被动柔性拦截网在长昆线某边坡防护工程中的应用

针对目前国内被动柔性拦截网应用中大量破坏的现状,结合新建沪昆线长昆段高速铁路沿线设置的防落石冲击的被动柔性拦截网实际工程,为保证所采用的RXI-200拦截网结构具有足够的抗落石冲击性能,开展了数值仿真模拟和足尺试验研究。采用数值仿真技术,模拟了落石冲击被动柔性拦截网的全过程,研究了该系统的变形特征和系统中的薄弱环节。基于数值仿真的结果,对系统提出了相应的改进建议。对改进后的结构,开展了原尺寸的落石冲击试验,系统成功拦截2000kJ能量的落石冲击。数值计算及试验研究结果表明:改进后的RXI-200被动柔性拦截网具有良好的变形能力和耗能能力,能达到预计的抗落石冲击能力。     

基于落石棚洞冲击试验的落石冲击力研究

基于落石棚洞冲击试验,考虑不同落石重量、高度和冲击角度对落石冲击力的影响,分析了落石冲击力在这三个因素影响下的变化规律,发现落石高度与棚洞顶板倾角共同变化时,随着落石高度的增加和棚洞顶板倾角的减小落石冲击力增大,增大幅度达80.02%;落石高度与重量共同变化时,当落石重量较小,落石冲击力随着落石高度增加后的变化幅度较小,反之较大,最大值较最小值的增大幅度达182.10%;棚洞顶板倾角和落石重量共同变化时,落石重量比棚洞顶板倾角对落石冲击力的影响大,增大幅度达48.99%。然后基于正交试验分析发现落石重量是影响落石冲击力最重要的因素,其次为落石高度,最后为棚洞顶板倾角。最后通过回归分析获得了棚洞落石冲击力计算公式,并通过方差分析证明了棚洞落石冲击力计算公式与各因素间的回归关系高度显著,因此该公式可用于落石棚洞设计时冲击力的计算。     

泥石流大块石冲击力的简化计算

泥石流对构筑物的冲击破坏,常常是由泥石流中的大块石冲击所致,因此大块石冲击力的计算在泥石流防治工程设计中就显得非常重要.但目前有关泥石流冲击力的计算方法都比较粗糙,计算结果偏大,计算过程繁琐,不便快速用于工程实践.为此,以弹塑性理论为基础,结合试验引入合理假设,提出了常见几类泥石流防治结构的冲击力计算方法,并给出了相应的计算公式.结果表明,泥石流防护结构的刚度对大块石的冲击力有重要影响,简支结构的吸能效果高于防撞墩.     

藏南聂拉木镇地质灾害和河岸工程病害调查分析∗

聂拉木镇位于藏南高山峡谷区，是喜马拉雅山脉生态屏障的重要组成部分，也是我国与尼泊尔交界的边陲重镇，生态和国防地位重要，地震地质灾害频发。通过现场调查，得到了聂拉木镇区及其周边的滑坡、危岩落石、泥石流等地质灾害，以及河岸工程病害的分布特征，并结合地形地貌、地质构造、气候和冰川冻土条件分析了灾害成因。 结果表明：聂拉木镇及其周边共发现地质灾害和工程病害点 39 处，其中滑坡 8 处、危岩落石 21 处、泥石流冲沟 2 处、 河岸坍塌 8 处；滑坡均为堆积层浅层滑塌，危岩落石以节理裂隙切割型岩质崩塌和冻拔石失稳为主，泥石流为降雨诱导型和冰川溃决型，河岸工程病害主要为急流和冰凌冲击型破坏；区内强烈的构造运动、显著的季节性冻融作用和季节强降雨冲刷为灾害主要诱因。聂拉木镇区内地质灾害和河岸工程病害发育具有点小、面广、高风险的特点， 建议系统开展镇区灾害风险评估、及时开展分级治理和制定灾害应急预案。     

