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反倾层状斜坡破裂面演化特征离心机模型试验与数值模拟
被引量:
1
1
作者
穆成林
张御阳
+3 位作者
裴向军
马浩
周昕
李林燕
《水文地质工程地质》
CSCD
北大核心
2024年第1期135-144,共10页
破裂面形成演化特征是反倾层状斜坡研究的重点之一,也是稳定性评价和工程设计治理的基础。利用室内大型土工离心机,获取坡体受力和变形参数,同时结合PFC数值模拟成果,展示斜坡破裂面的形成演化过程和特征,并讨论破裂面的形成机理。结果...
破裂面形成演化特征是反倾层状斜坡研究的重点之一,也是稳定性评价和工程设计治理的基础。利用室内大型土工离心机,获取坡体受力和变形参数,同时结合PFC数值模拟成果,展示斜坡破裂面的形成演化过程和特征,并讨论破裂面的形成机理。结果表明:(1)首先在坡体内部产生压剪裂隙,随后向中下部扩展,坡体压剪分区;(2)裂隙向中上部发展,破裂面初步形成,深部坡体发生弯折;(3)浅层裂隙完全贯通,形成由坡顶至坡脚的完整破裂面Ⅰ,内部潜在破裂面(Ⅱ、Ⅲ)中上部近似平行坡面,下部合并后至坡脚,而稳定受压区域与弯折区分界潜在破裂面Ⅳ呈阶梯形,同时浅层存在3条次级破裂面;(4)斜坡的变形破坏由于重力作用,使得岩层差异性受力,在压剪、拉剪及弯折作用下,裂隙由预制裂隙尖端萌生、扩展,最终贯通形成破裂面。重力是内在原因,而坡体结构特征是基础条件。研究成果可以为反倾层状斜坡进一步深入研究和实践提供参考。
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关键词
反倾层状斜坡
破裂面
演化特征
物理模型试验
数值模拟
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职称材料
倾角变化条件下反倾层状斜坡倾倒变形演化研究
被引量:
1
2
作者
杜睿锡
郑达
+2 位作者
吴章雷
陶诗鑫
周鸿轲
《人民长江》
北大核心
2024年第4期150-159,168,共11页
倾倒变形是反倾层状岩质边坡的一种典型破坏模式,为了研究不同岩层倾角对反倾层状岩质边坡倾倒变形的影响,以澜沧江上游古水水电站坝前倾倒变形体为原型,从岩层倾角变化的角度出发,利用大型土工离心机试验分析了反倾层状岩质边坡的失稳...
倾倒变形是反倾层状岩质边坡的一种典型破坏模式,为了研究不同岩层倾角对反倾层状岩质边坡倾倒变形的影响,以澜沧江上游古水水电站坝前倾倒变形体为原型,从岩层倾角变化的角度出发,利用大型土工离心机试验分析了反倾层状岩质边坡的失稳破坏过程、变形演化特征与最终失稳模式等。结果表明:①反倾层状斜坡的变形演化过程基本概括为岩层压密-坡脚压裂阶段、弯折面形成-部分失稳阶段和弯折面贯通-彻底失稳3个阶段,岩层倾角的改变并不会影响斜坡阶段性演化过程;②岩层倾角越大的斜坡,斜坡形成弯折面所需时间越短,失稳破坏发生后坡体贯通性倾倒破坏深度更大,对应的变形范围越大,折断岩层的破坏程度越剧烈;③岩层倾角变化会导致斜坡的倾倒变形过程与最终失稳模式存在一定差异。倾角较小的55°和70°模型斜坡前部岩层在重力作用下发生明显弯曲倾倒变形,最终以“倾倒-弯曲-滑移”的失稳模式发生破坏;倾角最大的85°斜坡岩层发生的弯曲变形较小,最终以“倾倒-折断-崩塌”的模式发生破坏。研究结果对大型工程项目的顺利开展具有一定指导意义。
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关键词
倾
倒变形
反
倾
层状
岩质
斜坡
破坏模式
弯折面
离心机模型试验
古水水电站
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职称材料
反倾层状岩体斜坡弯曲-拉裂两种失稳破坏之判据探讨
被引量:
37
3
作者
蒋良潍
黄润秋
《工程地质学报》
CSCD
2006年第3期289-294,429,共7页
对反倾层状岩体斜坡弯曲-拉裂的失稳破坏判据,已有研究分别基于两种力学模型进行推导,即竖直压杆弹性屈曲稳定和平直梁弯折破坏模型,但对层间错动阻力及挠度产生附加弯矩等因素未加以考虑,不尽合理。在反倾斜坡岩层受力分析基础上,建立...
