窗口坝拦截泥石流性能试验研究

泥石流窗口坝是一种常见的泥石流防治工程措施,具有拦砂节流、护床固坡等重要调节功能。为了探寻泥石流的过坝特征,通过室内模拟试验,运用控制变量的方法对不同类型泥石流的过坝情况进行了探讨。试验发现,泥石流过坝前后颗粒组成的变化与泥石流密度相关性较大,在泥石流密度为1 650 kg/m³时,窗口坝对泥石流的筛选能力最强;泥石流过坝后密度降低情况较明显,并且受泥石流窗口坝闭塞类型的影响,不同闭塞类型下泥石流密度降低率具有相似规律,在泥石流密度为1 800 kg/m³左右时,泥石流密度降低率最大;通过回归分析得到了拦排比L与泥石流密度γ_c的关系式。     

基于透明土技术与颗粒流方法联合开展管涌细观机理研究

我国现今拥有堤防总长度超30万公里,但管涌型渗透破坏频发,造成极大社会经济损失,故开展管涌细观机理研究对于解决堤防工程安全问题具有重要意义.当前有关管涌细观机理研究主要从模型试验、数值模拟两个方面开展,并且大多从颗粒摩擦系数、颗粒级配和细料含量等角度揭示该细观机理.本文提出一种基于透明土技术、颗粒流模拟联合开展该细观机...     

粗、巨颗粒富集位置对堆积体降雨入渗的影响

针对某堆积体局部粗、巨颗粒于坡中、坡脚不同发育位置富集现象展开室内降雨模型试验,通过孔隙水压力、基质吸力、体积含水率及湿润锋迁移形态的变化情况,探讨粗、巨颗粒于堆积体坡中、坡脚位置局部富集在降雨入渗过程中的差异性影响。研究表明:（1）坡中（A组）、坡脚（B组）局部粗、巨颗粒富集导致的架空现象致使降雨过程中形成雨水优势入渗通道,富集区下方的入渗速率明显快于周围均质土体;（2）B组堆积体右侧入渗速率比A组堆积体更快,而左侧入渗速率不及A组堆积体;（3）B组堆积体的整体渗流特性更强,其湿润锋运移率先触底,比A组堆积体提前72 h;（4）A组堆积体湿润锋迁移形态先期中部呈平缓凹形下渗,较B组右侧凹形下渗范围更宽;后期均呈平滑弧形入渗,而B组堆积体浸润面积较A组更小。（5）A、B组堆积体降雨入渗可划分为竖向入渗阶段和侧向入渗阶段,但存在明显差异,A组堆积体竖向入渗快于侧渗,而B组堆积体竖向入渗慢于侧渗。     

化学处理方式对微生物固沙效果的影响

微生物诱导成矿是一种新型风积沙固结技术,相较于传统固沙技术具有显著优势.为探究其化学处理液浓度对微生物诱导成矿固结风积沙效果的影响,首先开展微生物矿化沉积试验与微生物诱导成矿固结风积沙试验并分析不同处理液浓度对碳酸钙产率的影响,其次通过力学性能测试对比风积沙力学强度及抗剪强度指标变化情况,最后结合颗粒粒径测试及微观形貌...     

温度对混凝土力学性质影响的颗粒流模拟研究

为探索混凝土在热力耦合作用下的宏观力学性质和微裂纹的变化规律,采用PFC软件中的热模块,对5种温度下的混凝土试块进行了数值模拟分析.研究结果表明:(1)温度和峰值强度呈现负相关关系,单轴抗压强度和弹性模量随温度的变化服从幂函数关系,且温度对于强度和变形参数的影响不同,强度相较于变化参数而言,对温度更加敏感.(2)随着温...     

堆石颗粒强度的尺寸效应研究

堆石料作为主要筑坝材料,具有显著的尺寸效应且易发生颗粒破碎,颗粒破碎是引起土石坝变形的重要影响因素之一。因此,研究堆石颗粒单粒破碎强度的尺寸效应可为高土石坝变形控制研究提供试验参数,具有重大意义。通过对２０ｍｍ～２４０ｍｍ范围内的大连石灰石颗粒进行单颗粒强度室内试验,分析了不同粒径颗粒强度的分布规律,发现Ｌｏｇｉｓｔｉｃ函数能够较好地描述同一粒组堆石颗粒强度的分布。基于Ｌｏｇｉｓｔｉｃ函数建立了考虑尺寸效应的颗粒强度公式,同时根据单颗粒破碎试验现象提出了四种颗粒破碎模式。最后对单颗粒破碎后的碎片进行筛分,研究了其碎片的分布规律。     

粗粒料工程力学性质的细观模拟

以三维离散元颗粒流理论为基础,PFC3D_EV为工具,改进内置程序代码,对比粗粒料室内三轴固结排水试验结果,生成颗粒接触点数均匀、各向同性应力相同的三轴试验数值模型。引入clump颗粒提高了数值试样内部颗粒形状的复杂度,对比了不同围压下数值试验应力-应变曲线、变形曲线与室内试验的差异,并探讨了剪切带发展规律及颗粒形状对粗粒料强度、变形特性的影响。结果表明:颗粒形状是影响粗粒料工程力学特性的主要因素,提高试样内部颗粒形状的复杂性可获得与物理试验拟合较好的应力-应变曲线;数值模型暂无法实现颗粒破碎状态,造成大应变时剪胀偏大;位移场发展变化过程显示应变软化加速了剪切带的形成;高围压下剪切带明显,且围压越高厚度越薄。     

沙沱水电站新型硬填料围堰设计研究及工程实施效果评价

在新型硬填料坝设计技术研究基础上,依托贵州乌江沙沱电站左岸下游围堰,展开了结构布置与细部设计、材料试验、施工工艺及原型监测等一系列研究,在国内首次进行了"双超"(超径、超贫)硬填料围堰实际工程应用,其中,骨料粒径最大达70 cm,胶凝材料最少用量达50 kg/m3(水泥25 kg/m3)。结合现场检测及原型监测结果,对工程实施效果进行了客观评价,提出了几点硬填料坝待深入研究的问题。     

Investigation of fluid flow-induced particle migration in granular filters using a DEM-CFD method

In embankments and earth dams, the granular filter used to protect the base soil from being eroded by the fluid flow is a major safety device. In this paper, the migration mechanism of the base soil through this type of filters with a fluid flow in the base soil-filter system is studied by using the coupled distinct element method and computational fluid dynamics（DEM-CFD） model. The time-dependent variations of the system parameters such as the total eroded base soil mass, the distribution of the eroded particles within the filter, the porosity, the pore water pressure, and the flow discharge are obtained and analyzed. The conceptions of the trapped particle and the trapped ratio are proposed in order to evaluate the trapped condition of the base soil particles in the filter. The variation of the trapped ratio with time is also analyzed. The results show that the time evolutions of the parameters mentioned above are directly related to the gradation of the filter, which is defined as the representative particle size ratio of the base soil to the filter using an empirical filter design criterion. The feasibility of the model is validated by comparing the numerical results with some experimental and numerical results.     

渭河拓石站颗粒级配间测分析

通过对拓石水文站2007年～2011年单断颗资料的间测分析,得出用单颗代表断颗进行输沙率颗粒级配间测分析,为该站实行停三测一提供了间测依据,同时减轻了职工的劳动强度,提高了工作效率,节约了经费.