山地旅游景区落石灾害风险评估——以浙江三门县蛇蟠岛景区为例

以浙江省三门县蛇蟠岛景区为研究背景,通过现场勘察与数值分析等手段,全面分析了山地旅游景区落石灾害的影响因素,基于RHRS风险评分方法建立了山地旅游景区落石灾害风险评估体系。研究结果表明：古洞室群围岩的严重扰动、岩石的风化作用、相邻洞室公共墙体的凿去为落石的三个主要影响因素;基于RHRS风险评分方法将落石灾害风险划分为5个等级,并在此基础上建立了山地旅游景区落石灾害风险评估体系;工程实践表明,建立的山地旅游景区落石灾害风险评估体系分析结果可靠,该评价体系可为落石灾害的发生提供预警及治理提供依据。     

落石灾害危险性概率评价方法

落石灾害危险性应从灾害发生可能性与灾害致灾严重性进行评价,并以落石致灾概率表征致灾可能性,以人员损失和经济损失表征致灾严重性;以落石崩落、落石运动至威胁区域的可能性研究成果为基础,通过分析致灾过程,将落石致灾概率分为危岩崩落概率、落石到达威胁区域概率、落石击中承灾体概率三部分,分别进行概率评价,并提出了量化算法;借鉴大坝、滑坡相关研究结果,结合落石灾害自身的特点,分析了承灾体的易损性,设定落石灾害可接受风险水平,提出了落石灾害经济及生命可接受风险建议值;应用本概率评价方法于重庆万州菜地沟危岩段,能够量化判定落石致灾危险程度,在工程应用中可有效评估落石灾害,并为后期危岩防治提供了决策基础。     

落石冲击下多种类型土壤缓冲性能研究

针对现有研究对落石灾害中不同类型土壤中落石的最大冲击力和冲击力变化规律偏差较大的情况,对落石在四种土壤中的冲击力进行研究。通过试验验证SPH-FEM方法在冲击力方面的适用性。采用SPH-FEM模型分析落石在四种土壤中的最大冲击力、冲击力时程曲线规律和在砂土中的冲击力时程曲线公式。分析结果表明:SPH-FEM数值模型能够准确用于研究落石在土层中的最大冲击力和冲击力时程曲线。四种土壤的缓冲性能顺序为砂土、黏土、壤土和黄棕壤。研究得到落石在四种土壤中的最大冲击力与落体直径、冲击速度的关系曲线以及在砂土中的冲击力时程曲线公式。     

轴向中空壁管抗冲击性能试验研究与数值分析∗

轴向中空壁管作为一种新型结构壁管，几何构型简单、空间利用率高、且能量耗散性好，近年来在市政工程中得到广泛应用。为研究轴向中空壁管在低速冲击作用下的力学响应和耗能特性，设计了 20 个试验工况，以落锤冲击试验模拟施工过程中受到的落石冲击和机械撞击作用，基于量纲分析法提出冲击力峰值的计算方法，通过有限元软件 ABAQUS 对试验结果进行验证，并根据有限元计算结果分析管道在低速冲击作用下的变形特性和损伤机理。研究表明：数值分析结果与试验结果吻合较好，冲击力时程曲线趋势基本一致，冲击力峰值误差在 5% 以内。 轴向中空壁管具有良好的抗冲击性能，其双壁中空结构具有较好的能量耗散性，落锤与管道接触瞬间会产生较大的冲击力，12.9 kg 的落锤从 2 m 处自由下落冲击管道可产生 15.28 kN 的冲击力。对比 20 个试验工况的冲击力峰值试验值与计算值，误差均较小，最大误差为 5.8%，即冲击力峰值计算方法准确性较高。随着落锤高度和质量的增加，冲击力峰值增大，损伤区域和凹痕深度也随之增大，最大塑性应变由外壁内侧转移到外壁与加劲肋的连接处， 呈现出外壁损伤和加劲肋损伤两种损伤模式。提出的冲击力峰值计算方法和管道塑性损伤规律可以为施工过程中轴向中空壁管在落石冲击和机械撞击作用下的安全评价提供理论依据。     

