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湖北省国省干线公路边坡岩土物理力学参数数据库的建立文献综述

 2020-05-02 17:59:41  

1.目的及意义

1.1选题背景和意义

滑坡是一个古老而又现实的问题,常常发生于山区自然边坡或人工开挖边坡。随着我国的基础设施建设力度的增大和对西部地区建设的进展,傍山开道是无法避免的工程,而山区公路的建设不得不进行一些开挖和填筑,由于山区公路的选线或不可抗力等因素,公路边坡常易出现失稳的情况。山区公路是连接山区各县镇的交通命脉,公路边坡一旦失稳发生滑塌等情况,交通便会严重收到影响,若发生滑塌处有居民等,则会对人们的人身财产造成重大的损失。

湖北省西部崇山峻岭,山高坡陡,且由于其气候条件属亚热带季风气候,雨量充沛,暴雨多发,是地质灾害的多发区。2003年秭归县发生的大型滑坡,造成了14人死亡,10人失踪,毁坏农田1000余亩的惨重后果[1]。近年来由于水库水位变化和人工开挖导致的公路边坡滑塌大量存在,因此对于该地区公路边坡问题的研究是十分必要的。

无论对于边坡的研究还是岩土工程的其他领域,目前许多理论、计算方法的研究都已经较为完善[2]。比如边坡的稳定性分析方法等,也有学者对智能算法运用于边坡的稳定性预测进行了探究,如沈强[3]将粒子群算法、人工神经网络等引入边坡稳定性评价当中。但是,对于岩土力学参数的取值研究相对较为落后,一是实验室的试验结果通常与现场实际情况有时差距较大,二是即便是进行现场的原位试验也不能完全做到不对岩土体原有的性状产生破坏,所以岩土力学参数的取值问题时岩土力学研究的瓶颈问题之一,也是最基础的研究工作之一。

随着现代科技的发展,大数据时代的到来为岩土工程的发展带来的新的契机。王浩[4]等指出,大数据技术的发展将使尚不可能从理论上准确计算和预测的岩土工程学科转变为可以“摸着石头过河”的实证科学。因此,大数据为岩土力学参数的确定提供了新的思路——智能决策系统。而任何智能决策系统的背后,一定需要有规模较大,各类数据较为齐全的数据库系统作为支撑。本文的研究着眼于湖北省国省干线公路边坡岩土物理力学参数数据库的建立,该项研究是对于湖北省的国省干线,主要是鄂西北地区的山区干线沿线边坡岩土体物理力学参数的数据库建立,形成一个规范的数据库系统,以便后续的数据采集、编录和修改以及在此数据库基础上的数据挖掘和智能评价系统的建立。

1.2 国内外研究现状综述

1.2.1 国内研究现状

对于岩土工程信息化系统的研究,张芳[5]等对建设领域信息技术发展的历程和应用现状做出了总结,揭示了岩土工程研究中信息技术的强大活力和应用前景,并且指出了日后岩土工程信息化的发展趋势和发展方向是实现2D和3D的互访,同时利用数据库来存放海量的数据文件,工程问题的解决方案,着力于信息技术的标准化建设;朱合华[6]等介绍了利用3S(GPS、RS和GIS)技术和计算机数字化技术建立三维城市地层信息管理系统的思路及其应用前景。

具体到岩土工程专业数据库系统的研究和开发,1987年世界滑坡登录联合工作组便提出了相关滑坡登录工作,明确了相关的技术名次术语等,开始了最早的滑坡登录工作[7]。上个世纪90年代谢强[8]等便搜集了全国铁路主要干线沿线的40多个岩质边坡的工程地质资料建立了一个初具规模的铁路岩石边坡数据库系统,并且可以用其进行简单的管理和分析功能。与此相类似的,赵宇飞等[7]在117个水利工程边坡问题的基础上建立了中国水利水电边坡数据库系统并运用XML技术实现网络共享;对于公路边坡数据库系统的建立,也有不少学者做出了贡献,如夏元友[9]等建立的祥临公路滑坡及高边坡数据库系统、李红旭、朱益军[10、11]建立的公路边坡数据库,都做出了相关的统计分析或相关的智能决策系统。但是,多数学者对于边坡岩土力学数据库都是基于桌面型数据管理系统ACCESS来进行建立的,如刘春、徐高巍、刘美芳等[2、12~14],虽然其操作简单、快捷,但是由于其安全性低、多用户特性弱,处理大量数据时的效率极低,所以对于大型数据库系统利用ACCESS是无法满足其需求的[15、16],而且,随着大数据时代的到来,数据存储的海量特点以及对数据处理的速度要求,ACCESS已几乎无法适应。针对此问题,吴玉财[17]等提出SQL Server是建立边坡数据库系统的一个较优选择并用其结合VB语言实现了分析系统的开发[18]。而实现数据库系统的建立之后,便是对于数据库系统的综合应用,即对数据的分析和处理。如李邵军[19]等基于数据库系统开发了智能边坡安全评估的三维智能信息系统。

1.2.2 国外研究现状

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