一种超载与地震组合作用下的边坡滑动计算方法研究

为了探究极端环境条件对边坡稳定性的影响,针对超载与地震组合作用下的致滑因素进行了分析,基于能量法与强度折减法推导了组合作用下的安全系数Fs以及临界加速度系数Ks,采用Matlab内嵌序列二次优化法求解极限值,并与经典解比较,最后选取汶川地震、熊本地震2条代表性地震波对边坡位移进行计算.结果表明,1)验证结果准确,推导方...     

降雨及渗流条件下层状砂质板岩 边坡变形破坏模式研究

为增强边坡在恶劣条件下的稳定性,针对降雨及渗流条件下的层状砂质板岩边坡进行研究,采用边坡模型试验和有限元模拟方法,研究了边坡的变形破坏形态和位移变化情况。结果表明,边坡的变形破坏是一个持续发展的过程。主要从坡体中部开始,形成一个D字状的位移曲线,随着降雨时间的增加,最终坡体完全被破坏;当降雨强度分别为600 mm/d和800 mm/d时,边坡中部出现塌落,其降雨时间分别为16 800 s和13 300 s,说明了强降雨对边坡失稳有被更大的加速作用;通过对边坡模型试验和有限元模拟试验的结果对比表明,层状砂质板岩边坡破坏形态和位移变化趋势基本保持一致,验证了模型试验监测数据的准确性和有效性。研究结果为降雨及渗流条件下层状砂质板岩边坡变形破坏机理提供了实验依据和数值模拟参考,可为类似砂质板岩边坡渗流问题研究提供借鉴。     

基于LSTM法的高速公路边坡稳定性研究

为了准确分析高速公路边坡性状,确保路基的稳定性,结合高速公路边坡环境特征,以边坡监测数据为基础,利用长短期记忆人工神经网络(LSTM)方法建立了高速公路边坡稳定性预测模型.以影响边坡稳定性的边坡质量系数、边坡结构系数、坡高系数、坡角系数、工程因素等因素为评估依据,采用降噪补缺、数据变换等方法处理LSTM前端数据,利用L...     

气液两相流原理在边坡稳定性分析中的有效性研究

为研究雨水渗流行为和孔隙水压变化对边坡稳定性的影响,以降低降雨诱发的边坡失稳概率,采用气液两相流数值模拟法对一维渗流实验和斜面模型渗流实验进行分析,并对2012年青海省同仁县西山发生的滑坡进行再现模拟。按Mohr-Coulomb屈服标准建立风化岩弹塑性模型,通过孔隙水压力和孔隙压力以及有效应力变化分析了滑坡发生的可能性。结果表明:1)单相流分析没有考虑到孔隙气压的影响,可能导致渗透速度快于实验结果,而气液两相流分析可有效评估孔隙气压对土体渗流的影响,并更易计算饱和度、基质吸力和渗透系数之间的关系;2)模型试验结果表明,一旦渗透面到达计测点,孔隙压力就会突然上升,采用两相流应力-渗流耦合分析时,滑坡发生位置和形态与实际滑坡高度相似,滑动面附近的孔隙水压力和孔隙气压增加是造成滑坡的重要原因之一。研究证实了气液两相流法在降雨边坡稳定性分析中的适用性与有效性,可为研究降雨期间的边坡稳定性提供一定参考。     

上部覆盖层下伏页岩一类潜在滑坡演化变形机制分析

为研究上部覆盖层下伏页岩这一类型的滑坡失稳变形,需要确定其变形的潜在影响因素,从定量角度上分析这一类型滑坡灾害的变形演化问题。以容县六王镇西流河潜在滑坡为研究对象,借助钻孔勘探、室内试验和地质调绘,详细分析了西流河滑坡的工程地质概况,并推测其可能的变形演化机制,然后利用Geostudio数值软件建立西流河滑坡的渗流模型,模拟其在不同降雨工况下的渗流规律。研究发现:西流河滑坡在持续降雨过程中稳定性系数从1.224逐步降低至1.09,稳定性系数不断下降,滑坡体内由垂直入渗逐步转化沿滑动带稳定渗流;当遭遇极端暴雨情况(50年重现期)时,滑坡体内稳定渗流场显著增厚,饱和滑带土增多,滑坡安全储备达到极限。由此可以得出:上部覆盖层下伏页岩一类滑坡变形演化过程主要分滑坡体上部覆盖层堆积阶段,垂直入渗至页岩富水软化阶段和稳定渗流至潜在滑动带软化蠕变这3个阶段;其中上部覆盖层的高渗透性和下伏页岩的隔水特征是导致页岩风化带软化蠕变和稳定渗流场形成的关键因素。研究结果为上部覆盖层下伏页岩这一类滑坡影响因素的研究提供了一些证据,对研究滑坡演化变形机制具有借鉴意义。     

