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沿黄公路边坡地质灾害破坏模式及风险管控:以陕西绥德-清涧段为例 被引量:2
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作者 李彦娥 赵振明 +2 位作者 冯卫 马红娜 王化齐 《西北地质》 北大核心 2025年第2期186-196,共11页
沿黄公路位于黄土高原黄河中游区,区域滑坡崩塌等地质灾害多发,对沿黄公路的道路安全造成威胁。笔者通过1∶10 000地质灾害野外调查,总结了沿黄公路陕西绥德-清涧段边坡地质灾害变形破坏演化模式,定量评估了边坡地质灾害财产风险和人员... 沿黄公路位于黄土高原黄河中游区,区域滑坡崩塌等地质灾害多发,对沿黄公路的道路安全造成威胁。笔者通过1∶10 000地质灾害野外调查,总结了沿黄公路陕西绥德-清涧段边坡地质灾害变形破坏演化模式,定量评估了边坡地质灾害财产风险和人员风险。结果表明:(1)沿黄公路陕西绥德-清涧段共发育地质灾害51处,以小型基岩崩塌为主;崩塌包括岩质和土质崩塌,其破坏模式分为倾倒式、滑移式和坠落式3种;滑坡均为黄土滑坡,为拉裂-剪切滑移式破坏模式。(2)51处地质灾害财产年损失为0.000 5~3.375万元/a,单人年死亡概率为4.16×10^(-5)~4.40×10^(-2),其中低风险源12个,中风险源9个,高风险源18个,极高风险源12个。(3)根据边坡破坏模式及风险评估结果,对研究区边坡地质灾害制定了搬迁避让、专业监测、工程防治、群策群防等相应的风险管控措施建议。该研究结果为沿黄公路沿线地质灾害防灾减灾提供了技术支撑。 展开更多
关键词 沿黄公路 地质灾害 破坏模式 风险评价 风险管控
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基于机器学习的钢筋混凝土矩形柱破坏模式预测研究 被引量:1
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作者 张海 马小平 +2 位作者 苏三庆 王威 蔡玉军 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期48-57,共10页
针对传统分析方法识别效果差、数据依赖性强等问题,以既有试验数据为基础,建立矩形截面钢筋混凝土柱的数据库,应用K邻近、随机森林、支持向量机、梯度提升决策树、深度神经网络等机器学习算法,实现矩形柱破坏模式的有效识别与预测。借... 针对传统分析方法识别效果差、数据依赖性强等问题,以既有试验数据为基础,建立矩形截面钢筋混凝土柱的数据库,应用K邻近、随机森林、支持向量机、梯度提升决策树、深度神经网络等机器学习算法,实现矩形柱破坏模式的有效识别与预测。借助机器学习强大的自学习、自适应能力,精准预测钢筋混凝土矩形柱的破坏模式,并为震后结构的维修加固与损伤评估提供依据。结果表明:机器学习技术对弯曲破坏均有良好的识别效果,随机森林和梯度提升决策树算法的准确率和回归率均达到100%,可用于矩形柱弯曲破坏模式的精准预测;机器学习技术对于剪切破坏的识别效果差别不大,准确率均达66.67%,K邻近、支持向量机、梯度提升决策树的回归率最高,达到100%;对于弯剪破坏模式,随机森林和梯度提升决策树的准确率最高,达到83.33%,支持向量机的预测效果较差。 展开更多
关键词 钢筋混凝土 矩形截面柱 机器学习 破坏模式预测 试验数据
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多元荷载联合作用下软基深水超长桩承载特性及破坏模式研究
3
作者 贺林林 谢院仕 +2 位作者 刘洋 梁越 刘明维 《海洋工程》 北大核心 2025年第4期174-185,共12页
为探明多元荷载联合作用下软基深水超长桩承载特性及破坏模式,基于ABAQUS有限元软件,采用Green-Lagrange应变理论,建立考虑Ρ-Δ效应的软基深水超长桩有限元计算模型。在此基础上,首先开展超长桩承载特性研究,深入分析考虑与不考虑Ρ-... 为探明多元荷载联合作用下软基深水超长桩承载特性及破坏模式,基于ABAQUS有限元软件,采用Green-Lagrange应变理论,建立考虑Ρ-Δ效应的软基深水超长桩有限元计算模型。在此基础上,首先开展超长桩承载特性研究,深入分析考虑与不考虑Ρ-Δ效应时桩基础承载力变化规律,桩侧摩阻力及土抗力变化规律。然后通过超长桩基础的等效塑性应变云图,进一步揭示超长桩破坏模式。结果表明:考虑Ρ-Δ效应后的桩基础竖向承载力明显减小,最大减小了91.16%,因此,在进行多元荷载联合作用下软基深水超长桩设计计算时,必须考虑Ρ-Δ效应的影响;在V-H荷载联合作用下,桩身发生挠曲变形,桩侧摩阻力和土抗力发生重分布,桩基础水平受荷一侧的桩-土发生脱开分离,靠近该侧泥面附近的桩侧摩阻力和土抗力变为0,而另一侧土体发生挤压,靠近该侧泥面附近的桩侧摩阻力和土抗力均有增大。此外,当水平荷载H较小时,超长桩基础因桩侧摩阻力不足而引起沉降破坏;而当水平荷载H较大时,超长桩发生较大塑性变形而形成“塑性铰”,最终呈现弯曲破坏模式。 展开更多
