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黄土孔内原位各向异性变形探测系统研制与测试
1
作者 晏长根 王逸凡 +5 位作者 兰恒星 杨明宇 董忠红 雷文斌 张宏兵 李森 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第8期1721-1730,共10页
为了解决传统原位土体变形测试忽略土体各向异性,加载测试方向单一等问题,提出黄土孔内各向异性变形原位测试系统的设计构想,整个测试系统由支撑系统、切削系统和探测系统组成,类似于孔内各向异性原位水平载荷试验,成功研制出样机。本... 为了解决传统原位土体变形测试忽略土体各向异性,加载测试方向单一等问题,提出黄土孔内各向异性变形原位测试系统的设计构想,整个测试系统由支撑系统、切削系统和探测系统组成,类似于孔内各向异性原位水平载荷试验,成功研制出样机。本样机可实现在钻孔内任意深度处固定,由切削系统切削出平面,再由阵列式挤压板进行孔内挤压,并通过数据采集器记录压力和位移数据,得到应力-位移关系曲线。基于现场试验测试,检验了本测试系统的可靠性。测试结果表明,随着测试深度的变化,变形模量与含水率之间呈负相关关系,而与土的黏聚力和峰值锥尖阻力呈正相关关系,黄土的各向异性与土体含水率和峰值锥尖阻力相关。在一定范围内,含水率的增加会降低同一深度不同方向黄土的变形模量差;而随着峰值锥尖阻力的增大,不同方向黄土的变形模量差也随之增大。验证了本测试系统结果具有较好的可信度。 展开更多
关键词 原位测试技术 各向异性变形测试 变形参数 黄土
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不同坡度下生态防护黄土边坡水分迁移演化特征研究 被引量：2
2
作者 张文铎 包含 +4 位作者 兰恒星 郑涵 晏长根 王俊田 敖新林 《西北地质》 北大核心 2025年第2期121-135,I0002,共16页
黄土边坡广泛分布于中国西北地区,在强降雨条件下极易发生失稳灾害。生态防护已成为保护黄土边坡的有效手段,但不同坡度的生态防护黄土边坡,会导致其内部水分迁移特征及防护效果的差异。因此,为研究不同坡度对生态防护黄土边坡水分迁移... 黄土边坡广泛分布于中国西北地区,在强降雨条件下极易发生失稳灾害。生态防护已成为保护黄土边坡的有效手段,但不同坡度的生态防护黄土边坡,会导致其内部水分迁移特征及防护效果的差异。因此,为研究不同坡度对生态防护黄土边坡水分迁移与演化特征的影响,本研究以45°和60°两个坡度的生态防护黄土边坡模型为基础,采用时间序列分析法和Hydrus-2D水分迁移模拟软件,解释了生态防护黄土边坡的水分动态演化规律,揭示了降雨强度、降雨历时和植物生长周期对含水率响应模式的影响,并分析了不同防护阶段和不同坡度下边坡土壤水分迁移的规律。研究结果表明,整个监测期间,60°边坡的整体含水率略低于45°边坡,且60°边坡的土壤水分在坡面下部随土层分布的差异性更加显著,而45°边坡在坡顶时表现更明显;随着降雨强度的增加,坡体内部水分对降雨事件响应的滞后时间显著缩短,而边坡内部水分响应的滞后时间及其达到最强响应的滞后时间则随着降雨事件历时的延长而相应增加,植被防护能够有效增大边坡水分对降雨响应的滞后时间,60°边坡内部对所研究降雨事件响应的滞后时间均慢于45°边坡;针对强降雨事件,生态防护可以有效降低水分入渗速率,不同防护时期水分迁移速率表现为:防护前期>防护中期>防护后期,同时植物对60°边坡的水分迁移速率影响更为显著,且60°边坡水分入渗响应速率比45°边坡更慢。 展开更多
关键词 生态护坡 坡度 水分迁移演化 时间序列分析 Hydrus2D 黄土高原
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循环荷载作用下漫灌区粉质黏土的动力特性研究 被引量：1
3
作者 王梦洁 张莎莎 +2 位作者 杨晓华 张超 晏长根 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1215-1227,共13页