对反倾层状岩体斜坡弯曲-拉裂的失稳破坏判据,已有研究分别基于两种力学模型进行推导,即竖直压杆弹性屈曲稳定和平直梁弯折破坏模型,但对层间错动阻力及挠度产生附加弯矩等因素未加以考虑,不尽合理。在反倾斜坡岩层受力分析基础上,建立考虑了板侧层间错动阻力的下端嵌固、上端自由的斜置等厚弹性悬臂板梁模型,统一地通过瑞利-里兹能量方法,推导了弹性屈曲临界条件和嵌固端弯折破坏临界条件。实例计算及讨论表明,弹性屈曲判据适用于陡立岩层;而中-陡反倾岩层应主要为弯折破坏,但层间的力学性质对弯折临界判据值具有较大影响。
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关键词
反
倾
层状
岩体
斜坡
弯曲-拉裂
弹性屈曲
弯折破坏
临界条件
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职称材料
基于坡角变化的反倾层状岩质斜坡倾倒变形离心模型试验研究
被引量:
6
4
作者
郑达
张硕
郑光
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期439-447,共9页
基于临空条件变化对倾倒变形斜坡影响的认识,以澜沧江古水水电站倾倒变形边坡为原型,通过3组斜坡模型的离心试验,模拟不同坡角条件下反倾层状斜坡的变形演化与破坏过程,获得坡角变化与倾倒变形发展演化之间的关系。研究结果表明:反倾斜...
基于临空条件变化对倾倒变形斜坡影响的认识,以澜沧江古水水电站倾倒变形边坡为原型,通过3组斜坡模型的离心试验,模拟不同坡角条件下反倾层状斜坡的变形演化与破坏过程,获得坡角变化与倾倒变形发展演化之间的关系。研究结果表明:反倾斜坡倾倒破坏最先发生在坡脚位置,而后向上部发展。坡角越陡,产生这种变形需要的累积时间越短;反倾层状岩质斜坡倾倒变形演化过程可分为4个阶段:(1)斜坡岩体倾倒,斜坡后缘沉降;(2)坡脚岩层破裂,岩体"倾倒–弯曲"变形;(3)折断带从坡脚向坡顶延伸,坡顶岩体张拉破坏;(4)折断带延伸直至贯通,岩体"倾倒–折断"破坏;其它条件不变的情况下,坡度较陡的斜坡发生倾倒变形的范围更大,更可能在倾倒过程中产生多级折断带,造成斜坡破坏的能量释放不是一次性的;坡角的变化会导致斜坡最终失稳模式的差异,坡角越缓,倾倒变形斜坡更有可能演化成为整体滑移失稳,坡角越陡,岩体倾倒后出现崩塌的可能性更大。
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关键词
反
倾
层状
岩质
斜坡
倾
倒变形
坡角变化
离心模型试验
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职称材料
基于离心试验的反倾层状岩质边坡内非贯通性裂缝变形特性分析
被引量:
4
5
作者
杨豪
魏玉峰
+2 位作者
张御阳
唐珏凌
何宁
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期152-161,共10页
坡体内不同部位结构面间岩桥断裂扩展导致了反倾层状岩坡的破坏。为研究坡体内非贯通性裂缝断裂扩展对坡体演化的控制作用,以苗尾水电站右坝肩倾倒变形体为地质原型,开展含多组非贯通性裂缝的反倾层状岩质边坡离心模型试验,分析反倾层...