关键词 多元荷载联合作用 超长桩 Ρ-Δ效应 承载特性 破坏模式
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侧向约束下加载系统刚度对砂岩非稳定破坏模式与能量演化的影响
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作者 赵光明 吴旭坤 +4 位作者 许文松 刘之喜 刘崇岩 张启航 周俊 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期877-889,共13页
为探究加载系统刚度对岩石破坏模式及能量演化规律的影响,利用自主研发的刚性与变刚度试验系统开展双轴压缩试验,分析侧向约束作用下加载系统刚度对岩石峰后非稳态破坏及能量释放规律的作用机制。结果表明:从能量耗散与释放角度来分析... 为探究加载系统刚度对岩石破坏模式及能量演化规律的影响,利用自主研发的刚性与变刚度试验系统开展双轴压缩试验,分析侧向约束作用下加载系统刚度对岩石峰后非稳态破坏及能量释放规律的作用机制。结果表明:从能量耗散与释放角度来分析岩样与试验机系统之间的相互作用,揭示了加载系统刚度下岩石破坏过程中能量耗散与释放的关系,并将其划分为稳定破坏(W_(d)>W_(u)+W_(e))、临界状态(W_(d)=W_(u)+W_(e))及不稳定破裂(W_(d)<W_(u)+W_(e))3种模式;在低刚度条件下,岩样的应力应变曲线表现出显著的应力跌落与起伏,呈现局部非稳态破坏,而在高刚度条件下,岩样的峰后应力缓慢下降,曲线呈台阶状并存在残余阶段;随着加载系统刚度的增大,岩样的最大应变能释放量和最大耗散能均呈非线性减少,而侧向约束力的增加则导致最大应变能释放量和最大耗散能的非线性增加;侧向约束的施加增强了刚度回弹效应,改变了岩石破裂时的能量释放模式,在峰后前期(ΔW_(pe)>ΔW_(pd)),能量释放较为迅速,峰后中期(ΔW_(pe)<ΔW_(pd)),能量主要以耗散为主,峰后后期(ΔW_(pe)≈ΔW_(pd)),能量释放和耗散进入稳定阶段。研究结果为理解加载系统刚度对岩石峰后破坏机制及动力灾害防治提供了理论基础,并提出通过侧向约束力、分阶段能量控制和降低岩体储能能力等措施,以改善能量释放模式,增强能量耗散,提升巷道围岩稳定性。 展开更多
关键词 加载系统刚度 侧向约束力 能量释放与耗散 峰后应力 非稳态破坏模式
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新型接头盾构隧道衬砌结构破坏模式研究
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作者 何应道 柳献 +2 位作者 吴鑫林 张肇一 李一伦 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第6期134-142,共9页
为研究新型接头盾构隧道在极限工况下衬砌结构和新型接头的受力性能和变形趋势,总结衬砌结构长期服役期间可能出现的破坏模式,以南京江心洲污水收集系统二通道新建工程为背景,开展采用快速连接件的盾构隧道三环衬砌结构整环足尺试验。... 为研究新型接头盾构隧道在极限工况下衬砌结构和新型接头的受力性能和变形趋势,总结衬砌结构长期服役期间可能出现的破坏模式,以南京江心洲污水收集系统二通道新建工程为背景,开展采用快速连接件的盾构隧道三环衬砌结构整环足尺试验。通过加载和卸载模拟隧道的设计工况和极限工况,观察试验期间管片裂缝发展趋势,同时通过传感器测量衬砌结构和接头的变形及内力,得到新型接头盾构隧道衬砌结构的破坏链与破坏机理。试验结果表明:(1)衬砌结构整体变形呈“横鸭蛋”模式,极限工况下结构顶部主筋内侧受拉、外侧受压,接头较多的腰部变形较大;(2)纵缝接头在结构达到弹性极限前张开量较小,达到弹性极限时接头张开量最大为4.47 mm。同时,经过极限工况试验总结破坏模式发现,衬砌结构从受力到破坏共经历3个阶段:弹性-弹塑性-塑性,最终结构由于形成多个塑性铰而整体失稳破坏。接头连接件受力也经历弹性-弹塑性-塑性3个阶段,塑性阶段又可分为应力停留、下降和增长3种模式。 展开更多