为明确交通荷载作用下漫灌区粉质黏土的动力变形特性,通过开展单样逐级和多样恒定幅值的循环加载动三轴试验,研究了围压、偏压固结比、排水条件、动荷载频率和循环应力比等因素对粉质黏土累积塑性应变和残余动孔压发展规律、滞回曲线演... 为明确交通荷载作用下漫灌区粉质黏土的动力变形特性,通过开展单样逐级和多样恒定幅值的循环加载动三轴试验,研究了围压、偏压固结比、排水条件、动荷载频率和循环应力比等因素对粉质黏土累积塑性应变和残余动孔压发展规律、滞回曲线演化特性以及软化指数的影响。结果表明:土体在动荷载作用下的累积塑性应变和残余动孔压的发展具有一致性,根据安定性理论可以将试样在不同试验条件下的动力行为划分为塑性安定、塑性蠕变和增量破坏3种典型情况,在试验基本工况下,塑性安定、塑性蠕变和增量破坏3种动力行为的界限循环应力比分别在0.30和0.40附近;处于塑性安定状态不排水试样的滞回特征明显,滞回曲线呈S形,随着加载的进行土体存在刚度退化现象;不排水试样的累积塑性变形小于排水试样,在较低循环应力比下排水和不排水条件土体的软化指数分别稳定在1.15左右和0.91左右;通过灰色关联度分析发现,循环应力比对累积塑性应变和孔压比的影响程度最大,围压对软化指数的影响程度最大;确定了适用于漫灌区粉质黏土的累积塑性应变模型的相关参数,预测效果良好。 展开更多
关键词 动三轴试验 粉质黏土 循环应力比 累积塑性应变 软化指数
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聚丙烯纤维加筋黄土抗渗性能试验研究 被引量：1
4
作者 贾卓龙 梁哲瑞 +4 位作者 晏长根 卢浩 徐志平 石玉玲 郜世泰 《工程地质学报》 北大核心 2025年第3期875-885,共11页
纤维导流效应会加速水分入渗,造成土体抗渗性能削弱,不利于集中降雨条件下的黄土边坡长效防护。基于室内试验,研究了纤维掺量、纤维长度、干密度对纤维黄土渗透系数的影响规律,揭示了不同压实条件下纤维土柱的垂直入渗规律与模型,并结... 纤维导流效应会加速水分入渗,造成土体抗渗性能削弱,不利于集中降雨条件下的黄土边坡长效防护。基于室内试验,研究了纤维掺量、纤维长度、干密度对纤维黄土渗透系数的影响规律,揭示了不同压实条件下纤维土柱的垂直入渗规律与模型,并结合试验获得的纤维黄土处理厚度,开展现场水分监测试验,探讨了纤维防护边坡浅层土壤的水分变异特征与抗渗效果。结果表明:纤维黄土的渗透系数随纤维掺量减小、长度增长和干密度增大而减小,变化敏感性由强到弱依次为干密度、纤维掺量、纤维长度,其中以干密度作为主要控制因素,能够对纤维导流效应起到抑制作用;压实充分是确保纤维黄土维持良好抗渗性能的必要条件,相比压实度为80%的纤维土柱,压实度为90%的纤维土柱稳定入渗时间增加36.36%,初始入渗速率,稳定入渗速率减小50.00%,83.33%,水分初次响应时间推迟约15%~50%,通过构建入渗历时与入渗速率、湿润锋推进深度之间的函数关系,预估了积水状态纤维黄土的入渗特征和现场处理厚度;在雨季长达4个月的自然气候干扰下,纤维黄土表现出优良的现场抗渗防护效果,当水土质量比为0.37,边坡平台,坡面的纤维黄土处理厚度为15 cm,10 cm时,边坡内部各测点体积含水率均保持稳定,变异系数为0.78%~1.36%,仅为无防护边坡的1/9。 展开更多
关键词 黄土边坡 边坡防护 聚丙烯纤维 纤维加筋土 抗渗性能
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基于分形特征的3D打印岩石结构面剪切特性研究 被引量：1
5
作者 杜淼然 尹培杰 +3 位作者 张越 晏长根 欧运起 付弘哲 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期458-470,共13页
在以往大多数研究中,由于结构面形貌的多样性及试样数量有限,导致所获取的分形维数范围较小,在剪切力学行为中结构面所体现的分形差异并不明显。本文以标准差(σ)和分形维数(D)作为结构面形貌控制参数,生成随机粗糙结构面,通过常法向荷... 在以往大多数研究中,由于结构面形貌的多样性及试样数量有限,导致所获取的分形维数范围较小,在剪切力学行为中结构面所体现的分形差异并不明显。本文以标准差(σ)和分形维数(D)作为结构面形貌控制参数,生成随机粗糙结构面,通过常法向荷载(CNL)剪切试验探究不同分形特征结构面的剪切力学行为。根据生成结构面的几何特征,结构面整体起伏度随着标准差的增大而增大,起伏变化频率随着分形维数增加而增大。借助3D打印技术制备两种标准差、5种分形维数共10种结构面试样,采用TAJW-2000岩石三轴剪切流变试验机开展剪切试验。结果表明,在恒定法向应力下,结构面抗剪强度随分形维数的增加而增大,而标准差越大,抗剪强度增大的幅度则越大;随着剪切速率增大,结构面抗剪强度降低;分析基于剪切速率定义的不同标准差结构面的抗剪强度比(η_(v))随分形维数增加的变化规律,发现速率变化对形貌复杂的结构面影响更为显著。残余强度随法向应力的增加而增大;当标准差较大时,剪切速率增加,残余强度有明显降低,尤其在高法向应力下,降低的幅度更为显著。基于各粗糙结构面的具有方向特征的一阶导数均方根Z_(2)′与抗剪强度的幂函数关系,提出在不同剪切速率条件下,考虑法向应力、Z_(2)′的结构面抗剪强度预测模型。 展开更多
