基于SWMM–LISFLOOD耦合模型的武汉东西湖区城市内涝水动力模拟与风险演变
研究以武汉东西湖区一典型排水系统为例,用EPA-SWMM与LISFLOOD-FP构建1D–2D耦合水动力框架,模拟20年一遇设计暴雨下的城市内涝。SWMM模型含869个节点、890条管段和845个子汇水区,20年一遇暴雨下96个节点溢流(占11.05%),累计溢流量12.84×10⁴ m³,最长连续溢流历时2.18 h。
研究以武汉东西湖区一典型排水系统为例,用EPA-SWMM与LISFLOOD-FP构建1D–2D耦合水动力框架,模拟20年一遇设计暴雨下的城市内涝。SWMM模型含869个节点、890条管段和845个子汇水区,20年一遇暴雨下96个节点溢流(占11.05%),累计溢流量12.84×10⁴ m³,最长连续溢流历时2.18 h。
河北青龙满族自治县采用正射影像与 GPR 数据在 GOCAD 平台构建浅层溶洞异常三维模型,GPR 布设 20 条普查剖面和 8 条详查剖面,圈定 C 线 C0071 附近约 5–25 m 深的靶区 1 和 D 线 D0090 附近约 3–12 m 深的靶区 2。
研究整合地震记录、GRACE/GRACE-FO月重力场(经GLDAS水文改正)与GNSS-InSAR地表形变,分析哥伦比亚Algeciras断裂系(AFS)的时空关联。
研究将 RT-DETRv4 改造为 SLD-DETR,引入尺度引导聚焦蒸馏(SGFD)、高分辨率尺度感知监督(HRSS)和 stride-4 解码器记忆(S2-Mem),在 MSLD 数据集源场景不重叠 6:2:2 划分上以 5 个独立训练种子评估。
四川盆地南部五峰组—龙马溪组海相页岩低阻异常受成熟度控制:等效镜质体反射率Ro,eq超过约2.9%后,芳香碳结构有序化形成类石墨电子导电网络,电阻率显著降低。低阻页岩以微孔和中孔为主,总孔体积随电阻率下降而减小,主要因中孔至大孔损失。较低成熟度阶段低阻主要由地层水离子传导与黏土矿物表面导电控制,黄铁矿为辅助导电相。
四川盆地南部永川地区龙马溪组一段页岩储层中,弱变形区(向斜)以有机孔和相对简单的孔隙网络为主,强变形区(背斜与断块)则发育无机孔、微裂缝及复合孔隙、网络复杂且分形维数更高。研究采用XRD、薄片观察、SEM和低温氮气吸附实验分析矿物组成、孔隙类型、孔隙结构与含气量,页岩以硅质为主、富含石英与黏土矿物、脆性高。构造变形不仅改变孔隙几何形态,还显著影响孔隙体系的分形标度,从而控制页岩气富集。
针对传统各向异性射线追踪需反复做刚度张量旋转与Christoffel本征系统计算的问题,提出一种直接由qP波相速度及其空间与方向导数构建射线方程的三维追踪方法,避免Bond变换,并采用四阶Runge–Kutta格式积分。均质、层状与构造复杂模型的数值试验结果与解析解、快速行进法结果及模拟qP波前吻合良好。
研究在Gan等已报道的FA-VAG点预测骨干上增加区间预测层:迁移预训练隐状态、经PCA降维后与多步点预测融合,再由RVFLN映射为非交叉上下界,并用先验信息改进的麻雀搜索算法SG-ISSA优化输出权重。
研究提出集成 GeoAI-GIS-MCDM 框架,用于城市重型车辆盲区预警系统的部署优先级排序与摄像头感知模型检测能力评估。
针对红色盆地中后退式与平移式滑坡机制不同却被统一建模的问题,构建了融合频率比因子筛选、贝叶斯概率数据集构建与混合概率神经网络(MPNN)的机制分异框架,并在中国三水区15年多源滑坡编录上验证。