关键词 盾构隧道 快速接头 整环足尺试验 内力和变形 破坏模式
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钢板-钢筋焊接接头受拉性能试验及破坏模式
6
作者 朱伟庆 窦通宇 +3 位作者 孙敬航 韦李欣 齐佳轩 杨成 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1-14,共14页
为探究钢板-钢筋焊接接头受拉性能及破坏模式,制作10组钢板-钢筋焊接接头试件并对其进行单向拉伸试验。分析了钢筋直径、钢板厚度、钢板宽度和搭接长度对试件承载力和破坏模式的影响以及应力沿钢筋纵向和钢板纵横向的分布规律,并利用ABA... 为探究钢板-钢筋焊接接头受拉性能及破坏模式,制作10组钢板-钢筋焊接接头试件并对其进行单向拉伸试验。分析了钢筋直径、钢板厚度、钢板宽度和搭接长度对试件承载力和破坏模式的影响以及应力沿钢筋纵向和钢板纵横向的分布规律,并利用ABAQUS软件对试验结果进行有限元模拟。结果表明:钢板宽度为50 mm时,钢板厚度由10 mm增加至12 mm,破坏模式会由钢板撕裂转变为钢筋断裂,且钢板宽度和钢板厚度对破坏模式影响较大;搭接长度小于等于30 mm时,焊缝会同钢板发生撕裂;焊接接头承载力随钢筋直径、钢板厚度、钢板宽度和搭接长度的增加而增大,其中钢板厚度对接头承载力影响最大;钢筋相同测点处应变总体变化趋势为随钢筋直径增大而逐渐减小,其余参数则与之相反;钢板相同测点处应变总体变化趋势为随钢板宽度增大而逐渐增大,其余参数则与之相反;沿测试端至固定端方向,钢筋和焊缝上拉应力逐渐减小,钢板上拉应力逐渐增大;沿钢板横向方向,钢板上应力由其轴心线向两侧边缘逐渐减小;有限元模拟结果同试验破坏模式和荷载位移曲线吻合良好,有限元模拟方法可靠。 展开更多
关键词 钢板-钢筋焊接 焊接接头 受拉性能 破坏模式 ABAQUS 有限元验证
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某混凝土重力坝混凝土-基岩胶结面原位直剪试验与破坏模式分析
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作者 张翌娜 赖煜 +2 位作者 王勇 张建伟 王文轩 《水电能源科学》 北大核心 2025年第3期137-141,共5页
基于某水库坝基混凝土-基岩胶结面原位直剪试验,建立混凝土-基岩胶结面的直剪试验三维精细化仿真模型,研究了不同加载工况下混凝土-基岩胶结面处的损伤演化过程及破坏机理。研究表明,不同法向应力作用下峰值剪切位移随法向应力的增加基... 基于某水库坝基混凝土-基岩胶结面原位直剪试验,建立混凝土-基岩胶结面的直剪试验三维精细化仿真模型,研究了不同加载工况下混凝土-基岩胶结面处的损伤演化过程及破坏机理。研究表明,不同法向应力作用下峰值剪切位移随法向应力的增加基本呈逐渐递增趋势,抗剪强度的峰值范围为1.074~2.073 MPa,最大误差为8.48%,满足工程要求;不同法向力作用下,模拟计算了混凝土-基岩胶结面的损伤演变过程,并与原位直剪试验结果进行对比,验证了模拟结果的准确性;不同加载工况下混凝土-基岩的破坏模式可归纳为胶结面破坏、混合剪切破坏及基岩破坏三类,且破坏模式与法向应力的大小相关,随法向应力的增大,沿胶结面剪断的面积逐渐增加,断裂面趋于平整。研究结果可为类似混凝土重力坝设计、坝体抗滑稳定及风险分析提供理论基础。 展开更多
关键词 混凝土重力坝 原位直剪试验 破坏模式 损伤机理
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白垩系中等风化泥岩地基破坏模式原位试验研究
8
作者 李雪梅 陈继彬 +1 位作者 冯世清 罗益斌 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期604-611,共8页