关键词 岩石结构面 分形维数 3D打印 直剪试验 抗剪强度
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西藏某陡顺倾岩质边坡变形破坏机制分析
6
作者 孙巍锋 赵冠华 +4 位作者 兰恒星 晏长根 包含 刘世杰 吴兴建 《工程地质学报》 北大核心 2025年第1期341-355,共15页
为揭示西藏陡顺倾岩质边坡变形破坏机制,结合现场边坡调研与InSAR分析揭示了边坡变形时空规律,从定性与力学角度分析了边坡变形破坏机制与临界条件。研究结果表明:垂直开挖高度较大且岩性较差边坡区有显著的岩层外鼓、坡面片状剥落、岩... 为揭示西藏陡顺倾岩质边坡变形破坏机制,结合现场边坡调研与InSAR分析揭示了边坡变形时空规律,从定性与力学角度分析了边坡变形破坏机制与临界条件。研究结果表明:垂直开挖高度较大且岩性较差边坡区有显著的岩层外鼓、坡面片状剥落、岩层缺失与裂隙发育现象,表明曾产生岩层滑塌破坏且稳定性欠佳;在植被生长、枝叶掉落、卸荷回弹、积雪覆盖与冻胀等影响下,坡顶自然斜坡区出现了最大介于30~40 mm的正变形区,而在卸荷、降雨、气温与片状剥落等影响下,边坡开挖区坡面则出现了最小介于-30~-20 mm的负变形区;监测点变形量历时曲线类型可分为上升型、稳定型与下降型3大类,且上升型与下降型曲线还可分别细分3个亚类与4个亚类;开挖前后的边坡经历了卸荷回弹阶段、岩层塑性变形阶段与岩层压坏滑移阶段,而缺失岩层归因于坡脚因蠕变被压缩破坏后引发的上部岩层剪切滑移;开挖区坡面一些监测点变化表现出不稳定蠕变曲线的迹象,为防止边坡主控岩层在极端降雨或强震下可能产生破坏,宜采用锚杆、锚索或削坡对危险岩层进行加固处理;推导了主控岩层压应力与临界自稳高度的理论解析式,临界自稳高度与单轴抗压强度、相邻主控岩层间抗剪强度参数成正比,而与地震加速度以及主控岩层的倾角、密度与厚度成反比。研究结果可为类似陡顺倾岩质边坡成灾的机制认识与稳定分析提供一定参考。 展开更多
关键词 陡顺倾岩质边坡 变形破坏机制 INSAR 岩层压应力 临界自稳高度
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混入聚丙烯纤维电渗法加固波士顿蓝黏土模型试验
7
作者 薛志佳 罗江 +4 位作者 高建强 李良辰 晏长根 唐小微 卢啸 《工程地质学报》 北大核心 2025年第3期1163-1172,共10页
电渗固结法是一种软黏土地基处理方法。但是,单纯采用电渗固结法会导致土体中产生裂缝,减少电渗渗流通道,影响地基处理效果。基于此,本文在波士顿蓝黏土中混入不同含量的聚丙烯纤维,联合电渗法对其进行加固,以克服原有方法的缺陷。本文... 电渗固结法是一种软黏土地基处理方法。但是,单纯采用电渗固结法会导致土体中产生裂缝,减少电渗渗流通道,影响地基处理效果。基于此,本文在波士顿蓝黏土中混入不同含量的聚丙烯纤维,联合电渗法对其进行加固,以克服原有方法的缺陷。本文采用自制的电渗固结试验系统开展模型试验,试验过程中监测土体电流、电势分布、排水量和裂缝扩展,试验完成后测量土体的pH值、Cl^(-)摩尔浓度、含水量和不排水抗剪强度。结合以上试验数据并依托电渗固结理论、电导理论、离子运移理论、电解理论对混入聚丙烯纤维电渗法实施过程进行全面分析,得出以下试验结果和结论:(1)电渗固结过程中产生的吸力会造成波士顿蓝黏土中出现裂缝,混入0.05%和0.1%的聚丙烯纤维可以减小裂缝扩展程度,而混入0.15%和0.2%的聚丙烯纤维可以有效消除裂缝;(2)在土体中混入聚丙烯纤维有利于离子运移和电解水过程混入聚丙烯纤维之后,土体阳极附近的pH值变低、Cl^(-)摩尔浓度变高;(3)随着聚丙烯纤维的混入,可显著提高波士顿蓝黏土的电渗渗流量和排水量。电渗固结完成后,聚丙烯纤维含量为0.2%条件下的最大不排水抗剪强度值,比不掺入聚丙烯纤维时提高477.8%。 展开更多
关键词 岩土力学 波士顿蓝黏土 电渗固结 模型试验 聚丙烯纤维 裂缝
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滑带土化学矿物成分与抗剪强度的关联分析
8
作者 谢万烨 刘才铭 +3 位作者 晏长根 常洲 贾卓龙 石玉玲 《工程地质学报》 北大核心 2025年第1期86-95,共10页