坡体内不同部位结构面间岩桥断裂扩展导致了反倾层状岩坡的破坏。为研究坡体内非贯通性裂缝断裂扩展对坡体演化的控制作用,以苗尾水电站右坝肩倾倒变形体为地质原型,开展含多组非贯通性裂缝的反倾层状岩质边坡离心模型试验,分析反倾层状岩质边坡内非贯通性裂缝变形特性。结果表明:(1)坡体内含非贯通性裂缝的岩层断裂最终呈现为裂缝间岩桥贯通、缓倾裂缝与上岩层贯通、陡倾裂缝与下岩层贯通、陡倾裂缝与缓倾裂缝端口处贯通及非裂缝处岩层发生断裂等5类裂缝断裂模式,并以裂缝间岩桥贯通为主要断裂模式;(2)基于断裂力学并结合裂缝断裂叠加原理,主折断面处岩层的不稳定系数在坡高1/3处最小,并向坡脚和坡顶两侧逐渐变大,而应力强度因子由坡高1/3处向坡脚和坡顶处逐渐变小;(3)裂缝的断裂扩展控制着坡体演化,并受裂纹率及裂缝周围的尖端应力场影响较大。在坡体演化初期,以坡体后缘压缩沉降和局部岩层裂缝压剪破坏为主,岩层倾角发生较大变化,呈现由坡体上部往下逐级变大的趋势;演化中期,坡体后缘裂缝扩展形成主折断面,坡体中上部岩层角度变化较大,裂缝断裂数目的继续增加;演化末期,裂缝断裂数目保持平稳,主要以断裂岩层的位置重分布为主要变形特征,次级折断面形成,破碎岩层之间进一步被压缩,坡体进一步发生失稳破坏。
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关键词
反倾层状斜坡
岩桥断裂
裂缝扩展
离心模型试验
断裂机理
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职称材料
碧口水电站库区淤积对右岸河口滑坡稳定性的影响
6
作者
张良喜
贾逸
任光明
《水电能源科学》
北大核心
2012年第12期111-113,共3页
为研究水库库岸滑坡的稳定性对水库正常蓄水及安全运行的重要性,在分析白龙江碧口水电站河口滑坡所处的环境条件、滑坡变形破坏特征等基础上,采用定性与定量计算方法分析了水库蓄水前后及达到淤排平衡等不同条件下的稳定性变化情况,尤...
为研究水库库岸滑坡的稳定性对水库正常蓄水及安全运行的重要性,在分析白龙江碧口水电站河口滑坡所处的环境条件、滑坡变形破坏特征等基础上,采用定性与定量计算方法分析了水库蓄水前后及达到淤排平衡等不同条件下的稳定性变化情况,尤其水库游积对滑坡稳定性的作用。计算结果与实际相符,说明水库淤积对滑坡稳定性有益。
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关键词
河口滑坡
反
倾
层状
岩质
斜坡
变形破坏
稳定性
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职称材料
题名
反倾层状斜坡破裂面演化特征离心机模型试验与数值模拟
被引量:
1
1
作者
穆成林
张御阳
裴向军
马浩
周昕
李林燕
机构
四川师范大学工学院
四川省地震局
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
四川省兴冶岩土工程检测有限责任公司
出处
《水文地质工程地质》
CSCD
北大核心
2024年第1期135-144,共10页
基金
国家自然科学基金项目(41902296)。
文摘
破裂面形成演化特征是反倾层状斜坡研究的重点之一,也是稳定性评价和工程设计治理的基础。利用室内大型土工离心机,获取坡体受力和变形参数,同时结合PFC数值模拟成果,展示斜坡破裂面的形成演化过程和特征,并讨论破裂面的形成机理。结果表明:(1)首先在坡体内部产生压剪裂隙,随后向中下部扩展,坡体压剪分区;(2)裂隙向中上部发展,破裂面初步形成,深部坡体发生弯折;(3)浅层裂隙完全贯通,形成由坡顶至坡脚的完整破裂面Ⅰ,内部潜在破裂面(Ⅱ、Ⅲ)中上部近似平行坡面,下部合并后至坡脚,而稳定受压区域与弯折区分界潜在破裂面Ⅳ呈阶梯形,同时浅层存在3条次级破裂面;(4)斜坡的变形破坏由于重力作用,使得岩层差异性受力,在压剪、拉剪及弯折作用下,裂隙由预制裂隙尖端萌生、扩展,最终贯通形成破裂面。重力是内在原因,而坡体结构特征是基础条件。研究成果可以为反倾层状斜坡进一步深入研究和实践提供参考。
关键词
反倾层状斜坡
破裂面
演化特征
物理模型试验
数值模拟
Keywords
anti-dipped layered slope
fracture surface
evolution characteristic
centrifuge model test
crack gravity
分类号
TU457 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
倾角变化条件下反倾层状斜坡倾倒变形演化研究
被引量:
1
2
作者
杜睿锡
郑达
吴章雷
陶诗鑫
周鸿轲
机构
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
广元市昭化区交通运输局
出处
《人民长江》
北大核心
2024年第4期150-159,168,共11页
基金
国家自然科学基金项目(42293353)
地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室自主课题(SKLGP2020Z008)。
文摘