针对半航空频率倾子测深法(SFTS)解释技术不足的问题,研究基于倾子与背景电阻率的复隐函数关系定义全区视电阻率并用二分搜索算法迭代求解,同时通过数据拟合构建视深度的显式计算式,实现快速全区视电阻率-深度成像。一维层状模型与三维合成模型验证表明,该方法可定性圈定低阻块状硫化物矿体与高阻斑岩系统等主要电性异常并给出其大致空间位置,为野外详查前的快速异常识别与靶区排序提供依据。
针对南芬露天铁矿东帮边坡,采用地质建模与弹性损伤本构模型,结合 UAV 摄影测量和地质勘探数据还原地形、岩性与地下空洞,按 2024 年、2025 年末实际境界及 2026 年、2027 年末设计境界模拟连续开挖。报告沉降由基线最大 27.5 mm 降至最终工况的亚毫米量级,损伤图显示空洞相关区域与边坡相关区域在空间上分离。
研究提出 Masked Spatiotemporal Graph Transformer 方法,利用异步多源监测数据实现归因感知的滑坡状态识别。该方法面向滑坡监测中数据来源不同步的问题,构建掩码时空图 Transformer 模型。
西南交通大学杨尚川等人在 Acta Geotechnica 发表研究,将随机场理论引入坡顶基础不排水承载力评估,建立解析模型并与数值模拟对比验证。研究从概率角度分析不排水抗剪强度空间变异性对极限承载力、承载力系数和失效机制分布的影响,并指出边坡稳定并不必然保证邻近基础承载力足够。论文最后提出失效频率图,用于指导承载力设计改进和评估基础退让距离是否充分。
推荐理由:把随机场理论引入坡顶基础不排水承载力评估,并给出失效频率图,可供复核坡顶基础退让距离。
研究以鄂尔多斯盆地呼吉尔特矿区母杜柴登煤矿3-1煤层为对象,结合现场水文地质试验、长期序列监测、FLAC 3D数值模拟与Visual MODFLOW流场反演,揭示采动应力与渗流耦合下顶板含水层水文地质参数的时空演化规律。
推荐理由:以鄂尔多斯盆地某煤矿为对象,量化了采动应力与渗流耦合下顶板含水层参数的时空演化规律。
研究提出一种基于深度学习的方法,通过自动分割红外热像中的热异常区域来识别煤岩组合体破坏前兆。该方法针对煤岩组合体破坏过程的热红外前兆特征开展识别研究,成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering。
针对类岩石材料,提出一种非局部损伤正则化建模方法,可降低模型结果对特征长度的依赖。该方法由Lu等人完成,发表于Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2026年10月17日在线出版。
针对硬岩破坏与变形难以统一表征的问题,提出了一种状态相关弹塑性模型。该模型可对硬岩的破坏与变形行为进行一致性描述。
针对地震-降雨耦合作用下基岩与冰碛土覆盖层边坡,提出WOA-MVMD方法分析其地震响应特征与损伤演化机制。研究由Wanpeng Shi、Danqing Song等完成,成果发表于Engineering Geology第375卷(2026年12月)。
针对自下而上施工的地铁车站基坑,通过现场观测与解析方法揭示了开挖全过程的变形与荷载传递行为。研究基于实测数据分析了各开挖阶段围护结构变形与受力响应特征,并建立解析模型对观测结果进行解释。
针对面板厚度与芯层剪切模量沿平面按可分离余弦变化的夹芯板,建立了七自由度矩形有限元,采用Mead–Markus运动学(Kirchhoff面板、Kelvin–Voigt芯层一阶剪切、单一横向挠度)。
对闪长岩试样进行部分加载至破裂试验,观测到压力激发岩石电势随加载过程变化,并同步调制红外亮温的演化。该研究将岩石破裂前的电信号与红外辐射异常联系起来,为理解地震前热红外异常的可能机制提供了实验依据。
