川东天台乡滑坡滑带土蠕变特征

为了研究川东天台乡滑坡滑带土的蠕变特性和长期强度,首先对滑带土进行了三轴固结排水蠕变试验,得到了不同围压、不同应力加载等级下的全过程蠕变曲线,并采用"陈氏加载法"得到分别加载的蠕变曲线;然后根据蠕变试验结果,建立了反映滑带土蠕变特性的Singh-Mitchell蠕变模型,并对该模型进行了参数辨识,结果表明Singh-Mitchell模型能够很好地模拟该滑带土的蠕变特征;最后利用应力-应变等时曲线得到了滑带土的长期强度参数为c=23.6kPa、=9.7°。该研究结果为进一步研究天台乡滑坡变形规律、滑坡治理和滑坡中长期预报提供了依据。     

三峡库区黄土坡滑坡滑带土卸荷状态下的直剪蠕变特性研究

为研究长江三峡库区滑坡长期受周期荷载变化的影响,特别是在洞室开挖、边坡开挖等卸荷状态下滑坡的长期稳定性,利用DZR-8直剪蠕变仪对三峡库区黄土坡滑坡滑带土在卸荷状态下的直剪蠕变特性进行了试验研究。试验结果表明:黄土坡滑坡滑带土的蠕变特性较为明显,低剪切应力作用时,滑带土的蠕变曲线包括瞬时蠕变和衰减蠕变,主要表现为弹性蠕变,但随着剪切应力的增大,滑带土的蠕变曲线呈现出衰减蠕变和稳态蠕变两个阶段,主要表现为黏弹性蠕变;根据黄土坡滑坡滑带土的剪切应力-应变等时曲线可知,滑带土的直剪蠕变的剪切应变均在1%以内,滑带土的蠕变速率在剪切应变为0.4%时有了明显的提升;黄土坡滑坡滑带土的非线性蠕变特性与蠕变时间、应力水平和土体孔隙率相关,蠕变时间越长、应力水平越大、土体较密实时,滑带土的非线性蠕变特性越显著;由黄土坡滑坡滑带土的蠕变曲线可知,滑带土的剪切应力-应变等时曲线具有曲线簇的特性,采用指数型经验蠕变模型对滑带土的蠕变曲线进行拟合,拟合效果较好,表明该指数型经验蠕变模型能够很好地描述黄土坡滑坡滑带土的蠕变特征。     

云南宣威群地层路堑边坡滑带土蠕变特性研究

为研究云南宣威群地层路堑边坡滑带土的蠕变特性,采用GDS非饱和反压直剪仪,对边坡滑带土进行直剪蠕变试验,研究该路堑边坡滑带土在不同法向应力下的蠕变特性和长期强度.试验结果表明:该路堑边坡滑带土的绝对蠕变量随水平剪切应力的增加而增加,当水平剪切应力一定时,滑带土的绝对蠕变量与法向应力呈负相关性,而滑带土的瞬时蠕变量随水平...     

考虑滑带土蠕变特性的边坡长期稳定性分析

为明确边坡软弱夹层中滑带土的蠕变特性对边坡长期稳定性的影响,选取某典型岩质边坡工程为实例,首先在查找、分析已有滑坡事故发生原因的基础上,通过现场监测和室内环剪试验,研究了不同含水量和法向应力条件下边坡滑带土的蠕变变形曲线特征;然后通过引入有关损伤变量的经验关系式,建立了考虑含水量变化的用于描述边坡滑带土蠕变非线性蠕变本构模型;最后将模型计算结果与实测结果进行对比,验证所建立模型的有效性和正确性,并通过预测一年后边坡软弱夹层变形的发展规律,对该边坡长期稳定性做出评价,探讨了计算模型对于外部环境因素影响的局限性。结果表明:①边坡滑带土的蠕变特性与含水量密切相关,引入的损伤变量经验关系式可以有效地描述这一特性;②基于边坡滑带土蠕变特性的应力-应变计算模型,可以准确、有效地评价边坡软弱夹层的变形情况;③边坡软弱夹层的塑性剪切变形随时间的推移呈不断增加趋势,其累积变形量逐渐贯通于整个软弱面,最终导致滑坡的发生;④计算模型中未考虑自然条件的影响,在强烈自然环境的作用下,应加强边坡变形的实时监控,并与模型计算结果进行对比与分析,针对异常情况,及时采取合理的工程防护措施。该研究结果可为此类边坡的长期安全评价提供理论指导。     

