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暴雨型山洪灾害链监测预警研究与展望 被引量:17
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作者 唐文坚 范仲杰 +6 位作者 董林垚 刘纪根 张平仓 李同录 童官军 杜俊 王林 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第7期73-79,共7页
暴雨型山洪及其链生过程是山区常见的致灾隐患,因其点多面广、成因复杂,加之相关过程常表现显著的突发性、局地性与隐蔽性等特点,增加了灾害早期识别与监测预警的难度。目前,山洪灾害链转化机理与监测预警研究是防灾减灾领域具有综合交... 暴雨型山洪及其链生过程是山区常见的致灾隐患,因其点多面广、成因复杂,加之相关过程常表现显著的突发性、局地性与隐蔽性等特点,增加了灾害早期识别与监测预警的难度。目前,山洪灾害链转化机理与监测预警研究是防灾减灾领域具有综合交叉特色的国际前沿与热点问题。为此,通过梳理暴雨型山洪灾害链国内外研究现状与趋势,分析了相关研究中亟需突破的关键科学与技术问题,并针对性提出了研究方向和研究展望。其中亟待突破的关键科学与技术问题有:如何揭示暴雨-洪水-滑坡(崩塌)-泥石流的同源链生转化机理,如何建立灾害链精准监测与稳定传输技术,如何构建灾害链预警指标体系与动态预警平台。建议研究方向为:暴雨型山洪灾害链致灾因子辨识研究,暴雨型山洪灾害链关键要素监测预警技术研发,山区小流域山洪灾害链监测预警平台研发,暴雨型山洪灾害链监测预警技术集成与示范。研究展望包括:突出多科学交叉、多手段融合,以“致灾因子辨识-关键技术研发-软件平台构建-集成应用示范”为研究主线,最终在灾害链驱动演化机理、精准监测与动态预警技术等方面取得突破和创新,预期成果可为提升山洪灾害链防御能力、推动生态可持续和流域高质量发展提供科技支撑。 展开更多
关键词 暴雨型山洪灾害 山洪灾害链转化机理 致灾关键因子 临界发育条件 监测预警平台 山洪灾害链防御能力
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考虑干密度影响的压实黄土土水特征与渗透特性试验研究 被引量:6
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作者 张林 李同录 陈存礼 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期945-953,共9页
为了研究干密度对压实黄土土水特征、渗透特性的影响,用一维瞬时土柱渗透仪开展了不同干密度压实黄土的常水头渗透试验,得到了入渗量、体积含水率、吸力时程线与土水特征曲线;利用瞬态剖面法计算了非饱和渗透系数,分别得到其与吸力和饱... 为了研究干密度对压实黄土土水特征、渗透特性的影响,用一维瞬时土柱渗透仪开展了不同干密度压实黄土的常水头渗透试验,得到了入渗量、体积含水率、吸力时程线与土水特征曲线;利用瞬态剖面法计算了非饱和渗透系数,分别得到其与吸力和饱和度的关系曲线。结果表明:干密度增大,入渗量时程线趋于平缓,吸力和体积含水率时程线转折点后移,陡变段斜率增大,其变化规律可用5个时间段进行描述;水自试样底部流出稳定后,不同干密度试样皆未完全饱和,其最大饱和度随干密度增大而增大;干密度增大,土水特征曲线上移,渗透性曲线规律性下移。基于试验结果,分别建立了直接考虑干密度影响的土水特征和渗透性函数的归一化模型。 展开更多
关键词 干密度 压实黄土 渗透试验 土水特征 渗透性
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基于滤纸法的非饱和渗透性曲线测试 被引量:22
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作者 李华 李同录 +1 位作者 江睿君 范江文 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期895-904,共10页
渗透性曲线是反映非饱和土中水分运移的重要参数,瞬态剖面法是测定渗透性曲线的常用方法。将滤纸法应用于传统的瞬态剖面法,设计了一种土柱装置,用于测定土体的渗透性曲线。该装置包括上部能够持续给水的供水系统及下部由带环刀的土样... 渗透性曲线是反映非饱和土中水分运移的重要参数,瞬态剖面法是测定渗透性曲线的常用方法。将滤纸法应用于传统的瞬态剖面法,设计了一种土柱装置,用于测定土体的渗透性曲线。该装置包括上部能够持续给水的供水系统及下部由带环刀的土样与滤纸叠置而成的土柱。在水分下渗过程中,定期测量土样与滤纸的质量以获得土柱的含水率剖面与水头剖面,根据所测数据计算得到土-水特征曲线和渗透性曲线。用此方法测得甘肃正宁马兰黄土与第1层古土壤的渗透性曲线和土-水特征曲线,该方法测量的吸力范围大,为1~1^05 kPa,渗透系数范围在10^-5~10^-13 m/s。用常见的统计预测模型预测了土体的渗透性曲线,并与实测曲线对比发现小吸力范围预测值与实测值相符,大吸力范围预测值偏差较大。 展开更多