通过分层监测顶板与煤体侧向变形并结合AE监测、三维AE震源定位及基于能量耗散的CES/σtp框架,研究了顶板岩性对单轴压缩下煤岩组合体峰前失稳演化的控制作用。中等强度顶板煤岩组合体峰值强度比高强度顶板组合体高6–13%,峰前弹性能储能极限约高41%,层间协调与能量积累更有利;高强度顶板组合体顶板参与受限、煤体膨胀主导并出现突发局部失稳。
研究提出基于质量变化的泄漏率评估模型,引入相对泄漏率表征井筒密封性能,并用泰安盐穴压缩空气储能项目的现场实测数据系统评价井筒气密性。结果表明该方法优于常规评估方法,在井口压力尚未稳定时也能识别气体泄漏率;井口压力周期性波动主要由大气温度变化引起,气液界面虽稳定在特定深度但气体仍在泄漏,泄漏通道为1号井向3号井的层间渗透而非沿井筒向上扩散至地表。分析认为井筒整体完整性满足工程安全要求。
推荐理由:基于质量变化的井筒气密性评估模型,用泰安盐穴现场氮气泄漏试验数据验证,可迁移到其他盐穴储能密封性判读。
研究用相似材料制作0°和30°倾角、不同软硬层厚比的岩样,开展单轴压缩与垂直层理剪切蠕变试验,并用DIC和AE监测。随软层厚度与层理倾角增大,破坏由拉张裂纹转为剪切局部化,0°–4:1试样拉张事件占AE事件的47.1%,30°–2:3试样剪切事件达54.5%。
推荐理由:试验给出软硬互层岩体由拉张转剪切破坏的层厚比与倾角阈值,以及蠕变加速的应力门槛,可供反倾软硬互层边坡长期稳定评估参考。
针对干堆尾矿库,提出基于BP神经网络的浸润线修正与预测方法。该方法利用BP神经网络对浸润线进行修正和预测,为干堆尾矿库的渗流控制与稳定性评价提供依据。
采用纳米压痕与分子动力学模拟研究天然岩盐中晶界对弹塑性应变分配的影响。结果表明晶界显著改变岩盐的弹塑性应变分配行为。该研究为岩盐力学特性及地下储库稳定性评价提供依据。
研制了可同步加载并加热至650 °C的超高温三轴试验系统,采用超薄耐腐蚀金属套筒隔离围压腔与岩样,实现可靠密封并安全排出产物。试验发现强度与刚度随温度升高显著下降,300 °C–400 °C为干酪根热解驱动的快速劣化临界过渡区。据此提出分段劣化的温度相关本构模型并嵌入THMD耦合数值框架,模拟验证其能准确捕捉非线性劣化过程并预测损伤局部化与储层变形。
研究采用真三轴单面卸载的应力路径模拟隧道开挖真实应力调整过程,考察切向加载速率对岩爆的影响。切向加载速率 0.05 MPa/s 时试样发生片帮式静态脆性破坏,属破裂-剥落型岩爆;1.0、3.0、5.0 MPa/s 时出现不同程度弹射破坏,属弹射型岩爆,破坏机制以拉、剪及拉剪复合为主。
推荐理由:真三轴单面卸载应力路径下,切向加载速率从 0.05 到 5.0 MPa/s 使岩爆由片帮型转为弹射型,可供岩爆倾向性判别参考。
深部隧道施工可诱发土体–结构群发生灾变破坏,相关成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,作者为 Xing-Tao Lin、Qi-Jia Wu、Dong Su、Ze-Yu Zhao、Xiangsheng Chen。
研究通过地球物理与微观结构特征追踪地下采矿地质系统中裂纹从萌生到破坏的演化过程。作者Majid Khan、Xueqiu He、Dazhao Song与Ahmed E. Radwan的成果已在线发表于Engineering Geology。
将逐次随机叠加法(SRAM)与侵入渗流(IP)模型结合,模拟了水平粗糙裂隙中的两相渗吸过程,并提出地质熵指标熵尺度(H_s)量化裂隙开度的空间无序性。开度标准差增大、局部分布相关性减弱时H_s降低,侵入相连续流道更难形成,截止开度b_min上升、残余饱和度S_r增大,饱和度-相对渗透率曲线斜率变陡(m减小)。据此给出m随H_s的二次多项式关系与S_r随H_s的线性关系两个经验公式。