为了从微观和宏观角度揭示黄土-泥岩二元边坡滑坡形成机理,对上覆黄土、下伏泥岩和滑带土开展了三轴剪切试验、可溶盐成分测试和矿物含量测定等试验,分析试样破坏模式、抗剪强度随含水率变化规律,采用灰色关联法确定滑带土抗剪强度与可... 为了从微观和宏观角度揭示黄土-泥岩二元边坡滑坡形成机理,对上覆黄土、下伏泥岩和滑带土开展了三轴剪切试验、可溶盐成分测试和矿物含量测定等试验,分析试样破坏模式、抗剪强度随含水率变化规律,采用灰色关联法确定滑带土抗剪强度与可溶盐成分和矿物成分的相关性,探究滑带土微观结构与宏观强度之间的内在关系。结果表明:滑带土主要破坏模式为剪胀破坏,这与其内部晶体结构密切相关;随着含水率增加,试样抗剪强度参数呈下降趋势,内摩擦角下降程度大于黏聚力。滑带土的峰值强度和黏聚力与K^(+)+Na^(+)和SO_(4)^(2-)含量的关联度大于0.8,表现出较大相关性,内摩擦角与HCO_(3)^(-)和K^(+)+Na^(+)含量的关联度大于0.7,有较大关联。在矿物成分方面,滑带土的峰值强度和黏聚力主要受碱长石、黏土矿物和斜长石含量的影响,内摩擦角主要受黏土含量和石英的影响。黏土矿物成分分析表明,滑带土峰值强度、黏聚力和内摩擦角主要受伊利石和绿泥石含量的影响,其中伊利石对滑带土内摩擦角的影响显著。本文研究成果可为黄土-泥岩二元结构边坡滑坡预警研究提供一定参考。 展开更多
关键词 边坡工程 滑带土 抗剪强度 可溶盐成分 矿物成分 灰色关联
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干湿循环效应固化黄土宏-微观演化特征函数
9
作者 焦远帆 晏长根 +4 位作者 常洲 贾卓龙 章一博 梁哲瑞 张家辉 《水土保持学报》 北大核心 2025年第1期303-315,共13页
[目的]为探讨生态护坡材料的长期服役耐久性。[方法]通过干湿循环条件下的力学试验和渗透试验,研究固化黄土宏观性能的演化规律,利用扫描电镜和图像处理技术,分析干湿循环对微结构形态的损伤规律,探讨生物胶改善黄土宏观性能干湿循环耐... [目的]为探讨生态护坡材料的长期服役耐久性。[方法]通过干湿循环条件下的力学试验和渗透试验,研究固化黄土宏观性能的演化规律,利用扫描电镜和图像处理技术,分析干湿循环对微结构形态的损伤规律,探讨生物胶改善黄土宏观性能干湿循环耐久性的微观机理,并基于宏观性能指标和微结构参数建立宏-微观演化特征函数,描述干湿循环条件下宏观性能与微观结构间的数值响应关系。[结果]生物胶抑制固化黄土力学性质劣化,抑制效果与生物胶掺量呈正相关,生物胶增大固化黄土的渗透性能变化,变化幅度与掺量呈负相关;干湿循环造成黄土胶结作用失效,颗粒损伤,孔隙增大,生物胶增强黄土胶结作用,减缓颗粒损伤,改变孔隙发育模式;演化特征函数预测效果良好,超过95%的预测点落在均方误差线以内。生物胶的加入有利于改善黄土宏观性能的干湿循环耐久性;特征函数的敏感性分析表明,孔隙率对力学性能影响最大,孔径>32μm的大孔隙率对渗透性能影响最大。[结论]研究结果可为生物胶固化土护坡技术的工程应用及后续改良提供理论依据。 展开更多
关键词 固化黄土 干湿循环 抗剪强度 渗透性 微观结构 预测模型
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断层斜交岩质高边坡开挖变形特征及其治理效果评价--以陕南地区某岩质高边坡为例 被引量：7
10
作者 石玉玲 侯明杰 +2 位作者 李怀鑫 晏长根 文奎 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第3期400-413,共14页
为厘清断层斜交岩质高边坡开挖变形特性以及边坡治理后的时变特性,以陕南地区某断层斜交岩质高边坡为例,综合采用现场调查、数值模拟以及多点位移监测等方法分析断层斜交岩质高边坡破坏机制,归纳了断层斜交岩质高边坡的主要致灾因子,分... 为厘清断层斜交岩质高边坡开挖变形特性以及边坡治理后的时变特性,以陕南地区某断层斜交岩质高边坡为例,综合采用现场调查、数值模拟以及多点位移监测等方法分析断层斜交岩质高边坡破坏机制,归纳了断层斜交岩质高边坡的主要致灾因子,分析了边坡开挖过程中的变形特性,并探讨了边坡治理的时效性。结果表明:研究区域地形陡峭,受断层和坡脚开挖影响呈现出典型临空地形地貌,且受地质构造影响,出露岩体破碎程度较高,节理裂隙发育;基于数值仿真论证了断层斜交岩质高边坡采用“上部锚索锁固+中部坡体刷方+下部锚索和抗滑桩加固”方案治理的可行性,现场调查和监测数据结果表明边坡治理效果明显;断层处流土溶蚀效应明显,强降雨诱发岩质高边坡后缘断层附近平台发生塌陷,在断层和坡脚部位增设排水措施后坡体病害得到有效缓解,整体变形速率得到有效控制。研究成果对断层斜交岩质高边坡的治理及破坏机制分析具有参考意义。 展开更多