成都地区高层、超高层建筑持力层不可避免地会面对中等风化红层泥岩。为了更科学地确定成都地区中等风化泥岩(白垩系)地基承载能力,以成都市天府新区科学城天府科创园项目地基基础工程为例,采用基于双目视觉监测技术的岩基载荷试验,动... 成都地区高层、超高层建筑持力层不可避免地会面对中等风化红层泥岩。为了更科学地确定成都地区中等风化泥岩(白垩系)地基承载能力,以成都市天府新区科学城天府科创园项目地基基础工程为例,采用基于双目视觉监测技术的岩基载荷试验,动态监测泥岩地基竖向受荷条件下的变形破坏过程,从而提出该类岩体地基破坏模式及相应条件下的地基承载力的计算方法。研究结果表明:薄层状构造、地基承载力特征值为1500~1966 kPa的白垩系中等风化泥岩,地基竖向受荷破坏模式为冲切破坏,破坏特点为基础板连续刺入,板边附近岩体伴随明显垂直剪切变形。进一步,整理约50个中等风化泥岩的原位平板载荷试验点的相关测试数据与同条件岩石单轴抗压强度试验结果,开展了两种方法确定地基承载力的对比分析,提出了折减系数合宜的取值建议用以单轴抗压强度计算软岩地基承载力,该修正法所估算的岩基承载力特征值在实际工程中实用性较强,效果较好。 展开更多
关键词 白垩系 中等风化泥岩 地基破坏模式 载荷试验 双目视觉监测技术
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不同裂隙倾角下岩石破坏模式及声发射特征 被引量:2
9
作者 赵乾百 杨天鸿 +3 位作者 张兵 赵永 滕龙 杜时贵 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第2期203-213,共11页
为了准确识别不同裂隙倾角下岩石声发射特征以及破坏模式,基于离散元数值模拟方法,结合室内单轴压缩实验,构建不同裂隙倾角下非均质岩石的单轴压缩模型。结果表明:裂隙倾角越大,裂隙结构面对岩石试件的劣化效应越小;裂隙结构面尖端及宏... 为了准确识别不同裂隙倾角下岩石声发射特征以及破坏模式,基于离散元数值模拟方法,结合室内单轴压缩实验,构建不同裂隙倾角下非均质岩石的单轴压缩模型。结果表明:裂隙倾角越大,裂隙结构面对岩石试件的劣化效应越小;裂隙结构面尖端及宏观裂纹中心的损伤破裂程度更为严重。岩石试件内部以拉伸破坏为主,裂隙倾角较小时,裂隙结构面尖端的剪切裂纹扩展方向与裂隙倾角近似成90°,并不断向远端发展直至贯穿整个岩石试件;裂隙倾角较大时,裂隙结构尖端的剪切裂隙扩展方向与裂隙倾角近似平行。 展开更多
关键词 裂隙倾角 声发射 破坏模式 力学行为
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复杂结构岩质边坡破坏模式分析中结构面优势分组的影响研究 被引量:1
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作者 宋腾蛟 茅献彪 +1 位作者 陈剑平 张文 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期595-603,共9页
复杂结构岩质边坡破坏模式主要取决于岩体结构面的空间分布规律、结构面与边坡面的组合关系。常见的分析思路是:(1)采集边坡岩体结构面产状数据;(2)分析优势结构面方向;(3)判断边坡的变形破坏模式。但是,当结构面数目庞大、分布十分离散... 复杂结构岩质边坡破坏模式主要取决于岩体结构面的空间分布规律、结构面与边坡面的组合关系。常见的分析思路是:(1)采集边坡岩体结构面产状数据;(2)分析优势结构面方向;(3)判断边坡的变形破坏模式。但是,当结构面数目庞大、分布十分离散时,通常获得的统计优势结构面很可能无法充分代表所有结构面对边坡破坏模式的影响。首先以270°∠50°为中心,生成一组结构面产状数据,假定270°∠70°、270°∠50°、270°∠20°、0°∠30°、90°∠45°5个不同方向的边坡面,经过分析指出,基于传统的优势分组结果、分析优势结构面与边坡面的组合关系判断边坡的破坏模式,可能出现误判情况。然后以长春市净月区杨家沟采石场边坡为例,利用无人机三维实景建模技术,获取边坡岩体结构面几何参数,采用萤火虫优化方法,分别将结构面分成2~10组,对比不同分组数目对应的优势分组结果的异同,分别绘制两组中优势结构面和9组中优势结构面与边坡面赤平投影图,对比分析两种优势分组结果下,边坡的破坏模式,结果显示,将结构面分为两组时,得到“边坡基本稳定”的结果;分9组时,得到“边坡可能发生顺结构面滑动”的结果。同时,分9组时,组内产状分布更集中,得到的9个优势结构面更能代表全部结构面对边坡破坏模式的控制作用,所得结果更加符合现场初步认识。得到以下结论,不同的优势分组方案,可能得到不同的边坡破坏模式。分组方案应充分考虑结构面对边坡的破坏作用,才能得到与实际相符的结论。 展开更多
关键词 结构面 优势分组 复杂结构 岩质边坡 破坏模式
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降雨强度对干湿循环作用下花岗岩残积土边坡破坏模式的影响 被引量:1