研究提出物理约束迁移学习(physics-constrained transfer learning)方法,用于在缺乏力学实测数据时间接估算页岩盖层泊松比υ,从而评估CO₂封存中盖层完整性。该方法针对页岩遇CO₂发生化学反应、盖层岩心稀缺且易失水等导致直接测量不可靠的问题,弥补了现有相关模型在页岩中R²不超过0.46的不足。
研究采用数据驱动机器学习模型预测储能盐穴的长期地表沉降,作者为Kai Zhao、Sihao Yu与Louis Ngai Yuen Wong,成果发表于Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering。
针对红黏土裂隙淤堵对污染物运移的影响,开展了试验研究并建立模型。研究考察了裂隙淤堵条件下红黏土中污染物的运移规律,并通过模型对试验结果进行模拟分析。
研究以纳林河二号煤矿31119沿空掘巷工作面为背景,结合埋管监测、沿空侧定向钻孔取样与CFD多孔介质模拟,分析留设煤柱损伤对漏风与氧迁移的影响。现场监测显示31119采空区氧化带在进风侧为37.5至83.9 m、回风侧为16.2至49.0 m,模拟结果为35至84 m和16至51 m;邻近31120采空区沿走向监测氧化带约−45至14 m,模拟为−48至13 m。
推荐理由:以纳林河二号煤矿31119工作面为背景,用埋管监测与CFD模拟对照,量化了窄煤柱损伤对邻近采空区氧化带扩展的控制作用。
水力-力学相场模拟揭示了多孔岩石在循环孔隙压力下的疲劳机制,可显式追踪任意裂纹轨迹而无需重网格或额外断裂判据。循环孔隙压力扰动通过改变有效应力、驱动流体扩散和局部孔隙尺度弱化,逐步引发不可逆变形、微损伤累积与应变局部化。该方法将微观结构演化与宏观力学响应联系起来,适用于地热、碳封存和地下储氢等地下储层工程的长期稳定性预测。
研究针对盐穴压缩空气储能(CAES)调峰运行下的长期稳定性,开展不同加载速率盐岩疲劳蠕变试验并同步声发射监测。宏观上加载速率越高弹性模量越大、能量耗散与损伤累积受抑制、疲劳蠕变寿命延长,稳态蠕变速率随加载速率呈慢快慢的非线性衰减并呈 Sigmoidal 边界效应;细观上高加载速率削弱整体声发射活动、减小微裂纹尺度并促进剪切裂纹萌生,但拉伸裂纹始终占主导。
推荐理由:针对盐穴压缩空气储能调峰工况,试验揭示加载速率对盐岩疲劳蠕变寿命与声发射活动的调控规律,并给出可复现的损伤本构。
研究采用四级量化节理粗糙度、轴向预应力1–4 kN的一维大理岩块体链模型,结合自研水平冲击装置进行静动组合加载,从时域、频域和动能演化分析轴向响应。结果表明节理越粗糙,衰减与高频阻尼越强,主频和质心频率向低频移动;增大轴向预应力使块体链由摆动式运动转向连续介质式P波传播,显著降低加速度与频谱幅值,但对峰值频率影响很小。
推荐理由:一维大理岩块体链冲击试验量化了节理粗糙度与法向预应力的耦合作用,可对照理解节理岩体中的扰动波衰减。
采用位移不连续法描述裂缝张开、剪切位移与诱发弹性应力场,结合最大周向应力准则判定裂缝尖端扩展与偏转,并引入RKL超时间步进格式提升刚硬水力-力学耦合方程的显式积分效率。模型经已发表基准算例验证,各向同性与各向异性地应力条件下预测裂缝轨迹平均水平偏差分别为0.23 m和0.60 m。参数研究量化了裂缝数量、簇间距、水平应力差、流体黏度及每簇射孔数对裂缝几何、流量分配与扩展均匀性的影响。