三维地形条件下挡墙对滑坡-碎屑流运动和冲击特征的影响研究

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作者 王忠福 石风格 +2 位作者 张旭升 王晶莹 刘恩龙 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期149-160,共12页

为探明挡墙对滑坡-碎屑流的防治效果,以中国贵州省纳雍滑坡-碎屑流为研究对象,通过室内模型试验和PFC^(3D)数值模拟,研究了真实三维地形条件下不同位置和高度的挡墙对滑坡-碎屑流运动和冲击特征的影响。研究结果表明:挡墙对碎屑流的运... 为探明挡墙对滑坡-碎屑流的防治效果,以中国贵州省纳雍滑坡-碎屑流为研究对象,通过室内模型试验和PFC^(3D)数值模拟,研究了真实三维地形条件下不同位置和高度的挡墙对滑坡-碎屑流运动和冲击特征的影响。研究结果表明:挡墙对碎屑流的运动产生显著的阻碍作用,挡墙越高,阻碍作用越明显;碎屑流遇到挡墙后,前缘速度先骤降后提升,且与无挡墙时相比,前缘速度会呈现不同程度的折减;受实际地形的影响,高度为3 cm的挡墙放置于斜坡中间位置时,其对碎屑流的阻碍效果最明显,碎屑流的前缘运动距离最短,挡墙所受到的冲击力峰值及冲击作用结束后的残余压力随着挡墙高度的增加均会增加;挡墙摆放位置距离坡脚越远,挡墙所受到的冲击力峰值越低。 展开更多

关键词 滑坡-碎屑流 室内模型试验 挡墙 PFC 3D 冲击力

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考虑土拱效应的盾构隧道施工地表沉降预测 被引量：4

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作者 胡达 肖超 +4 位作者 梁小强 孔纲强 黎永索 蒋磊 杨仙 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期783-793,共11页

城市地铁盾构隧道施工时,其上覆土体会产生应力转移和位移传递,为准确预测深埋盾构隧道施工过程中引起的地表沉降,基于能量法考虑“土拱效应”影响下的地层损失计算模型,开展了盾构施工地表沉降预测方法研究。首先,综合考虑隧道施工方... 城市地铁盾构隧道施工时,其上覆土体会产生应力转移和位移传递,为准确预测深埋盾构隧道施工过程中引起的地表沉降,基于能量法考虑“土拱效应”影响下的地层损失计算模型,开展了盾构施工地表沉降预测方法研究。首先,综合考虑隧道施工方法及“土拱效应”等因素,对Loganathan公式进行优化改进,采用Terzaghi理论计算土拱作用下的土体回弹变形,建立考虑土拱效应的圆形盾构隧道施工地表沉降预测模型;其次,基于弹性Maxwell-Betti功互换定理,考虑圆形盾构隧道衬砌支护作用,通过构建两组不同受力状态下的弹性力学模型计算模型,推导出能量法理论下隧道施工引起的地层损失理论解析式;最后,针对5个典型盾构隧道工程案例进行对比研究和预测分析。结果表明:考虑土拱效应的预测方法更加有效,预测结果更接近实际监测沉降值,验证了该方法在盾构隧道工程中具有较好的适应性和可靠性。 展开更多

关键词 盾构隧道 能量法 地表沉降 土拱效应 地层损失

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排桩支护明挖隧道基坑桩侧极限抗力系数研究 被引量：4

3

作者 蒋冲 李天斌 +4 位作者 梅松华 陈骅伟 陈兆 刘霖 沙策 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期111-116,共6页