关键词 非饱和土 渗透性曲线 滤纸法 瞬态剖面法 统计模型
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黄土边坡可靠度的随机有限元分析 被引量:10
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作者 李萍 白健忠 +2 位作者 GRIFFITHS D V 李同录 郑亚楠 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2019年第1期116-126,共11页
为了研究黄土边坡的可靠度,在对黄土强度参数进行变异性统计、概率分布检验及垂直向自相关距离计算的基础上,将黄土强度参数黏聚力和内摩擦角作为随机变量,将其在二维边坡剖面的空间变化作为随机场,用局部平均细分法将符合一定均值和标... 为了研究黄土边坡的可靠度,在对黄土强度参数进行变异性统计、概率分布检验及垂直向自相关距离计算的基础上,将黄土强度参数黏聚力和内摩擦角作为随机变量,将其在二维边坡剖面的空间变化作为随机场,用局部平均细分法将符合一定均值和标准差的强度参数按随机场分布在边坡剖面的有限元网格上,再采用弹-理想塑性有限元计算边坡稳定系数,用MonteCarlo法计算其失效概率。结果表明:黄土黏聚力的变异系数多在0.30以上,内摩擦角的变异系数多在0.20以下,且黄土高原从西向东两个参数的变异性都增大;黏聚力和内摩擦角的概率分布类型对边坡失效概率计算结果影响显著,统计检验发现黏聚力采用对数正态分布、内摩擦角采用正态分布为宜;黄土地层的垂直向自相关距离多在0.7m以内,与计算厚度的比值多小于0.2;在大部分黄土的变异系数与自相关距离水平下,采用确定场进行可靠度分析,多数情况将极大地高估了黄土边坡的失效概率,而在极端高变异系数水平下,采用确定场进行可靠度分析,又将极大地低估其失效概率。 展开更多
关键词 黄土边坡 随机场 有限元 黏聚力 内摩擦角 自相关距离 可靠度 稳定系数
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裂缝对灌溉诱发黄土滑坡的影响——以陕西省泾阳南塬为例 被引量:7
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作者 梁燕 乔俊 +3 位作者 谢超 侯帅 李同录 霍艾迪 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第20期305-314,共10页
泾阳南塬裂缝洞穴很发育,加之当地居民为了提高农业产量一般都采取漫灌方式浇地,这导致了南塬黄土滑坡频繁发生,给当地造成了很大的经济损失,甚至人员伤亡,因此研究裂缝对黄土滑坡的影响有很重要的实际意义。通过现场灌溉试验、地下水... 泾阳南塬裂缝洞穴很发育,加之当地居民为了提高农业产量一般都采取漫灌方式浇地,这导致了南塬黄土滑坡频繁发生,给当地造成了很大的经济损失,甚至人员伤亡,因此研究裂缝对黄土滑坡的影响有很重要的实际意义。通过现场灌溉试验、地下水位测量和黄土的基本物理力学性质试验,基于非饱和土渗流和强度理论,采用简化Bishop方法,计算黄土斜坡的稳定性。结果表明:南塬塬下在4~5月地下水位最高,平均在地面以下10.73 m,2015年内变化幅度约为5.0 m;塬上地下水位埋深约为31.60 m,年变化幅度较小。农田灌溉水位高出地面约5.0cm,历时约100min。在缝深小于9.26m时、距离塬边50m范围内不灌溉和高的地下水位情况下,裂缝塬边距小于20 m时,泾阳南塬斜坡稳定安全系数随着裂缝塬边距的增加而减小,随着裂缝深度增加而减小;当塬边距大于20 m时,稳定安全系数随着裂缝塬边距和裂缝深度的变化较小,黄土斜坡均处于不稳定状态或者极限平衡状态。得出了保持黄土斜坡稳定时裂缝深度、裂缝位置的临界状态线。当处于状态线以内时,斜坡稳定;否则,不稳定。1976年以前的斜坡稳定性结果验证了以前南塬很少发生滑坡的现象。高的地下水位下,距塬边50 m外灌溉还是不能保证斜坡稳定性。 展开更多
关键词 裂缝位置 裂缝深度 黄土斜坡 稳定性 临界线
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渭北黄土台塬区水库水下岸坡稳定形态预测模型研究
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作者 高德彬 张昊 +3 位作者 马学通 李同录 李常虎 李启鹏 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第3期152-159,共8页