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作者 毛强 肖广宁 +3 位作者 呙锴 张江伟 程晓辉 郭红仙 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第5期184-193,共10页
花岗岩残积土广泛分布于我国东南部,在降雨-干燥循环作用下,花岗岩残积土边坡易发生失稳破坏现象。为研究降雨强度对干湿循环作用下花岗岩残积土边坡的破坏模式及特征的影响,通过缩尺模型试验模拟细雨和暴雨强度下边坡在历经3轮干湿交... 花岗岩残积土广泛分布于我国东南部,在降雨-干燥循环作用下,花岗岩残积土边坡易发生失稳破坏现象。为研究降雨强度对干湿循环作用下花岗岩残积土边坡的破坏模式及特征的影响,通过缩尺模型试验模拟细雨和暴雨强度下边坡在历经3轮干湿交替作用下的响应,分别探讨坡体变形、含水率以及基质吸力的变化特征。试验结果显示:当降雨强度为0.7 mm/min时,坡体基质吸力在15 min后趋近于0,边坡破坏模式以浅层滑动为主,有明显滑动面;当降雨强度为1.6 mm/min时,雨水在坡面上形成径流,坡体基质吸力在15 min后趋近于0,边坡破坏模式以表面冲蚀为主,无明显滑动面。结果表明:不同的降雨强度对花岗岩残积土边坡具有不同的破坏模式,干湿循环过程中干燥作用引起的雨水优势渗流通道,进而导致土体基质吸力的丧失,加速花岗岩残积土边坡的失稳破坏。研究结果可为制定不同降雨强度下的花岗岩残积土边坡防护措施提供参考。 展开更多
关键词 干湿循环 降雨强度 花岗岩残积土 破坏模式 边坡稳定性
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高配筋铁路重力式桥墩地震破坏模式及抗剪强度公式研究 被引量:1
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作者 杨钟仁 夏修身 +3 位作者 钟亚伟 戴胜勇 王超 杨泽 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1154-1164,共11页
为研究剪跨比对高配筋铁路重力式桥墩破坏机理及抗震性能的影响,探讨适用于铁路重力式桥墩的地震破坏模式判别方法和抗剪强度计算公式,以国内某近断层高原铁路桥梁为工程背景,设计制作5个剪跨比从1.4到3.2的高配筋重力式模型桥墩,通过... 为研究剪跨比对高配筋铁路重力式桥墩破坏机理及抗震性能的影响,探讨适用于铁路重力式桥墩的地震破坏模式判别方法和抗剪强度计算公式,以国内某近断层高原铁路桥梁为工程背景,设计制作5个剪跨比从1.4到3.2的高配筋重力式模型桥墩,通过横桥向拟静力试验探究桥墩的破坏机理及抗震性能,并结合试验结果对既有的桥墩地震破坏模式判别方法及抗剪强度计算公式进行评估。研究结果表明:剪跨比对高配筋铁路重力式桥墩的破坏模式有显著影响,剪跨比为1.4的桥墩发生剪切破坏,剪跨比为1.7~3.2的桥墩发生弯剪破坏。高配筋铁路重力式桥墩的破坏现象明显区别于传统的低配筋铁路重力式桥墩。滞回曲线“捏拢”效应随剪跨比的减小而加大。剪跨比为1.4~3.2的高配筋铁路重力式桥墩延性较差,其位移延性系数在1.5至2.7之间,明显小于现行铁路规范中的容许位移延性比。张永强方法可以较准确地判别铁路重力式桥墩的地震破坏模式,《公路桥梁抗震设计规范》中塑性铰区内的抗剪强度计算公式可用于铁路弯剪破坏重力式桥墩的抗剪强度计算,《城市桥梁抗震设计规范》修订稿中塑性铰区外的抗剪强度计算公式可用于剪切破坏桥墩的抗剪强度计算。研究结果可为判别铁路重力式桥墩地震破坏模式和计算其抗剪强度提供一定参考。 展开更多
关键词 铁路桥墩 剪跨比 拟静力试验 破坏模式 抗剪强度
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h型桩加固边坡动力响应特性及破坏模式研究 被引量:1
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作者 代和树 李龙起 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期50-56,共7页