为了研究单排桩支护明挖隧道基坑桩侧土抗力系数特性,首先,建立了考虑桩侧土体受力状态的基坑桩侧土压力力学模型和位移模式;其次,根据虚功原理和位移场模式,建立排桩支护明挖隧道基坑桩侧土体功和速度场计算公式,引入极限上限方法,提... 为了研究单排桩支护明挖隧道基坑桩侧土抗力系数特性,首先,建立了考虑桩侧土体受力状态的基坑桩侧土压力力学模型和位移模式;其次,根据虚功原理和位移场模式,建立排桩支护明挖隧道基坑桩侧土体功和速度场计算公式,引入极限上限方法,提出了考虑桩-土界面粗糙度系数的排桩支护明挖隧道基坑排桩的水平承载力系数计算方法,将该方法应用于计算实例,通过与已有理论计算方法对比分析,计算结果验证了本文方法的合理性与可行性;最后,利用本文建立的方法,分析了桩间距、桩-土接触面系数以及埋置深度对基坑排桩水平抗力系数的规律.结果表明:排桩的水平承载力随着桩距的减小而减小,直到达到一个最小值.排桩的水平承载力系数Np随着桩-土界面粗糙度系数α的增大而增大;当桩-土界面粗糙度系数α一定时,水平承载力系数Np随着埋置深度的增加而增加,当埋置深度率Z/D>7时,水平承载力系数Np随着埋置深度的增加趋于定值. 展开更多

关键词 桩 基坑 极限侧向荷载 隧道

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地下水封石油洞库水封准则研究 被引量：7

4

作者 冯树荣 蒋中明 +3 位作者 张金龙 熊小虎 赵海斌 梅松华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期886-891,共6页

水封准则是地下水封石油洞库设计与运行管理的基础。为获取工程应用更加简便实用的地下水封石油洞库水封准则,基于裂隙水流动阻力效应的研究,建立了气压推动裂隙水迁移的油汽逃逸模型;根据裂隙水迁移启动的临界条件,推导了铅直裂隙和倾... 水封准则是地下水封石油洞库设计与运行管理的基础。为获取工程应用更加简便实用的地下水封石油洞库水封准则,基于裂隙水流动阻力效应的研究,建立了气压推动裂隙水迁移的油汽逃逸模型;根据裂隙水迁移启动的临界条件,推导了铅直裂隙和倾斜裂隙中裂隙水满足油汽封存的临界水封厚度计算公式,讨论了临界水封厚度条件下洞库的原油水封效果。利用气液两相流数值分析成果和工程实际监测成果,论证了提出基于临界水封厚度的地下水封石油洞库水封准则的正确性。 展开更多

关键词 地下水封石油洞库 油汽逃逸 临界水封厚度 水封准则

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黏弹性阻尼减震层的吸能特性试验研究 被引量：9

5

作者 梅松华 盛谦 +1 位作者 崔臻 梅贤丞 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期997-1005,共9页

柔性减震技术在隧道等地下工程结构震害控制中的应用已被广泛认可,为了能够进一步推动柔性减震技术的全面发展和应用,基于黏弹性阻尼理论在桥梁建筑抗震领域中应用的认识,提出一种拟应用于地下隧道工程抗震领域的黏弹性阻尼减震层结构... 柔性减震技术在隧道等地下工程结构震害控制中的应用已被广泛认可,为了能够进一步推动柔性减震技术的全面发展和应用,基于黏弹性阻尼理论在桥梁建筑抗震领域中应用的认识,提出一种拟应用于地下隧道工程抗震领域的黏弹性阻尼减震层结构。通过改进分离式Hopkinson(SHPB)试验系统对不同的岩石–阻尼层–混凝土组合试件进行冲击试验,以此来分析黏弹性阻尼减震层的吸能特性。对比探讨了橡胶、硅胶不同阻尼层材料及蜂窝状、波纹状、圆柱状阻尼层结构在冲击试验中的吸能规律及其吸能效果;同时在相同阻尼层材料及其结构形状条件下,对比分析了不同厚度阻尼层的吸能规律,探讨了黏弹性阻尼减震层中阻尼层的最佳厚度;研究结果表明:与对照组(岩石–混凝土组合试件)相比,不同阻尼层的阻尼减震层结构吸收的入射能均提高了10%以上,表明该结构优越的吸能特性,同时高阻尼的橡胶比硅胶作为阻尼层材料具有更好地吸能效果;在3种不同形状的阻尼层中,蜂窝状阻尼层结构具有更好的吸能效果;对比分析不同厚度阻尼层结构的吸能效果时发现效果最佳的阻尼层厚度为20 mm;研究成果将为隧道地下工程抗震结构设计提供理论和数据支撑。 展开更多

关键词 黏弹性 阻尼层 吸能特性 地下工程

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向家坝水电站左岸坝基挤压破碎带变形特性试验研究 被引量：6