黄土地区水库塌岸预测仍以卡丘金法等经验图解法为主,此类方法预测结果的准确性取决于对岸坡剖面形态的准确描述。为了提高黄土地区水库塌岸宽度预测的准确性,选取渭北黄土台塬区选择典型水库进行现场调查,对原河道岸坡形态与蓄水后岸... 黄土地区水库塌岸预测仍以卡丘金法等经验图解法为主,此类方法预测结果的准确性取决于对岸坡剖面形态的准确描述。为了提高黄土地区水库塌岸宽度预测的准确性,选取渭北黄土台塬区选择典型水库进行现场调查,对原河道岸坡形态与蓄水后岸坡形态进行对比分析,在此基础上建立了水下岸坡形态预测模型。结果表明,渭北黄土台塬区水库岸坡塌岸稳定后,水上岸坡呈直立状,高度可达30 m以上,水下岸坡呈曲线形,受水深和岸坡高度共同影响,塌落物可能露出水面。在此基础上基于对数螺线方程建立了水下岸坡形态预测模型,并与经典图解法所用直线型岸坡进行对比,误差分析结果表明采用对数螺线方程进行水下岸坡形态预测时堆积体积误差为4.50%~39.70%,均值为12.64%,而直线型岸坡的预测误差为25.75%~124.69%,均值为75.69%。即采用对数螺线方程可以更好的测水下岸坡形态及水下堆积量。相关研究成果对黄土台塬区水库塌岸预测方法的改进,以及黄河流域的渭北黄土台塬区的环境保护与高质量发展具有实际意义。 展开更多
关键词 渭北黄土台塬 塌岸预测 水下岸坡稳定形态 对数螺线方程 塌岸特征
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用孔隙分布曲线预测压实黄土非饱和渗透曲线及其适用范围的探讨 被引量:16
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作者 李燕 李同录 +2 位作者 侯晓坤 李华 张杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2395-2404,共10页
土体非饱和渗透曲线受其孔隙分布的控制,因此可以用孔隙分布曲线预测渗透曲线。为了探讨这一方法对压实黄土的适用范围,制备了3组不同干密度的压实黄土样,通过压汞试验测得土样的孔隙分布(pore-size distribution,简称PSD)曲线,用课题... 土体非饱和渗透曲线受其孔隙分布的控制,因此可以用孔隙分布曲线预测渗透曲线。为了探讨这一方法对压实黄土的适用范围,制备了3组不同干密度的压实黄土样,通过压汞试验测得土样的孔隙分布(pore-size distribution,简称PSD)曲线,用课题组设计的小型土柱设备测定了其非饱和渗透曲线。利用PSD曲线预测渗透曲线,并与实测数据进行对比。结果表明:压实黄土的渗透曲线可分为由毛细水主导的低基质吸力阶段和由吸附水主导的高基质吸力阶段。在低吸力段,3组土样的渗透曲线差异较大,而在高吸力段3组土样的渗透曲线重合,表明高吸力段的渗透性和干密度无关。此外,3组土样的预测结果和实测数据在低吸力段吻合较好,在高吸力段预测结果小于实测结果。从PSD曲线的预测原理可见,该方法适合毛细水不适合吸附水。为此对高吸力段渗透曲线提出了修正方法,修正后的曲线可描述全基质吸力范围内的渗透曲线。 展开更多
关键词 压实黄土 瞬态剖面法 孔隙分布曲线 非饱和渗透曲线 预测方法
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结构性黄土压缩特性的微观非连续变形分析 被引量:4
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作者 张杰 张常亮 +3 位作者 李萍 李同录 乔志甜 李强 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2021年第5期123-130,共8页
黄土的结构性与其形成过程密切相关,并对其物理力学性质产生重要影响。针对结构性黄土的大孔隙和胶结特性,对DDA算法进行了扩展,将结构性黄土中起主要胶结作用的黏粒胶结嵌入已有的DDA算法中;使用Monte Carlo法和DDA模拟黄土的沉积过程... 黄土的结构性与其形成过程密切相关,并对其物理力学性质产生重要影响。针对结构性黄土的大孔隙和胶结特性,对DDA算法进行了扩展,将结构性黄土中起主要胶结作用的黏粒胶结嵌入已有的DDA算法中;使用Monte Carlo法和DDA模拟黄土的沉积过程,该方法能够模拟颗粒下落过程中的相互碰撞及摩擦,分析结构性黄土在压缩过程中颗粒的平动和转动规律,由此构建与原状黄土孔隙比接近的微观结构模型;进一步使用扩展DDA对所生成的黄土结构模型进行不同压力下的一维压缩试验模拟,并与室内压缩试验进行对比。发现胶结试样颗粒位移比不含胶结试样颗粒位移小,但整体规律相似;每个颗粒位移的大小和方向不尽相同,但主要以竖向位移为主;在压缩过程中,不同区域的颗粒位移存在较大差异,上部颗粒位移大,越往下部颗粒的位移越小。该研究成果可为从微观认识黄土力学行为提供一条途径。 展开更多
关键词 结构性黄土 胶结作用 压缩特性 微观结构模型 非连续变形分析
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考虑边界效应的非饱和土圆柱孔扩张问题解析 被引量:1
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作者 翟张辉 张亚国 +1 位作者 李同录 肖书雄 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期301-311,共11页