考虑颗粒级配影响的滑带土宏观力学和微观结构特性研究

滑带土受滑坡变形演化的影响,其物质组成和结构性质存在空间变异性。滑带土的颗粒级配在不同部位表现出各向异性,可作为滑带空间变异性的直观指标,因此考虑滑带土颗粒级配影响下的宏观变形力学和微观结构特性有利于揭示滑坡真实的演化模式。以三峡库区典型滑坡——黄土坡滑坡的滑带土为研究对象,在保持土体本身自相似性的前提下,利用三轴固结不排水剪切试验和电镜扫描试验对不同颗粒级配影响下的滑带土的宏观变形力学和微观结构特性进行了研究。试验结果表明:颗粒级配分形维数对滑带土的强度参数和内部结构有显著的影响。     

基于环剪试验的四方碑滑坡滑带土残余强度空间差异性和稳定性分析

水库滑坡因受库水位变化的影响,不同空间位置滑带土的含水率不同,滑带土残余强度也存在空间差异性,使用统一的滑带土残余强度难以准确计算滑坡的稳定性系数。以四方碑滑坡滑带土为研究对象,通过环剪试验分析了不同含水率和不同法向应力作用下滑带土的残余强度特性,结合滑坡渗流模拟结果对滑带土残余强度的空间差异性进行了分区,并计算了在175 m和145 m库水位条件下滑坡的稳定性。结果表明:不同含水率的滑带土试样,其残余强度与法向应力都呈现较好的线性关系,符合Mohr-Coulomb准则;随着滑带土含水率的增加,其残余黏聚力和残余内摩擦角都减小,且滑带土的残余内摩擦角与含水率之间呈现良好的负指数关系;基于滑带土分区的滑坡稳定性计算结果与通过野外调查得到的滑坡稳定性现状相符,说明本文方法具有可靠性。     

基于PFC~(3D)的三轴数值试验模型在建筑垃圾堆填体稳定性分析中的应用

随着我国的城镇化进程加速显著,建筑垃圾堆填体数量急剧增加,存在失稳滑坡的潜在危险,现有研究对于建筑垃圾堆填体稳定性的研究缺乏理论支撑。为此,本文首先选取典型建筑垃圾堆填材料进行了室内三轴试验,确定与该三轴试验对应的颗粒流数值模拟细观参数;然后建立基于PFC~(3D)三轴数值试验模型,得到较为统一的强度参数;最后利用FLAC~(3D)软件和计算得到的强度参数分析了实际建筑垃圾堆填体的稳定性。数值算例表明,应用本文方法判断建筑垃圾堆填体的安全系数,具有一定的普适性,可用于分析同类工程在堆填过程中的坡体稳定性。     

黄土坡临江1号滑坡体滑带土残余强度试验研究

以巴东黄土坡滑坡临江1号滑坡体滑带土为研究对象,使用环剪仪通过环剪试验研究了滑带土在不同剪切速率、滑带土含水率和法向应力情况下的残余强度特征。试验结果表明:剪切带厚度随着剪切速率的增加而逐渐增加;滑带土的残余强度和峰值强度随着剪切速率的增加均有所增加,且峰值强度增加得更为明显;剪切速率越大,滑带土达到残余强度值的时间越短,但所需的剪切位移则更大;剪切速率对滑带土的影响主要集中作用在降低土的内聚力上;滑带土内聚力随含水率的增加先递增后减,内摩擦角则不断减小;法向应力越大,滑带土峰值强度和残余强度越大。     

三峡库区黄土坡滑坡滑带土直剪应力松弛特征试验研究

滑带土的应力松弛对滑坡的长期稳定性计算和支挡结构的设计具有重要的影响。为研究不同应力状态下滑带土的应力松弛特征,利用全自动直剪仪对三峡库区黄土坡滑坡滑带土在不同的垂直压力σ_n、剪应变γ、剪应变增量Δγ条件下进行了直剪应力松弛试验研究。结果表明:黄土坡滑坡滑带土的应力松弛曲线呈现出应变软化特征;随着垂直压力的增大,滑带土的应力松弛量逐渐增大;随着剪应变的增加,滑带土的应力松弛量呈先增加后减小的趋势;以滑带土应力松弛曲线的最大曲率点(T点)为分界点,可将滑带土的应力松弛过程划分为两个阶段;采用双指数衰减模型能够正确地描述滑带土直剪应力松弛曲线的特征;随着剪应变增量的增加,滑带土应力松弛双指数衰减模型拟合曲线拐点T出现的时间减小,滑带土第I松弛阶段应力松弛量的占比减小,与第II松弛阶段应力松弛量的占比呈轴对称关系,且到对称轴的距离减小。     