渚滑川河口拦门沙演变特性

河口拦门沙的存在可导致径流流出不畅，并能引起一系列的河口生态及环境问题。特别是弯曲型河口，在波浪流、河川径流及弯道副流的共同作用下，拦门沙的形成及演变将更为复杂。通过对日本渚滑川河口多次实地调查资料的分析，揭示了渚滑川河口拦门沙的演变特性。结果表明：渚滑川河口修筑防波堤后，在东北方向的海洋入射波作用下，拦门沙由河口右岸发育并向左岸逐渐延伸扩展，其河水流动也相应由右岸偏向左岸一侧；不论河口有无拦门沙，3次洪水在右岸的最大冲深均稳定在-6m高程，且河床横剖面的形状基本不变，即汛期时该河口河床形状已达平衡状态。     

落石运动路径按区间分段算法

依据落石经过计算区间时的运动状态,将计算区间分为7类。在计算区间内,按飞行、滚动和碰撞3种模式划分运动段进行计算,并且明确了落石在3种运动模式之间的转换条件。在计算时,首先根据坡表特征划分计算区间;然后依次计算落石在每个计算区间的运动路径,并且同时判断计算区间的类型;最后得到落石运动路径。通过假定落石运动路径计算中的关键参数服从均匀分布,模拟落石运动的随机性。通过一个算例检验算法的正确性,并在算例中展示了7类计算区间和20次随机计算结果。本文为落石的治理工程设计中计算落石可能的运动路径提供一种新算法。     

边坡滚石运动的计算模型

边坡滚石是在山区基本建设中常遇到的一种工程灾害，其防护结构的设计依据主要是边坡滚石的运动轨迹，因而要对这种灾害进行防治，首先要确定滚石的运动轨迹。分析了几种主要形式的边坡滚石运动，考虑控制滚石运动的主要影响因素，从工程的角度建立了一套计算边坡滚石运动轨迹的计算公式，并对影响滚石运动的碰撞恢复系数、滚动摩擦系数等重要参数进行了讨论。     

基于3DDDA方法滚石平台防护作用研究∗

采用三维非连续变形分析(3D DDA)方法输出滚石动能和运动轨迹,其结果与现有室内实验和数值模拟方法进行比较,验证了 3D DDA 方法的准确性。通过分析滚石平台对不同坡高、不同坡角、不同折点位置的岩质边坡滚石动能、运动轨迹的影响,研究了滚石平台对滚石运动的影响规律。最后,以西藏高原朗村复杂坡形岩质边坡为工程背景,分析了坡底平台对滚石灾害的防护作用。结果表明:滚石平台可降低滚石动能,改变滚石运动轨迹,减小滚石对坡底防护结构或交通线路等结构物的冲击作用。同时,给出不同边坡特征下滚石运动及相应的平台设计宽度总体规律,为滚石平台设计提供依据。     

复合填料热传导过程数值模拟

复合填料由废铸砂、粉煤灰、聚苯乙烯(EPS)颗粒、水泥和水按一定质量比例混合制成,具有低导热性、抗冻胀和轻质特性。根据热阻力法则和比等效导热系数相等法则,将材料视为由大量正方形单元体组成,其中心为一个球形EPS颗粒,这种单元体与总体的导热系数相等。运用AN SY S软件对复合填料单元体的传热过程进行了有限元模拟,根据瞬态法导热系数测试原理,推求不同EPS掺入比情况下的复合填料导热系数,分析EPS颗粒与导热系数的关系,发现材料导热系数随着EPS掺入比的增加而快速降低。将材料导热系数数值模拟与实测结果作比较,发现有限元模拟值与实测值接近,说明采用有限元方法可以实现对材料传热过程的模拟。     

灰色系统理论在岩崩,滑坡监测中的应用

本文根据灰色系统理论，利用１９９０～１９９３年的ＧＰＳ观测结果，建立了岩崩、滑坡的预测模型ＧＭ（１．１）。同时进行了灰色关联度分析，从而求得新滩滑坡区的地壳形变规律。由于该区地处长江三峡工程的重要地段，因此进行长期监测是非常必要的     

黑龙江省公路雪冰基本特征与灾害防治对策

黑龙江省冬季降雪不多,但在寒冷和强风条件下,容易产生风吹雪,使某些地点形成较深的积雪,阻塞交通.风吹堆积下的积雪在低温下形成密实坚硬的硬深霜.涎流冰是冬季影响山区交通的另一个主要因素,它的各个部位呈现出间歇性增厚的特征,是涌出水在各处反复交替流动、冻结的结果.随着经济发展,交通流量增加,正常降雪将会产生越来越大的影响和危害,必须给予足够的重视.因此,在雪冰减灾战略对策上,应逐步推广使用防滑汽车轮胎,建立较为完善的公路雪冰清除服务体系,并辅以必要的工程措施.     