基于黏性材料的直根抗拔强度研究

研究表明,在用Abaqus模拟计算树根的抗拔强度时,土壤-树根的接触关系是一个非常重要的因素。针对土壤-树根的接触关系经常被假定为库仑摩擦模型,然而独立的库仑摩擦模型却不能很好地模拟树根的极限抗拔强度以及滑动开始之后的力学行为,基于Abaqus 6.10中的黏性材料对土壤-树根的接触关系进行模拟,在树根与土体之间加入了一层黏性材料,用以模拟树根周围的胶状土。直根拔出试验证实了黏性材料很好地弥补了库仑摩擦模型结果偏小的缺陷。分别对直根的长度-直径矩阵与直根体积固定矩阵进行了研究,得出了抗拔强度与接触面积有关的结论。     

加筋粗粒土大型拉拔模型试验分析

为明确加筋砾类粗粒土筋土界面之间的相互作用以更好地指导工程实践,在土工格栅加筋粗粒土上采用基于自主设计的可视化大型拉拔设备完成拉拔试验。采用高清数码跟踪技术研究加筋粗粒土拉拔界面的形成演化规律,探讨粗粒土的P_5粗粒含量、土工格栅嵌入长度以及上覆应力的变化对筋土界面性质的影响。结果表明,格栅嵌入长度、粗粒含量、上覆应力的增加均可有效提高拉拔力峰值和剩余抗拔力;土工格栅嵌入长度短且粗粒含量低的情况下,筋土拉拔界面位移带形成较早;通过加入更多粗粒量与缩小嵌入长度,可以使拉拔试样内摩擦角与表面黏聚力提升;上覆应力在0～50 kPa范围中升高,可大幅度降低似摩擦系数,上覆应力超过50 kPa时,似摩擦系数下降趋势保持平缓状态。建议工程实际应用中优先考虑提高粗粒含量。所得结果对于合理控制粗粒含量,改善加筋土韧性,提高相关工程结构的稳定性与安全性具有一定的借鉴价值。     

非饱和流对边坡内水文过程及稳定性的影响分析

为了探究渗流水文过程对非饱和土质边坡稳定性的影响机制,建立了能够模拟地下水流和分析边坡稳定性的耦合模型.基于3种表述边坡水文过程的H SB模型开展建模对比分析,揭示边坡内非饱和渗流对水文过程的影响机制;通过耦合水文模型与边坡稳定极限平衡模型,比较了浅层边坡在不同水力渗流条件下,因邻近水位升降所造成稳定性系数变化的差异,...     

缝洞型碳酸盐岩油藏试井分析模型研究

针对缝洞型碳酸盐岩油藏经过构造及岩溶作用之后大尺度溶洞、裂缝发育比较成熟、尺度差别不大的情况,建立了溶洞及裂缝发育的双孔模型。利用裂缝及溶洞中流体的流动方程,建立了考虑井筒储集系数及表皮系数影响的封闭边界油藏双孔单渗试井分析模型;利用Laplace变换法和Stehfest数值反演法算法对数学模型进行求解,得到实空间下无因次井底压力的解析解;绘制并分析了试井典型曲线,并对试井典型曲线特征及不同参数对试井压力响应曲线的敏感性进行了分析。结果显示,所建立的试井分析模型能够反映缝洞型碳酸盐岩油藏实际储层特征和流体的流动机理。研究结果为进一步完善和发展缝洞型碳酸盐岩油藏试井模型、丰富试井解释方法提供了理论参考。     

