framework for characterizing landslide deformation: a case study of the Yu-Kai highway landslide in Guizhou, China
表征滑坡变形的新框架:以中国贵州玉开公路滑坡为例
  • DOI:
    10.1007/s10064-018-1397-0
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    Bulletin of Engineering Geology and the Environment
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Huiming Tang;Wenping Gong;Changdong Li;Liangqing Wang;C. Hsein Juang
  • 通讯作者:
    C. Hsein Juang
Model selection in geological and geotechnical engineering in the face of uncertainty - Does a complex model always outperform a simple model?
面对不确定性的地质和岩土工程模型选择 - 复杂模型是否总是优于简单模型?
  • DOI:
    10.1016/j.enggeo.2018.05.022
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
    Engineering Geology
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    C. Hsein Juang;Wenping Gong;James R. Martin II;Qiushi Chen
  • 通讯作者:
    Qiushi Chen
Optimization design of stabilizing piles in slopes considering spatial variability
考虑空间变异性的边坡稳定桩优化设计
  • DOI:
    10.1007/s11440-020-00960-6
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    Acta Geotechnica
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Wenping Gong;Huiming Tang;C. Hsein Juang;Lei Wang
  • 通讯作者:
    Lei Wang
Probabilistic analysis and design of stabilizing piles in slope considering stratigraphic uncertainty
考虑地层不确定性的边坡稳定桩概率分析与设计
  • DOI:
    10.1016/j.enggeo.2019.105162
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Engineering Geology
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Gong Wenping;Tang Huiming;Wang Hui;Wang Xiangrong;C.Hsein Juang
  • 通讯作者:
    C.Hsein Juang

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基于多场关键信息监测的库岸堆积层滑坡演化动态概率预测
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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