关键词 断层 岩质高边坡 边坡防治 破坏机制 数值仿真 变形特性 治理评价 陕西
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干湿循环作用下原状黄土渗透性及其对土-水特征曲线的影响 被引量：4
11
作者 常洲 晏长根 +4 位作者 安宁 兰恒星 石玉玲 包含 许江波 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第1期143-150,166,共9页
为评估干湿循环作用对原状黄土水力特性的劣化效应,对甘肃Q 3黄土进行了4组不同干湿循环路径下的饱和渗透试验与土-水特征测试,分析土体饱和渗透系数和土-水特征曲线随干湿循环次数、循环幅度和下限含水率的变化规律。结果表明:原状黄... 为评估干湿循环作用对原状黄土水力特性的劣化效应,对甘肃Q 3黄土进行了4组不同干湿循环路径下的饱和渗透试验与土-水特征测试,分析土体饱和渗透系数和土-水特征曲线随干湿循环次数、循环幅度和下限含水率的变化规律。结果表明:原状黄土饱和渗透系数劣化度与干湿循环次数间关系可采用双曲线函数进行描述,6次循环后劣化度变化趋于稳定;土体饱和渗透系数劣化度随循环幅度增大而线性增大,随下限含水率增大而线性减小。V-G模型对干湿循环下黄土的土-水特征曲线拟合效果良好,模型参数θs、α、n变化幅度较小,而参数θr随循环次数增加呈指数下降趋势。依据试验结果建立了考虑干湿循环3参数的饱和渗透系数劣化模型与土-水特征曲线模型,并对土体非饱和渗透系数进行了预测分析。 展开更多
关键词 原状黄土 干湿循环 渗透系数 土-水特征曲线 劣化模型
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循环加卸载下黑云母石英片岩的弹性模量与能量演化特征研究 被引量：4
12
作者 裴润生 包含 +2 位作者 兰恒星 黄晓林 晏长根 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期74-85,共12页
黑云母石英片岩是一种典型的各向异性岩石,为研究其损伤演化规律及各向异性表现特征,针对含0°,45°,90°3种片理角度的试样,开展了等塑性应变循环加卸载试验。结果表明:不同片理面角度试样的破坏模式有所不同,0°片理... 黑云母石英片岩是一种典型的各向异性岩石,为研究其损伤演化规律及各向异性表现特征,针对含0°,45°,90°3种片理角度的试样,开展了等塑性应变循环加卸载试验。结果表明:不同片理面角度试样的破坏模式有所不同,0°片理面试样中的张拉破裂现象与45°片理面中的剪切破坏现象尤为明显。随着塑性应变增加,黑云母石英片岩的弹性模量表现出先强化、后弱化的现象,这一现象在高围压下更为明显。在弱化阶段中,弹性模量演化的转折点与裂纹起裂强度σci稳定时对应塑性应变一致。弹性模量作为岩石损伤劣化过程的评价指标较完整性系数受片理面角度的影响更小。在岩石内部能量演化过程中,耗散能大小与片理面角度的关系为0°>90°>45°,耗散能、弹性能下降的速率大小关系为45°>90°>0°,其降至稳定时与岩石损伤强度σcd稳定时对应塑性应变一致。该研究借助弹性模量和能量演化规律分析,探究了黑云母石英片岩的损伤演化力学行为。 展开更多
关键词 黑云母石英片岩 各向异性 循环加卸载 弹性模量 能量
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干旱半干旱区岩质边坡生态基材防护特性与优化配比 被引量：6
13
作者 许飞 尹晓晴 +6 位作者 包含 曹占强 葛亚军 晏长根 敖新林 郑涵 李俊霖 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第5期2158-2167,共10页
为修复干旱半干旱区岩质边坡的生态系统,获得生态护坡基材的优化配比,以一种新型生态基材为研究对象,以黏结剂、木纤维、保水剂为3个因素,各取3个水平,开展多指标多因素正交试验探索各因素和水平对基材性能的影响规律。结果表明:黏结剂... 为修复干旱半干旱区岩质边坡的生态系统,获得生态护坡基材的优化配比,以一种新型生态基材为研究对象,以黏结剂、木纤维、保水剂为3个因素,各取3个水平,开展多指标多因素正交试验探索各因素和水平对基材性能的影响规律。结果表明:黏结剂可以有效提升基材的强度和水稳性能,与适量水分作用可以发挥最优效能。随其掺量的增加,抗剪强度表现为先增加后减小,渗透系数和崩解量均表现为减小;施用较少剂量的保水剂即可对基材的渗透、持水性能产生较大的影响,有效提高基材固持自然降水的能力;木纤维与黏结剂的相互作用,可以促进其对基材的加筋补强和改善土壤构型效能的发挥,增强基材的抗冲抗剪性能。除渗透系数随木纤维掺量的增加而增加外,其他指标均呈先增大后减小的趋势。由极差分析可得,各因素对基材性能的影响程度表现为黏结剂>木纤维>保水剂,获得基材的最优配比为黏结剂3%,木纤维4%,保水剂0.1%,最优含水率为16%。 展开更多