倾倒变形是反倾层状岩质边坡的一种典型破坏模式,为了研究不同岩层倾角对反倾层状岩质边坡倾倒变形的影响,以澜沧江上游古水水电站坝前倾倒变形体为原型,从岩层倾角变化的角度出发,利用大型土工离心机试验分析了反倾层状岩质边坡的失稳破坏过程、变形演化特征与最终失稳模式等。结果表明:①反倾层状斜坡的变形演化过程基本概括为岩层压密-坡脚压裂阶段、弯折面形成-部分失稳阶段和弯折面贯通-彻底失稳3个阶段,岩层倾角的改变并不会影响斜坡阶段性演化过程;②岩层倾角越大的斜坡,斜坡形成弯折面所需时间越短,失稳破坏发生后坡体贯通性倾倒破坏深度更大,对应的变形范围越大,折断岩层的破坏程度越剧烈;③岩层倾角变化会导致斜坡的倾倒变形过程与最终失稳模式存在一定差异。倾角较小的55°和70°模型斜坡前部岩层在重力作用下发生明显弯曲倾倒变形,最终以“倾倒-弯曲-滑移”的失稳模式发生破坏;倾角最大的85°斜坡岩层发生的弯曲变形较小,最终以“倾倒-折断-崩塌”的模式发生破坏。研究结果对大型工程项目的顺利开展具有一定指导意义。
关键词
倾
倒变形
反
倾
层状
岩质
斜坡
破坏模式
弯折面
离心机模型试验
古水水电站
Keywords
toppling deformation
anti-dip layered rock slope
damage mode
breaking plane
centrifuge model experiment
Gushui Hydropower Station
分类号
TU413 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
反倾层状岩体斜坡弯曲-拉裂两种失稳破坏之判据探讨
被引量:
37
3
作者
蒋良潍
黄润秋
机构
成都理工大学环境与土木工程学院
出处
《工程地质学报》
CSCD
2006年第3期289-294,429,共7页
基金
国家自然科学基金"西部生态与环境"重大研究计划项目(90102002)
文摘
对反倾层状岩体斜坡弯曲-拉裂的失稳破坏判据,已有研究分别基于两种力学模型进行推导,即竖直压杆弹性屈曲稳定和平直梁弯折破坏模型,但对层间错动阻力及挠度产生附加弯矩等因素未加以考虑,不尽合理。在反倾斜坡岩层受力分析基础上,建立考虑了板侧层间错动阻力的下端嵌固、上端自由的斜置等厚弹性悬臂板梁模型,统一地通过瑞利-里兹能量方法,推导了弹性屈曲临界条件和嵌固端弯折破坏临界条件。实例计算及讨论表明,弹性屈曲判据适用于陡立岩层;而中-陡反倾岩层应主要为弯折破坏,但层间的力学性质对弯折临界判据值具有较大影响。
关键词
反
倾
层状
岩体
斜坡
弯曲-拉裂
弹性屈曲
弯折破坏
临界条件
Keywords
Rock slope, Bending deformation, Tensile cracking, Elastic buckling, Rock mechanics
分类号
P642.22 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
基于坡角变化的反倾层状岩质斜坡倾倒变形离心模型试验研究
被引量:
6
4
作者
郑达
张硕
郑光
机构
成都理工大学环境与土木工程学院
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期439-447,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFC1504905)
国家自然科学基金项目(41772317)
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室自主研究课题(SKLGP2020Z008)。
文摘
基于临空条件变化对倾倒变形斜坡影响的认识,以澜沧江古水水电站倾倒变形边坡为原型,通过3组斜坡模型的离心试验,模拟不同坡角条件下反倾层状斜坡的变形演化与破坏过程,获得坡角变化与倾倒变形发展演化之间的关系。研究结果表明:反倾斜坡倾倒破坏最先发生在坡脚位置,而后向上部发展。坡角越陡,产生这种变形需要的累积时间越短;反倾层状岩质斜坡倾倒变形演化过程可分为4个阶段:(1)斜坡岩体倾倒,斜坡后缘沉降;(2)坡脚岩层破裂,岩体"倾倒–弯曲"变形;(3)折断带从坡脚向坡顶延伸,坡顶岩体张拉破坏;(4)折断带延伸直至贯通,岩体"倾倒–折断"破坏;其它条件不变的情况下,坡度较陡的斜坡发生倾倒变形的范围更大,更可能在倾倒过程中产生多级折断带,造成斜坡破坏的能量释放不是一次性的;坡角的变化会导致斜坡最终失稳模式的差异,坡角越缓,倾倒变形斜坡更有可能演化成为整体滑移失稳,坡角越陡,岩体倾倒后出现崩塌的可能性更大。
关键词
反
倾
层状
岩质
斜坡
倾
倒变形
坡角变化
离心模型试验
Keywords
counter-tilt layered rock slope
toppling deformation
slope angle change
centrifugal model test
分类号
TU413 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于离心试验的反倾层状岩质边坡内非贯通性裂缝变形特性分析
被引量:
4
5
作者
杨豪
魏玉峰
张御阳
唐珏凌
何宁
机构