为探究h型桩加固边坡的动力响应及破坏特征,本文以四川康定某铁路沿线堆积体边坡为原型,开展大型振动台模型试验,探究了坡体在多次地震作用下其加速度和频谱响应规律,分析了强震作用下加固边坡的破坏模式及桩身破坏特征.结果表明:随地... 为探究h型桩加固边坡的动力响应及破坏特征,本文以四川康定某铁路沿线堆积体边坡为原型,开展大型振动台模型试验,探究了坡体在多次地震作用下其加速度和频谱响应规律,分析了强震作用下加固边坡的破坏模式及桩身破坏特征.结果表明:随地震荷载强度增大,边坡内部及坡表加速度均沿高程表现出不同程度放大效应;基岩与滑体发生不协调变形,进而导致其傅里叶频谱的响应差异增大;h型桩加固边坡表现出张拉-剪切-滑移式的复合破坏模式;在h型桩支护体系中,h型桩横梁与短桩连接处为薄弱点,1~3号桩体均在此处发生损伤破坏;边缘桩体对内部结构具有支撑和约束作用,降低了内部桩的破坏;相较于传统抗滑桩,h型桩破坏后,其后排桩仍能提供抗滑力,支护体系表现出一定的残余支护能力. 展开更多
关键词 振动台 边坡支护 h型桩 动力响应 破坏模式
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跨逆断层岩质边坡上下盘动力响应和破坏模式振动台试验 被引量:2
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作者 漆芍见 范宣梅 +3 位作者 夏明垚 魏涛 张欣欣 王文松 《地质科技通报》 北大核心 2025年第1期138-149,共12页
强震作用下近断层滑坡常造成灾难性的后果。其中,逆断层活动影响下的地震诱发滑坡动力响应特性复杂,破坏性强。然而,目前国内外对逆冲型地震作用下,断层的存在和错动作用对此类滑坡动力响应规律和失稳破坏模式的影响缺乏系统的认识。开... 强震作用下近断层滑坡常造成灾难性的后果。其中,逆断层活动影响下的地震诱发滑坡动力响应特性复杂,破坏性强。然而,目前国内外对逆冲型地震作用下,断层的存在和错动作用对此类滑坡动力响应规律和失稳破坏模式的影响缺乏系统的认识。开展了含软弱逆断层错动机制下岩质边坡大型振动台试验,对跨逆断层边坡的错动过程进行了模拟,结合粒子图像测速技术(PIV),深入分析了不同振幅值、下同频率的地震波作用下,模型边坡上下盘的动力响应规律和失稳破坏模式的差异性。试验结果表明,随着地震波加载振幅值和频率的增大,模型边坡加速度放大系数呈非线性增大趋势;在逆断层错动过程中,坡体发生显著破坏,且上下盘放大系数被显著增强,其中上盘加速度峰值被放大1.24倍,下盘被放大1.13倍;基于PIV观测模型边坡的失稳破坏过程分析表明,上盘以张拉破坏为主,坡体中上部发育大量张拉裂隙;而下盘则以先张拉后剪切破坏为主,在上盘的摩擦与挤压作用下产生由断层面向坡外贯穿的拉剪裂纹。模型试验有效地揭示了考虑断层错动作用下跨逆断层边坡的动力响应规律和失稳破坏模式,表现出明显的上下盘效应,且断层错动过程增强了模型边坡的上下盘效应,对滑坡破坏模式具有显著影响。本研究从试验的角度探究了考虑逆断层错动机制下斜坡的上下盘效应与破坏模式。 展开更多
关键词 逆冲型地震 振动台试验 粒子图像测速技术 动力响应规律 失稳破坏模式 上下盘效应 岩质边坡
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不同裂隙数量下花岗岩单轴压缩力学特性及破坏模式的数值模拟研究
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作者 孙英翔 温骁东 +4 位作者 王长涛 杨天鸿 张鹏海 赵永 赵乾百 《金属矿山》 北大核心 2025年第6期41-51,共11页
在复杂地应力和开采扰动的条件下,岩体常被裂隙结构面分割成非连续体,造成了岩体物理力学性质的各向异性,进而改变了岩体的力学响应与破坏模式。为深入研究裂隙几何特征对岩石单轴压缩力学特性及破坏模式的影响,结合单轴压缩试验和结构... 在复杂地应力和开采扰动的条件下,岩体常被裂隙结构面分割成非连续体,造成了岩体物理力学性质的各向异性,进而改变了岩体的力学响应与破坏模式。为深入研究裂隙几何特征对岩石单轴压缩力学特性及破坏模式的影响,结合单轴压缩试验和结构面数字摄影测量结果,建立了多裂隙条件下非均质岩石的单轴压缩离散元模型,开展结构面岩石的破坏机制和力学特征研究。研究结果表明,裂隙岩石的单轴压缩数值模拟可划分为3个阶段:无损伤阶段、裂纹萌生阶段和裂纹扩展—萌生阶段。随着裂隙数量的增加,岩石的弹性模量持续下降,峰值强度呈现下降后趋于平稳的演化规律。在应力应变曲线的峰后阶段,破坏模式由脆性破坏转变为塑性破坏。裂隙网络的相互作用形成了受力构架体系,抑制了局部破坏,并为应力传递和微裂纹扩展提供了较为稳定的路径。裂隙岩石的破坏模式主要表现为拉伸破坏,裂隙尖端的损伤较为剧烈,且随着裂隙数量的增加,微裂纹倾角的倾向性减弱。微裂纹扩展虽然引起裂隙尖端应力集中区的部分应力释放,但在岩石失稳破坏时,裂隙尖端仍然是应力集中区域。研究成果可为揭示岩石与裂隙结构面之间的力学响应机制提供参考。 展开更多
