基于GIS的內(nèi)河航道工程邊坡穩(wěn)定性預(yù)報(bào)系統(tǒng)研究.pdf

1、“十二五”期間，我國(guó)將重點(diǎn)發(fā)展內(nèi)河水路運(yùn)輸，加大對(duì)長(zhǎng)江、西江等內(nèi)河航道基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度，并提出利用10年左右的時(shí)間，建成暢通、高效、平安、綠色的現(xiàn)代化內(nèi)河水運(yùn)體系，同時(shí)建成比較完備的安全監(jiān)管和救助體系，充分發(fā)揮內(nèi)河水路運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢(shì)和潛力，有效帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
　　 本課題主要針對(duì)內(nèi)河航道工程建設(shè)與運(yùn)行過程中的邊坡穩(wěn)定性問題展開研究，采用GIS技術(shù)與巖土力學(xué)數(shù)值計(jì)算方法相結(jié)合的方式，建立一套針對(duì)內(nèi)河航道工程邊坡穩(wěn)定性的分析和預(yù)報(bào)

2、系統(tǒng)，旨在為工程建設(shè)期和運(yùn)行期的安全評(píng)估以及其它科學(xué)研究提供數(shù)字信息，并為國(guó)家有關(guān)管理部門和航運(yùn)企業(yè)的科學(xué)決策提供依據(jù)，主要完成的工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 1)在Access軟件平臺(tái)上建立了一套內(nèi)河航道工程地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，并利用VB和SQL聯(lián)合編程進(jìn)行Access數(shù)據(jù)庫(kù)和MapInfo的無(wú)縫對(duì)接，以實(shí)現(xiàn)GIS屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步更新。
　　 2)在ABAQUS大型通用有限元軟件的平臺(tái)上建立了內(nèi)河航道工程邊

3、坡穩(wěn)定性分析和預(yù)報(bào)模型，該模型采用CPE4P單元和修正的Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則，同時(shí)考慮降雨和地下水位變化引起的土體滲流影響，根據(jù)土體有效應(yīng)力和強(qiáng)度折減法原理計(jì)算邊坡的安全系數(shù)。
　　 3)利用VB、Python和MapBasic聯(lián)合編程對(duì)ABAQUS和MapInfo進(jìn)行二次開發(fā)，將有限元模型嵌入到GIS中，實(shí)現(xiàn)了邊坡穩(wěn)定性的定量預(yù)報(bào)，避免了不確定性方法不深入研究邊坡失穩(wěn)內(nèi)在機(jī)理的缺點(diǎn)。
　　 4)利用MapB

4、asic編程對(duì)MapInfo進(jìn)行二次開發(fā)，自定義內(nèi)河航道工程邊坡穩(wěn)定性預(yù)報(bào)系統(tǒng)軟件界面，簡(jiǎn)化GIS篩選、統(tǒng)計(jì)和空間分析等各種功能的操作，實(shí)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定性結(jié)果的可視化，為科學(xué)決策提供依據(jù)。
　　 5)選取廣西魚梁航運(yùn)樞紐庫(kù)區(qū)典型邊坡斷面進(jìn)行內(nèi)河航道工程邊坡穩(wěn)定性預(yù)報(bào)系統(tǒng)的框架建設(shè)工作，首先利用卡丘金經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)坍岸寬度的大小進(jìn)行預(yù)判，然后利用有限元預(yù)報(bào)功能調(diào)用ABAQUS模型計(jì)算邊坡安全系數(shù)，最后利用GIS的空間數(shù)據(jù)可視化功能查看區(qū)域