地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学)
四川建筑职业技术学院
四川省地震局
成都工业职业技术学院
甘肃电投炳灵水电开发有限责任公司
出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期152-161,共10页
基金
国家自然科学基金项目(42072303)
国家重点研发计划项目(2017YFC1501000)。
文摘
坡体内不同部位结构面间岩桥断裂扩展导致了反倾层状岩坡的破坏。为研究坡体内非贯通性裂缝断裂扩展对坡体演化的控制作用,以苗尾水电站右坝肩倾倒变形体为地质原型,开展含多组非贯通性裂缝的反倾层状岩质边坡离心模型试验,分析反倾层状岩质边坡内非贯通性裂缝变形特性。结果表明:(1)坡体内含非贯通性裂缝的岩层断裂最终呈现为裂缝间岩桥贯通、缓倾裂缝与上岩层贯通、陡倾裂缝与下岩层贯通、陡倾裂缝与缓倾裂缝端口处贯通及非裂缝处岩层发生断裂等5类裂缝断裂模式,并以裂缝间岩桥贯通为主要断裂模式;(2)基于断裂力学并结合裂缝断裂叠加原理,主折断面处岩层的不稳定系数在坡高1/3处最小,并向坡脚和坡顶两侧逐渐变大,而应力强度因子由坡高1/3处向坡脚和坡顶处逐渐变小;(3)裂缝的断裂扩展控制着坡体演化,并受裂纹率及裂缝周围的尖端应力场影响较大。在坡体演化初期,以坡体后缘压缩沉降和局部岩层裂缝压剪破坏为主,岩层倾角发生较大变化,呈现由坡体上部往下逐级变大的趋势;演化中期,坡体后缘裂缝扩展形成主折断面,坡体中上部岩层角度变化较大,裂缝断裂数目的继续增加;演化末期,裂缝断裂数目保持平稳,主要以断裂岩层的位置重分布为主要变形特征,次级折断面形成,破碎岩层之间进一步被压缩,坡体进一步发生失稳破坏。
关键词
反倾层状斜坡
岩桥断裂
裂缝扩展
离心模型试验
断裂机理
Keywords
anti-dipping layered slope
rock bridge fracture
crack propagation
centrifugal model test
fracture mechanism
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
碧口水电站库区淤积对右岸河口滑坡稳定性的影响
6
作者
张良喜
贾逸
任光明
机构
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
四川地矿局攀西地质队
出处
《水电能源科学》
北大核心
2012年第12期111-113,共3页
基金
国家自然科学基金资助项目(41072229)
文摘
为研究水库库岸滑坡的稳定性对水库正常蓄水及安全运行的重要性,在分析白龙江碧口水电站河口滑坡所处的环境条件、滑坡变形破坏特征等基础上,采用定性与定量计算方法分析了水库蓄水前后及达到淤排平衡等不同条件下的稳定性变化情况,尤其水库游积对滑坡稳定性的作用。计算结果与实际相符,说明水库淤积对滑坡稳定性有益。
关键词
河口滑坡
反
倾
层状
岩质
斜坡
变形破坏
稳定性
Keywords
Hekou landslide
eountertendency layered rock slope
deformation and failure
stability
分类号
TV742 [水利工程—水利水电工程]
P642.22 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
反倾层状斜坡破裂面演化特征离心机模型试验与数值模拟
穆成林
张御阳
裴向军
马浩
周昕
李林燕
《水文地质工程地质》
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
2
倾角变化条件下反倾层状斜坡倾倒变形演化研究
杜睿锡
郑达
吴章雷
陶诗鑫
周鸿轲
《人民长江》
北大核心
2024
1
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职称材料
3
反倾层状岩体斜坡弯曲-拉裂两种失稳破坏之判据探讨
蒋良潍
黄润秋
《工程地质学报》
CSCD
2006
37
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职称材料
4
基于坡角变化的反倾层状岩质斜坡倾倒变形离心模型试验研究
郑达
张硕
郑光
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
6
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职称材料
5
基于离心试验的反倾层状岩质边坡内非贯通性裂缝变形特性分析
杨豪
魏玉峰
张御阳
唐珏凌
何宁
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
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下载PDF
职称材料
6
碧口水电站库区淤积对右岸河口滑坡稳定性的影响
张良喜
贾逸
任光明
《水电能源科学》
北大核心
2012
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