关键词 裂隙数量 破坏模式 力学特性 裂纹扩展 数值模拟
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正反粒序结构堰塞坝的渗流特性与破坏模式试验研究
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作者 李付华 李楠 +2 位作者 谭龙金 焦煦 廖海梅 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第10期81-89,94,共10页
堰塞坝是由地震、滑坡、泥石流等地质灾害形成的天然坝体,其几何形态和粒径分布与土石坝存在显著差异。自然堆积的堰塞坝未经人工压实,内部结构松散,粒径分布呈现较大的随机性。在上下游水位势能差的作用下,堰塞坝极易发生坝体溃决,严... 堰塞坝是由地震、滑坡、泥石流等地质灾害形成的天然坝体,其几何形态和粒径分布与土石坝存在显著差异。自然堆积的堰塞坝未经人工压实,内部结构松散,粒径分布呈现较大的随机性。在上下游水位势能差的作用下,堰塞坝极易发生坝体溃决,严重威胁下游居民的生命财产安全。开展室内物理模型试验是研究堰塞坝溃决机理的重要手段,依托水槽试验装置,设计了7组具有不同粒序结构的物理模型试验方案,旨在通过观察蓄水阶段的渗流特性和溃坝阶段的破坏模式,总结不同粒序结构堰塞坝的溃坝特点和淤积特性。研究发现:堰塞坝在蓄水阶段存在坝体内部侵蚀和下游坡面侵蚀两种形式,渗流通道的形成与颗粒之间的孔隙大小密切相关。在溢流破坏中,下切侵蚀是展宽发展的必要条件,坝体颗粒的启动流速决定了溃坝模式的类型,进而影响峰值流量的大小。细颗粒结构坝体蓄水时间快,尚未形成贯通坝体的渗流通道即发生溢流破坏,中颗粒结构坝体渗流通道较为稳定,能够有效减弱水流的剪切力强度,但也容易引发坝体颗粒的流失,溃坝模式主要表现为渗流破坏。正反粒序结构堰塞坝的侵蚀层次分明,淤积区层理结构清晰。垂直正反粒序结构的差异主要取决于细颗粒层与粗颗粒层的垂直位置分布,淤积区在垂直水流方向上呈现相反的颗粒堆积分布。水平正反粒序结构中的细颗粒与粗颗粒位置决定了溃坝历时的长短,淤积区在顺水流方向上呈现相反的颗粒堆积分布。 展开更多
关键词 堰塞坝 粒序结构 渗流特性 破坏模式 淤积特征
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顺倾优势裂隙边坡裂隙演化与破坏模式
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作者 张龙 阳浦江 +2 位作者 倪耀东 王成汤 冷先伦 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第28期11912-11920,共9页
为明晰顺倾优势裂隙边坡变形破坏过程中的裂隙演化与破坏模式,采用PFC2D数值模拟软件,通过分体式顶推法建立了非规则数值分析模型,开展坡顶恒速率加载的顺倾优势裂隙边坡变形破坏过程分析,采用提出的基于莫尔-库伦强度理论的微裂隙破坏... 为明晰顺倾优势裂隙边坡变形破坏过程中的裂隙演化与破坏模式,采用PFC2D数值模拟软件,通过分体式顶推法建立了非规则数值分析模型,开展坡顶恒速率加载的顺倾优势裂隙边坡变形破坏过程分析,采用提出的基于莫尔-库伦强度理论的微裂隙破坏模式识别方法,研究裂隙从优势裂隙间岩桥萌生,向坡脚发展,向坡面和坡顶扩展,最终形成以拉剪裂隙为主、张拉裂隙为辅的贯通破坏面的演化机制和破坏模式,结果表明:边坡承载过程可划分为弹性、塑性、脆性跌落、残余强度和破坏共5个阶段,内部裂隙演化分为萌生发展、扩展演化、贯通和滑移破坏共4个阶段,两者间存在良好的对应关系;在边坡承载力的塑性阶段是微裂隙在岩桥萌生连通的主要阶段,而峰后强度阶段是裂隙发展演化的主要阶段,该阶段微裂隙数量占总裂隙数量的85.6%,特别是脆性跌落阶段,裂隙数量急剧增加,形成潜在破坏面,在坡脚变形方向发生了20°的逆时针偏转,表现为拉剪破坏,坡顶处发生了35°的逆时针偏转,表现为拉张和拉剪的混合破坏。可见,如能合理阻隔边坡承载力峰后阶段的裂隙衍生与扩展,即可有效提高顺倾优势裂隙边坡的稳定性。 展开更多
关键词 顺倾边坡 优势裂隙 演化机制 破坏模式 PFC2D
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岩石结构面破坏模式与剪切强度关系初探
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作者 陈昊祥 王明洋 +2 位作者 靳天伟 戚承志 易玥彤 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第6期162-168,共7页