复合填料一维冻胀量数值模拟分析

复合填料是以废铸砂、粉煤灰、聚苯乙烯颗粒(EPS)、水泥和水为原料,拌合后形成的一种轻质填筑材料。其中,EPS颗粒含量适当时,能减少或消除复合填料的冻胀和融沉,可作为季节性冻土区的路基填料。假设复合填料中除EPS颗粒外的骨料颗粒、孔隙冰为刚性介质,同时考虑EPS颗粒变形和填料孔隙变形对复合填料冻结过程的影响,在已有的冻土水热耦合分离冰模型的基础上,得到考虑EPS颗粒变形影响的饱和填料一维冻结水热耦合控制方程,进而预测填料的冻胀量。与室内模型试验结果对比表明,本文模型可用于该种具有弹性颗粒复合填料的冻胀量模拟,为工程中冻胀量预测提供依据。     

橡胶颗粒土动剪模量与阻尼比的共振柱试验研究

废旧轮胎橡胶颗粒与砂土组成的橡胶颗粒土相比于纯砂而言,具有密度轻、弹性变形能力强、耗能大、剪切模量低等特点,可广泛应用于边坡、挡土墙和路基回填、桥台跳车治理以及建筑隔震减振等工程领域。通过共振柱试验,重点对比研究了橡胶含量、粒径及围压对混合土动剪切模量和等效阻尼比的影响规律。结果表明,小应变范围内,在围压和粒径相同时,随橡胶含量的增加,橡胶土动剪切模量减小,阻尼比增大,动剪模量比衰退变缓;含量和粒径相同时,围压增大,动剪模量增大,动剪模量比衰退变缓,阻尼比减小。在大应变幅值下,橡胶含量较低时,随着围压增大,动剪模量比衰退明显加快;而当橡胶含量较高时,围压对其影响与小应变范围相同;而围压与橡胶含量相同时,不同橡胶粒径的模量与阻尼比曲线非常接近。橡胶土的动剪模量与阻尼比主要受橡胶含量与固结围压影响,而粒径影响可忽略不计。     

汶川地震滑坡的分布特点及最大震中距分析

"5·12"汶川大地震诱发了大规模以滑坡、崩塌为主的地质灾害,这些震害地区改变了原有的地貌形态,形成多处堰塞湖,毁坏民房和道路,使之成为严重的次生滑坡灾害危险区域.以成都市的都江堰市、彭州市、崇州市、邛崃市、大邑县地震区为研究区,分析了滑坡分布与震区地质地貌条件和宏观烈度的统计关系.在确定宏观震中位置的基础上,采用最大地震滑坡震中距方法研究了不同规模滑坡的分布特点,并得到了线性分布的规律.     

抢险救灾物资保障模拟训练系统分析与设计

计算机模拟训练是增强抢险救灾应急保障能力的重要手段,在联合仿真建模技术的基础上分析并设计了抢险救灾物资保障模拟训练系统。提出了系统功能需求,主要包括物资保障业务、分布交互式协同、模型管理与优化、数据管理、过程推演与保障流程控制等;分析了三层系统结构,基础平台层由指挥系统、导调控制系统、RTI等组成,资源层由模型库、知识库、数据库等组成,应用层则由生活、野营、医疗、工程、装备等五个模拟训练子系统组成;给出了基于联合仿真建模技术的仿真模型设计流程,并完成了基于HLA的分布式系统设计,构建了抢险救灾物资保障的四类联邦成员,设计了FOM与SOM模型,完成了Agent-DEVS联邦模型与RTI的接口。以上研究为开展抢险救灾应急保障模拟训练奠定了基础。