巴东组紫红色泥岩干湿循环强度弱化特性的试验研究

三峡库区发育有大量三叠系巴东组第四段紫红色泥岩(T_2b~4,简称为巴东组紫红色泥岩),受库水位升降的影响其强度易弱化而影响库岸边坡的稳定性,开展三峡库区巴东组紫红色泥岩强度弱化特性的研究可为相关工程地质条件的评价提供参考。首先,依次开展了干湿循环试验和三轴压缩试验,分析巴东组紫红色泥岩的强度弱化特性,并通过CT扫描试验观察试样表面与内部的细观损伤特性;其次,基于CT扫描重构模型,开展了考虑试样内部初始损伤的三轴压缩条件下数值模拟试验;最后,基于岩石的变形特征,提出考虑岩石变开过程压密阶段的能量消耗的一种新的能量耗散模型。试验结果表明:0～10 kPa预应力下的干湿循环试验只对试样表面粗糙度有轻微的影响;干湿循环条件下,试样的峰值强度和残余强度与干湿循环次数呈负线性相关;基于CT扫描重构模型的试样三轴压缩数值模拟试验结果与室内三轴压缩试验结果具有较好的一致性,能体现试样内部的初始损伤特性,更符合实际;改进后的能量耗散模型适合于分析考虑岩石压密阶段的变形过程。     

武汉软土小应变硬化模型参数试验研究

小应变硬化(HSS)模型考虑了土体在非常小的应变条件下刚度的高度非线性,在深基坑工程变形分析中得到广泛应用,其中如何确定土体的各个模型参数是应用该模型的关键。针对武汉软土地区,结合国内外文献中对HSS模型的研究成果,总结了HSS模型中各个参数的确定方法,并以武汉市两个软土深基坑工程为背景,利用三轴固结剪切仪和GDS动三轴仪进行了三轴固结排水剪切试验和动三轴试验研究,获得了HSS模型所需的土体强度、小应变刚度等参数。在此基础上,构建了HSS模型中各个参数的经验关系,并根据国内外学者的研究成果,结合本文室内试验的结果,提出了一套完整的武汉市软土深基坑工程HSS模型参数的获取方法。研究成果可为武汉市类似工程地质条件下的深基坑工程变形分析提供参数和技术支撑。     

大气降水对江西省铜鼓县城郊林场何家洞滑坡的影响

大气降水对滑体的影响主要表现在:增加滑体重度;使滑带土抗剪强度降低;使滑体内地下水位升高,从而增加地下水对滑体的浮托力。滑带土饱和时,滑体内地下水位对滑坡的稳定性起着决定性的作用。     

岩石蠕变效应颗粒流模拟中弹簧与黏壶参数对形特征的影响

为研究岩石蠕变效应颗粒流数值模拟中岩石蠕变参数的取值方法,基于颗粒流理论,采用平面颗粒流程序(PFC~(2D))以及由Maxwell模型和Kelvin模型串联而成的Burgers模型,开展了岩石试样在单轴压缩状态下蠕变模拟试验,采用控制变量法研究了Burgers模型中弹簧的弹性模量(E_m、E_k)、黏壶的黏度系数(η_m、η_k)和摩擦因数(f)对岩石蠕变特性的影响。试验结果表明:Maxwell模型中黏壶的黏度系数η_m对岩石试样蠕变过程的影响不显著;η_k、E_m、E_k和f主要影响岩石试样的瞬时蠕变值和初始蠕变阶段的蠕变速率。     

三峡库区万州塘角1号滑坡滑带特征研究

三峡库区顺坡向缓倾角滑坡灾害频发,万州塘角1号滑坡具有该种滑坡的典型特征。在对该滑坡详细调查研究、GPS观测及深部位移监测数据分析的基础上,通过钻探工程,探井开挖及大型现场剪切试验对该滑坡的滑带特征及力学性质进行了综合分析。研究结果表明:滑坡体表现为持续蠕滑,前缘比中部和后缘变形要大,其方向为NNW向,滑带埋深在10～21m,滑面呈波状起伏。探井揭露滑体中碎块石排布具有定向性和分段性特点,该滑坡存在多层次级滑动,认为在5.0～8.0m范围内存在一规模较大连续性较差的次级滑动带,受主滑带控制。滑坡各区的力学强度表现为不均一性,在滑坡前缘滑带土剪切强度比中部大,这主要是因为在中部地下水相比前缘要丰富,加上滑带土主要为粘土矿物,遇水膨胀软化致使强度降低。     