圆柱孔扩张理论是分析沉桩挤土及旁压试验等岩土工程问题的有效方法,然而已有研究中多假定土体为无限连续介质,当圆柱孔周围存在约束边界时并不适用。采用临界状态模型描述非饱和土的应力-应变关系,在此基础上引入反映土体比体积-吸力... 圆柱孔扩张理论是分析沉桩挤土及旁压试验等岩土工程问题的有效方法,然而已有研究中多假定土体为无限连续介质,当圆柱孔周围存在约束边界时并不适用。采用临界状态模型描述非饱和土的应力-应变关系,在此基础上引入反映土体比体积-吸力关系的液相本构方程,推导了非饱和土中存在固定边界时,圆柱孔扩张问题在不同排水条件下的半解析解。通过计算不同工况,对比分析边界效应、非饱和吸力效应和排水条件对圆柱孔扩张响应的影响。结果表明,受边界效应影响,扩孔压力随着孔径增大而持续增大,这与无边界时扩孔压力趋于某一稳定值的情况有所不同;当圆柱孔扩张相同孔径时,周围固定边界范围越小,所需扩孔压力越大。土体初始吸力越大,扩孔压力也越大,相同应力增量引起的体积压缩量减小,说明土体出现吸力硬化效应。在孔周相同位置处,不排水比排水条件下的土体饱和度高、吸力小,对应的有效应力分量也小;距孔壁越近,该差异越明显。 展开更多
关键词 圆柱孔扩张 非饱和土 边界效应 吸力硬化效应 半解析解
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Prediction of soil–water characteristic curve for Malan loess in Loess Plateau of China 被引量:13
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作者 li Ping li tong-lu 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第2期432-447,共16页
To predict the soil-water characteristic curve(i.e.SWCC)of natural and remoulded Malan loess from soil physical properties,one-point methods for determining the SWCC that are much simpler than experimental methods are... To predict the soil-water characteristic curve(i.e.SWCC)of natural and remoulded Malan loess from soil physical properties,one-point methods for determining the SWCC that are much simpler than experimental methods are proposed.The predicted SWCC is presented in the form of the BRUTSAERT equation,in which the four model parameters can be estimated from soil physical properties using the best correlations obtained in the present study along with one measured data point.The proposed one-point methods are validated using the measured SWCC data reported in the literature.The results of validation studies suggest that the proposed one-point methods can provide reasonable prediction of the SWCC for natural and remoulded Malan loess.The measured data point should be within the transition zone;the measured suction is suggested between25to100kPa for natural loess,while between100to500kPa for remoulded loess. 展开更多
关键词 soil–water characteristic curve Malan loess natural loess remoulded loess one-point method physical properties
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