6

作者 冯树荣 蒋中明 +2 位作者 钟辉亚 赵海斌 曾祥喜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期539-544,共6页

坝基软弱破碎地质体是影响大坝安全的关键因素之一,其岩体力学参数的合理确定是大坝工程稳定分析与安全评价的基础。为合理确定向家坝水电工程左岸坝基挤压破碎带的变形模量,进行了室内MTS变形模量试验、现场小型承压板和大型承压板试... 坝基软弱破碎地质体是影响大坝安全的关键因素之一,其岩体力学参数的合理确定是大坝工程稳定分析与安全评价的基础。为合理确定向家坝水电工程左岸坝基挤压破碎带的变形模量,进行了室内MTS变形模量试验、现场小型承压板和大型承压板试验研究。3种试验方法得到的破碎带岩体变形模量基本都小于1.0 GPa,有盖层承压板试验条件下的破碎岩体变形模量测试值远大于无盖层岩体影响情况下的试验成果。研究成果表明,不同试验方法反映了左岸坝基破碎带岩体的不同受力状态,其变形模量也呈现一定差异性。在分析挤压破碎带变形模量试验值差异性的原因基础上,提出了左岸坝基破碎带岩体变形模量的建议值。 展开更多

关键词 向家坝水电站 挤压破碎带 承压板试验 变形模量

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考虑岩体流变的隧道锚长期稳定性研究 被引量：3

7

作者 付建军 蒋武军 +1 位作者 赵海斌 梅松华 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2014年第11期12-16,共5页

岩体流变是隧道锚长期稳定性研究重点之一。以FLAC3D软件中CVISC流变模型为理论基础,通过单轴压缩流变试验及接触面长期抗剪强度试验获得与岩体流变相关的力学参数,并将CVISC模型和获得的参数融入依托工程数值仿真模型,进行长期稳定性... 岩体流变是隧道锚长期稳定性研究重点之一。以FLAC3D软件中CVISC流变模型为理论基础,通过单轴压缩流变试验及接触面长期抗剪强度试验获得与岩体流变相关的力学参数,并将CVISC模型和获得的参数融入依托工程数值仿真模型,进行长期稳定性分析。分析结果显示:隧道锚在1倍设计主缆力施加后100a内,锚塞体、围岩及锚塞体与围岩接触面长期变形小,较符合工程设计安全要求。上述研究思路与结果可为类似工程研究提供参考。 展开更多

关键词 隧道锚 长期稳定性 单轴压缩流变 接触面长期抗剪强度 锚塞体

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水泥砂浆受硫酸钠侵蚀时力学特性的尺寸效应研究 被引量：3

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作者 熊良宵 陈聪 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2017年第9期145-149,共5页

为了解水泥砂浆试件经海水侵蚀时的尺寸效应,分别采用3种尺寸的正方体试件放在硫酸钠溶液中侵蚀,后每隔一定时间取出部分试件进行单轴压缩试验,分析不同尺寸试件的单轴抗压强度、峰值应变和弹性模量的差异。研究结果表明:试件经硫酸钠... 为了解水泥砂浆试件经海水侵蚀时的尺寸效应,分别采用3种尺寸的正方体试件放在硫酸钠溶液中侵蚀,后每隔一定时间取出部分试件进行单轴压缩试验,分析不同尺寸试件的单轴抗压强度、峰值应变和弹性模量的差异。研究结果表明:试件经硫酸钠侵蚀时强度的尺寸效应存在一个临界值,随着试件尺寸的增加,侵蚀对强度的影响效应会呈现增加后减小的规律;不同尺寸的试件经硫酸钠侵蚀时,其峰值应变和弹性模量的差异没有强度的差异明显。 展开更多

关键词 水泥砂浆 硫酸钠 尺寸效应 抗压强度 峰值应变

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一种黄土湿陷性原位评价技术 被引量：1

9

作者 张继文 穆青翼 +3 位作者 孟龙龙 周超 廖红建 曹杰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期90-97,共8页