基于幂函数的边坡岩体泥质夹层长期强度直剪蠕变试验研究

岩体泥质软弱结构面的蠕变变形是影响边坡和地下工程稳定性的重要因素,确定其长期强度对岩体工程的长期稳定性评价具有重要意义。针对边坡岩体中的泥质夹层,采用直剪蠕变仪对其进行直剪蠕变试验,借助幂函数对泥质夹层剪切蠕变变形随时间的变化情况进行拟合,提出了通过幂级次获取边坡岩体泥质夹层长期强度的方法,并与传统等时曲线法获取的长期强度进行了对比。结果表明:边坡岩体泥质夹层的长期强度显著低于其快剪强度,且约为抗剪强度的82%。     

地下水DNAPLs污染多相流的随机模拟及其不确定性分析

水文地质参数本身存在不确定性,为分析水文地质参数不确定性对地下水DNAPLs污染多相流数值模拟模型输出结果的影响,本文针对假想算例展开研究,首先建立了研究区地下水DNAPLs污染多相流数值模拟模型;然后,运用灵敏度分析法筛选对模型输出结果影响较大的参数作为随机变量;为减少反复调用多相流模拟模型产生的计算负荷,运用克里格方法建立多相流模拟模型的替代模型,利用替代模型完成蒙特卡洛随机模拟;最后,对随机模拟的结果进行统计分析并完成地下水污染风险评价.结果表明,利用污染物浓度分布函数可以估算单井遭受污染的风险;利用地下水污染风险图可以对全区地下水遭受不同程度污染的风险大小进行分区,为地下水污染防治提供更加科学、丰富的参考依据.     

复杂地质条件下特大断面隧道施工工法及其循环进尺参数的优化研究

针对高速铁路隧道建设地质条件复杂等特点,以发生坍塌情况下的某特大断面软岩隧道为研究对象,采用有限元数值模拟手段,对CD法和三台阶七步开挖法的施工工法及其循环进尺参数进行了优化研究,并与现场实测数据进行了对比分析与验证。结果表明:采用三台阶七步开挖法并优化其循环进尺参数后,隧道各施工步位移变形合理,可确保隧道施工安全;数值模拟结果与实测结果基本吻合,从而验证了数值模拟结果的可靠性。     

基于CFD的土工离心机风阻及流场特性分析

目的估计土工离心机的风阻功率。方法针对一稳态运行的中低速土工离心机,利用多参考坐标系(MRF)模拟转臂与墙壁之间的相对运动,对离心机稳态运行时机室内的空气流场进行CFD仿真,对计算流体力学仿真、解析公式方法和试验的风阻功率进行对比。结果三种方法得到的风阻功率较为接近,验证了数值仿真方法的正确性。同时,研究了机室内空气流速和压力的空间分布特征,验证了经典解析公式的假设合理性。结论 CFD仿真方法避免了传统解析方法对试验数据的依赖和参数选取主观性,能够得到较高精度的分析结果,该研究为基于计算流体力学的土工离心机的高置信度风阻计算打下了基础。     

磷石膏基充填料浆长距离管道输送特性研究

针对磷石膏基充填料浆在管道输送中易磨损等问题,测定了料浆的理化参数,确定了料浆流变模型,运用FLUENT软件对料浆的管道输送过程进行数值模拟,探究料浆输送过程中的压力、流速、剪切应力的分布规律,计算沿程阻力损失,并通过料浆在L型管道中的输送试验对数值模拟结果进行验证。结果表明:数值模拟结果与试验结果相差10%左右,说明利用数值模拟方法可以为矿山充填管路的设计提供依据。     

基于深部位移监测的渐进推移式滑坡变形传递过程研究

根据巴东县张家屋滑坡的地表位移变化,分析三峡库区高水位运行下,降雨为该滑坡变形的主要影响因素,进一步根据深部（滑带）位移与降雨量的相关性,得出滑带土变形较降雨有一定的滞后性,且滞后时间由后至前逐渐增大,表现出滑带变形由后缘向前缘传递的特征,揭示了渐进推移式滑坡的变形特点,并利用FLAC数值软件模拟了该滑坡在滑体重度逐渐...