关键词 生态基材 生态护坡 防护特性 正交实验 配比优选
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基于损伤耦合演化过程的黏土-结构物界面统计损伤本构模型 被引量：3
14
作者 李怀鑫 晏长根 +2 位作者 石玉玲 余柄学 梅颢鹏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2260-2272,共13页
为了评估粗糙度对土与结构物界面强度特性的影响,首先,开展不同法向应力条件下黏土和不同粗糙度黏土-结构物界面强度的直剪试验,分析了土体剪切面强度和界面强度的相互关系;其次,利用图像处理软件分析黏土-结构物界面的剪切机理,提出了... 为了评估粗糙度对土与结构物界面强度特性的影响,首先,开展不同法向应力条件下黏土和不同粗糙度黏土-结构物界面强度的直剪试验,分析了土体剪切面强度和界面强度的相互关系;其次,利用图像处理软件分析黏土-结构物界面的剪切机理,提出了考虑结构物表面粗糙度影响的界面损伤耦合演化过程;第三,引入考虑界面粗糙度影响的等效初始损伤因子,基于连续损伤理论和统计强度理论建立了考虑界面损伤耦合演化过程的黏土-结构物界面统计损伤本构模型;最后,结合室内试验结果验证了模型适用性。研究结果表明:在相同法向应力条件下,界面粗糙度越大,界面强度越接近土体强度;界面强度与结构物表面粗糙度呈幂函数关系增加,其增长速率随结构物表面粗糙度增加而降低;黏土-结构物界面剪切全过程的损伤演化过程可分为等效初始损伤阶段和加载损伤阶段,其中,等效初始损伤阶段受界面粗糙度影响,加载损伤包括受荷损伤和耦合损伤。本文模型所得结果与试验结果的吻合度较高,能较好地反映黏土与结构物界面损伤本构特征。 展开更多
关键词 土与结构物界面 粗糙度 等效初始损伤因子 损伤耦合演化 统计损伤理论 本构模型
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基于LightGBM模型的甘肃省临夏县滑坡易发性评价 被引量：3
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作者 何哲 石玉玲 +2 位作者 李富春 贾卓龙 晏长根 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期197-205,216,共10页
甘肃省临夏县地质环境复杂,滑坡灾害发育,对当地居民生产生活造成严重威胁,亦对工程建设的开展造成一定阻碍,因此,选取高效准确的机器学习方法对临夏县进行滑坡易发性评价具有重大意义。首先依据遥感影像和野外勘察资料,选取了1718处滑... 甘肃省临夏县地质环境复杂,滑坡灾害发育,对当地居民生产生活造成严重威胁,亦对工程建设的开展造成一定阻碍,因此,选取高效准确的机器学习方法对临夏县进行滑坡易发性评价具有重大意义。首先依据遥感影像和野外勘察资料,选取了1718处滑坡样本,遴选了滑坡灾变的16种影响因子并建立滑坡影响因子评价体系;再结合预测精度和运行时间等指标对比了轻量级梯度提升机(LightGBM)模型与主流机器学习模型的性能;最后利用混淆矩阵分级方法进行了基于LightGBM模型的临夏县滑坡易发性评价。结果表明:临夏县重要滑坡影响因子为地表植被和地形地貌因子,其中土地覆盖为最主要影响因子;LightGBM模型预测精度高达0.931,且运行速度仅为11.7 s,既能保证高精度又极大提升了运行效率;在抽稀后的数据集上,LightGBM模型的预测表现、校准程度和分级结果均优于随机森林(RF)模型;混淆矩阵分级法的较高和高易发区内滑坡分布更为集中,在14.94%的区域内分布着86.86%的滑坡灾害点。滑坡易发性评价结果较好地反映了研究区内滑坡分布发育情况,可为当地工程建设及防灾减灾工作提供一定指导。 展开更多
关键词 滑坡 易发性评价 轻量级梯度提升机 机器学习 甘肃省临夏县
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聚丙烯纤维加筋黄土边坡防护原位测试及改进策略 被引量：3