全风化混合花岗岩边坡降雨冲刷试验研究

为了探究全风化混合花岗岩的冲刷破坏演化规律,设计了坡面降雨冲刷试验。借助高密度电法和面波测试方法,选取云南临沧南部山区混合花岗岩边坡进行现场冲刷试验,并构建了全风化混合花岗岩边坡入渗侵蚀量化评估方法,对全风化混合花岗岩边坡降雨冲刷破坏特征进行了分析。结果表明：1）边坡受雨水冲刷的影响深度分为3层,即0~0.5 m表层、0.5~1.6 m中层和1.6 m以下深层;2）侵蚀过程分为3个阶段,即①雨水溅蚀、入渗阶段,雨水溅蚀,坡面岩土体结构发生初始破坏,平均电阻率升高,剪切波速降低;②下层潜蚀入渗饱和阶段,雨水入渗饱和,岩土体结构进一步破坏呈松散砂状,坡面径流量较小,表层岩土体保持较好的完整性;③细沟贯通冲蚀破坏阶段,表土层平均电阻率迅速升高,剪切波速大幅度降低,坡面径流量增加,细沟贯通延伸至坡脚并出现大规模片蚀。以剪切波速变化率和电阻率变化率为基础建立的全风化混合花岗岩边坡入渗侵蚀量化评估方法,可为全风化混合花岗岩工程边坡冲刷治理提供可靠的技术支撑。     

生物聚合物改良玄武岩残积土崩解特性研究

为提高玄武岩残积土的抗崩解性及其边坡水稳性,利用生物聚合物瓜尔胶改良玄武岩残积土。在干湿循环条件下开展不同掺量瓜尔胶改良玄武岩残积土的崩解试验,观察残积土崩解过程,并对残积土改良土崩解系数和平均崩解速率进行测定,分析瓜尔胶掺量及干湿循环次数对玄武岩残积土水稳性的影响。研究结果表明：瓜尔胶可有效增强玄武岩残积土的抗崩解性能,随着瓜尔胶掺量的增加,改良玄武岩残积土的崩解系数和平均崩解速率呈现先减小后增加的特点,在瓜尔胶掺量为1.0%时抗崩解性能最佳;瓜尔胶掺量一定时,改良玄武岩残积土的崩解系数和平均崩解速率随着干湿循环次数的增加呈现增长趋势,当干湿循环次数N=4时,土体崩解率为N=1时的8倍。由此可见,瓜尔胶作为一种新型、环保的残积土边坡防护材料,可有效提升玄武岩残积土的抗崩解性能。研究结果为生态环保处置玄武岩残积土提供了新的思路,可为玄武岩残积土地区边坡工程的绿色发展提供参考。     

基于界面等效模型的再生混凝土基面力元分析

从细观角度分析再生混凝土的力学特性,以往都是将再生混凝土视为由骨料、新砂浆、新界面、老砂浆、老界面五相介质组成的复合材料来分析,为了简化这种常规五相再生混凝土模型,提出了基于界面等效模型的再生混凝土基面力元分析方法。首先运用三相球理论模型将再生混凝土中的老砂浆、新界面、老界面三相介质等效成一种介质,得到三相介质的再生混凝土界面等效模型;然后利用势能原理的基面力元法编制出损伤基面力元程序,对不同尺寸的再生混凝土试块进行单轴拉伸试验模拟。给出了应力-应变曲线及破坏过程图,并与普通五相模型进行了对比,两种曲线基本吻合。因此,等效模型可以代替普通五相模型,从而简化多相再生混凝土的损伤分析,提高模拟效率。     

注水泵机组磨损可靠性分析与评定

通过对注水泵机组磨损数据的统计处理,可得到寿命统计分布规律,并把握其可靠性数字特征,从而确定其可靠性指标;通过对不同机组磨损数据子样总体方差的显著性检验,可推断其总体寿命的稳定程度,并通过其子样总体均值的差异性检验,判断相互间磨损差异;通过对各台机组的趋势检验,得到各台机组的磨损趋势变化。这些对油田现场把握机组运行状况、合理安排检修,指导维修以及施工的经济性核算等环节有科学指导作用。