为了探究结构面变形破坏模式对其剪切强度的影响,对规则锯齿结构面直剪过程中的应力变化进行研究。分析了应力水平、岩石强度以及齿状凸起体的起伏角i和宽度l等因素对其破坏模式的影响。结果表明:齿状凸起体可能发生剪切或拉伸破坏且不... 为了探究结构面变形破坏模式对其剪切强度的影响,对规则锯齿结构面直剪过程中的应力变化进行研究。分析了应力水平、岩石强度以及齿状凸起体的起伏角i和宽度l等因素对其破坏模式的影响。结果表明:齿状凸起体可能发生剪切或拉伸破坏且不同破坏模式之间可相互转换;找到了结构面不同变形破坏模式所对应的力学与几何条件,并确定了不同变形破坏模式下结构面剪切强度的预测公式;通过与直剪试验数据进行对比,验证了所提理论的正确性。研究成果可为进一步探究结构面变形破坏模式与其剪切强度之间的关系提供一定的理论支持。 展开更多
关键词 规则锯齿结构面 破坏模式 剪切强度 直剪试验
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地震作用下中陡倾顺层岩质斜坡的动力响应特性及破坏模式
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作者 窦洋浩 赵其华 郑秀红 《地震工程学报》 北大核心 2025年第2期393-403,共11页
中陡倾顺层岩质斜坡在地震作用下的变形破坏机理较为复杂。基于振动台试验,设计并制作岩层倾角大于坡角的中陡倾顺层岩质斜坡,研究其在单向和耦合向地震波作用下的动力响应特性和破坏模式。试验结果表明,模型斜坡的水平向动力加速度存... 中陡倾顺层岩质斜坡在地震作用下的变形破坏机理较为复杂。基于振动台试验,设计并制作岩层倾角大于坡角的中陡倾顺层岩质斜坡,研究其在单向和耦合向地震波作用下的动力响应特性和破坏模式。试验结果表明,模型斜坡的水平向动力加速度存在明显的非线性高程放大效应,在距坡表20 cm深度范围内存在显著的非线性趋表放大效应,且斜坡对耦合向地震波的动力响应更强烈。低幅值、低频率条件下,斜坡对天然波的动力响应较正弦波强烈;斜坡的水平向加速度峰值(PHA)放大系数随着幅值的增加而增大;当频率增大且接近斜坡的自振频率时,斜坡的PHA放大系数会显著增大。耦合向地震波对波形、幅值、频率影响下的PHA放大系数均有促进放大的作用;相比单向地震波,耦合向地震波对斜坡的破坏作用更大。地震作用下中陡倾顺层岩质斜坡的破坏过程可总结为三个阶段:斜坡中上部裂隙产生阶段→裂隙扩展、贯通阶段→斜坡中上部滑塌、斜坡失稳阶段。 展开更多
关键词 中陡倾顺层岩质斜坡 振动台试验 动力响应 破坏模式
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考虑土体破坏模式的深海采矿车履齿牵引力研究
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作者 李浩 席明帅 +3 位作者 陈峰落 沙飞 卢宇 栾鲁宝 《海洋工程》 北大核心 2025年第2期155-169,共15页
履带作为支撑采矿车在深海沉积物上开展采集作业的关键装备,其与沉积物间的相互作用复杂。目前的研究主要集中于履带的结构参数对牵引性能的影响,对土体破坏模式与牵引性能间关系的研究不足,且牵引力的计算较少考虑不同土体破坏模式。... 履带作为支撑采矿车在深海沉积物上开展采集作业的关键装备,其与沉积物间的相互作用复杂。目前的研究主要集中于履带的结构参数对牵引性能的影响,对土体破坏模式与牵引性能间关系的研究不足,且牵引力的计算较少考虑不同土体破坏模式。文章研究分析了不同接地比压与土体剪切强度条件下的牵引力及土体破坏模式变化规律,讨论了土体破坏与牵引力间的关系。研究表明:履齿高度相同,接地比压在1~5 kPa范围内,最大牵引力随着接地比压的增加而增加;超过5 kPa后,由于土体破坏面积的限制,最大牵引力趋向稳定。履齿高度在8~15 cm范围内,土体破坏面积随着履齿高度的增加而增加,对应最大牵引力也随之增加。土体剪切强度与竖向应力共同影响齿后土体破坏模式的发展,仅当土体剪切强度3.20 kPa且接地比压为7、9 kPa时土体发生直剪破坏,土体剪切强度的增加和接地比压的降低使得破坏模式转变为楔形破坏。此外,文章计算了不同破坏模式下的土推力,为实际牵引力的预测提供参考。 展开更多
关键词 深海采矿 牵引力 土体破坏模式 相互作用 土推力
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