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作者 徐志平 贾卓龙 +1 位作者 晏长根 王逸凡 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第4期111-116,共6页
为了给加筋黄土边坡防护技术的大面积推广提供理论依据和参考,对聚丙烯纤维加筋黄土防护边坡的土壤含水率及边坡形态进行了持续6个月的原位测试,结果表明:聚丙烯纤维加筋黄土具有良好的边坡防护效果,加筋黄土防护边坡土壤含水率总体趋... 为了给加筋黄土边坡防护技术的大面积推广提供理论依据和参考,对聚丙烯纤维加筋黄土防护边坡的土壤含水率及边坡形态进行了持续6个月的原位测试,结果表明:聚丙烯纤维加筋黄土具有良好的边坡防护效果,加筋黄土防护边坡土壤含水率总体趋于稳定,不同土层土壤含水率平均变异系数比原状边坡降低10.89%,这得益于加筋黄土防护层形态总体维持完整,能够长期抵抗降雨、干湿循环、冻融循环等不利外部环境的持续影响;然而,聚丙烯纤维加筋黄土防护边坡上植被生长缓慢,且防护层与原状土体易分异脱离。提出了对加筋黄土进行保水改良、采用快速植生的多功能层设计和可操作性强的材料物理防脱技术等加筋黄土防护边坡的改进策略。 展开更多
关键词 黄土边坡防护 聚丙烯纤维 加筋黄土 原位测试 土壤含水率 改进策略
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M_(S)6.8级泸定地震作用下大渡河工程边坡变形响应分析 被引量：1
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作者 孙巍锋 兰恒星 +2 位作者 包含 田朝阳 晏长根 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1654-1668,共15页
安装GNSS变形监测点的某大渡河左岸工程边坡经历了2022年“9·5”泸定地震(主震)及其余震事件,为揭示地震作用下工程边坡变形响应规律及原因提供了宝贵数据。在梳理地震背景及其灾害的基础之上,整理并分析了边坡碎石土与基岩上监测... 安装GNSS变形监测点的某大渡河左岸工程边坡经历了2022年“9·5”泸定地震(主震)及其余震事件,为揭示地震作用下工程边坡变形响应规律及原因提供了宝贵数据。在梳理地震背景及其灾害的基础之上,整理并分析了边坡碎石土与基岩上监测点的变形历时数据,得到了如下主要发现:在主震激发下,碎石土的水平变形量变化过程总体呈S型,先后出现了震前平稳段、震后增长段与震后收敛段,且震后增长段碎石土的水平变形量增幅可达20 mm;震级比主震小的余震在震后收敛段并未对碎石土的水平变形量造成显著实质性影响,与声发射现象中的“凯赛尔效应”极相似;主震激发了碎石土的水平变形方向由北偏东8.5°快速大幅增加至北偏东30.5°,但这种对碎石土层水平变形方向的改变具有弹性可恢复性;地震作用下边坡碎石土的水平变形响应比基岩的水平变形响应更显著,分析认为岩性与坡度的差异是两者水平变形响应差异的主要原因;边坡碎石土与基岩的竖向变形以及基岩水平变形在地震作用下并无显著变化,最新变形数据表明监测点处边坡处于相对稳定状态。鉴于复杂因素对边坡的潜在不利影响,还应基于多源监测数据开展边坡的动态稳定性分析判断。研究成果可为地震时边坡安全施工与灾害风险防控提供一定参考。 展开更多
关键词 工程边坡 变形响应 强震 GNSS监测 位移转向
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穿越富水断层时红层泥岩隧道的受力响应 被引量：2
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作者 邓兆宁 常洲 +1 位作者 鲁志方 晏长根 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第3期414-426,共13页
为了解红层泥岩隧道穿越富水断层破碎带时衬砌结构的受力状态,对甘肃某在建隧道邻近富水断层带的红层泥岩断面开展了围岩、初支钢拱架和二次衬砌(二衬)混凝土应力的长期原位监测,分析了富水断层突水突泥治理期间红层泥岩隧道结构的受力... 为了解红层泥岩隧道穿越富水断层破碎带时衬砌结构的受力状态,对甘肃某在建隧道邻近富水断层带的红层泥岩断面开展了围岩、初支钢拱架和二次衬砌(二衬)混凝土应力的长期原位监测,分析了富水断层突水突泥治理期间红层泥岩隧道结构的受力规律。结果表明:受富水断层的水分渗流影响,施工期隧道拱顶的围岩压力最大,为498.28 kPa,在二衬施作后,拱顶围岩压力逐渐降低,而仰拱承受围岩压力持续增加,仰拱最大围岩压力达352.75 kPa。初支钢拱架具有明显的非对称分布,拱架外侧受力呈“上大下小”分布特征,最大压应力位于拱顶与右拱腰,右拱腰受断层活动产生的压应力影响而弯曲破坏;拱架内侧受力呈“上小下大”特征,最大压应力位于仰拱左侧。二衬混凝土总体满足隧道安全系数要求,受富水断层直接影响的拱顶与右拱腰混凝土承受最大压应力;由于施工结束后断层破碎带向隧道基底围岩的持续水分渗透,仰拱混凝土应力稳定时间较长,在长期运营中具有底鼓风险,在隧道运营中应重点关注隧道基底变形。研究结果为后续类似隧道工程的加固方案优化和排水方案确定提供相应参考。 展开更多
关键词 隧道工程 红层泥岩 现场监测 受力响应 公路 富水断层 治理措施 甘肃
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基于物联网技术的PHC管桩加固湿软黄土地基自动化监测现场试验 被引量：1
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作者 熊琦 晏长根 +2 位作者 蒋超 王雅馨 薛志佳 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期275-284,共10页
预应力高强度混凝土(Pre-stressed High-strength Concrete:PHC)管桩作为一种常用的处理湿软黄土地基方法,质量稳定可靠。但是,在传统PHC管桩施工过程中,对管桩贯入位移的记录存在频率不足、效率不高等问题,未能满足预期的地基处理施工... 预应力高强度混凝土(Pre-stressed High-strength Concrete:PHC)管桩作为一种常用的处理湿软黄土地基方法,质量稳定可靠。但是,在传统PHC管桩施工过程中,对管桩贯入位移的记录存在频率不足、效率不高等问题,未能满足预期的地基处理施工监测效果。鉴于此,基于物联网的基本框架和技术,依托甘肃安临高速PHC管桩处理湿软黄土地基工程,设计了一套PHC管桩施工质量自动化监测系统,采用自行研发的监测装置与系统,针对管桩在施工过程中的贯入位移质量控制指标进行了现场监测试验。结果表明:该监测系统可实时输出管桩贯入土层过程中贯入位移随锤击次数的响应情况,并将管桩贯入持力层的信息及时反馈于现场施工作业区。同时借助地质雷达与低应变检测技术验证了该监测系统的可靠性。该研究成果可为PHC管桩在施工过程中实现贯入信息采集的智能化提供一定的技术支撑。 展开更多
关键词 PHC管桩 物联网技术 湿软黄土地基 贯入位移 现场试验
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基于等效损伤的土与结构物界面损伤强度模型
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作者 李怀鑫 晏长根 +3 位作者 谢家乐 孙巍锋 石玉玲 贾卓龙 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期174-184,共11页
为探究土与结构物界面的力学特性及损伤演化规律,通过直剪试验分析了不同剪切面积土体条件下土与结构物界面的强度特性,且基于土体剪切面和土与结构物界面剪切过程中的损伤演化特征,构建土与结构物界面的等效损伤因子,提出基于等效损伤... 为探究土与结构物界面的力学特性及损伤演化规律,通过直剪试验分析了不同剪切面积土体条件下土与结构物界面的强度特性,且基于土体剪切面和土与结构物界面剪切过程中的损伤演化特征,构建土与结构物界面的等效损伤因子,提出基于等效损伤的土与结构物界面统计损伤本构关系,并结合试验结果对模型可行性进行验证。结果表明:土体剪切面积比对试样应力–应变曲线影响明显,相同法向应力条件下,土与结构物界面抗剪强度随着土体剪切面积比的增加呈线性增长的发展趋势;相对土体剪切面而言,土与结构物界面在剪切过程中孔隙和微裂纹发生剧烈变化,宏观表现为土与结构物界面强度低于土体剪切面强度;试样加载过程中,土与结构物界面总损伤为等效初始损伤、受荷损伤、等效初始损伤和受荷损伤相互作用产生的耦合损伤;本文模型计算结果与试验数据拟合度较高,能反映土与结构物界面应变硬化或应变软化型曲线特征。研究成果可为边坡桩–土界面分析及安全评价提供理论支撑。 展开更多
关键词 土与结构物界面 抗剪强度 等效损伤 统计损伤理论 损伤模型
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