结合原位参数测试和湿陷模型,提出了一种黄土湿陷性原位评价技术。首先,基于时域反射技术和简易环刀法原位测试黄土体积含水率和湿密度;其次,依据原位测试参数和相关物性指标,运用湿陷模型开展湿陷性评价。上述原位湿陷性评价技术在5个... 结合原位参数测试和湿陷模型,提出了一种黄土湿陷性原位评价技术。首先,基于时域反射技术和简易环刀法原位测试黄土体积含水率和湿密度;其次,依据原位测试参数和相关物性指标,运用湿陷模型开展湿陷性评价。上述原位湿陷性评价技术在5个场地中进行200组测试验证。结果表明,原位测试黄土体积含水率中95%数据的绝对误差在±3%以内,湿密度的相对误差在±2%以内。另一方面,采用机器学习模型和简化弹塑性模型定性评价黄土湿陷程度(如:无、轻微、中等和强烈)的准确率分别为88%和83%;定量评价方面,考虑轻微、中等和强烈湿陷程度,湿陷系数中90%数据的绝对误差可分别控制在±0.01、±0.03和±0.06以内。 展开更多

关键词 黄土 湿陷性 原位评价 时域反射 湿陷模型

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活性MgO-粉煤灰固化淤泥耐久性研究 被引量：28

10

作者 王东星 王宏伟 +1 位作者 邹维列 徐学勇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期4675-4684,共10页

将绿色环保活性MgO-粉煤灰材料引入淤泥固化,采用系列室内模拟试验,深入研究冻融、浸水和干湿等复杂气候环境下活性MgO-粉煤灰固化淤泥试样的外观形貌和强度特征,明确外界环境干扰诱使固化淤泥性能演化的内在规律。结果表明:活性MgO-粉... 将绿色环保活性MgO-粉煤灰材料引入淤泥固化,采用系列室内模拟试验,深入研究冻融、浸水和干湿等复杂气候环境下活性MgO-粉煤灰固化淤泥试样的外观形貌和强度特征,明确外界环境干扰诱使固化淤泥性能演化的内在规律。结果表明:活性MgO-粉煤灰固化淤泥具有良好的抗冻融、抗干湿及水稳性,且活性MgO-粉煤灰掺量及MgO/粉煤灰配比提高可进一步改善活性MgO-粉煤灰固化淤泥试样的耐久性能。冻融、浸水和干湿等复杂环境显著劣化固化淤泥抗压强度,其强度水平均低于同龄期标准养护试样。固化淤泥试样无侧限抗压强度随冻融循环次数增加而逐渐降低,随浸水时间增加先降低后趋于稳定,随干湿循环次数增加呈降低的趋势。基于所得试验结果,提出了活性MgO-粉煤灰固化淤泥耐久性演变的内在微观机制模型。 展开更多

关键词 淤泥 活性MgO-粉煤灰 固化 抗压强度 耐久性

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活性MgO-粉煤灰固化黄土剪切特性试验研究 被引量：13

11

作者 王东星 高向雲 +1 位作者 杜怡莹 伍林峰 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期822-829,共8页

黄土固化处理是解决黄土地区建筑地基变形与沉降问题的有效途径。选取活性MgO、粉煤灰和水泥3种不同类型固化剂,通过开展不固结不排水直接剪切试验,研究固化剂掺量、类型和养护龄期等因素对黄土剪切性能的影响。结果表明:活性MgO可显著... 黄土固化处理是解决黄土地区建筑地基变形与沉降问题的有效途径。选取活性MgO、粉煤灰和水泥3种不同类型固化剂,通过开展不固结不排水直接剪切试验,研究固化剂掺量、类型和养护龄期等因素对黄土剪切性能的影响。结果表明:活性MgO可显著提高黄土抗剪强度;随着活性MgO掺量和养护龄期增加,固化黄土黏聚力和内摩擦角先增加后减小,在6%掺量和14d养护龄期附近达到峰值;粉煤灰掺入可有效改善活性MgO固化黄土抗剪性能,尤其对黏聚力提高效果明显,随着养护龄期和固化剂掺量增加,固化土抗剪强度不断增大;水泥固化黄土抗剪强度随水泥掺量和养护龄期呈现类似增长规律。活性MgO-粉煤灰等3种材料可提高固化黄土抗剪强度,MgO-粉煤灰效果最优,单掺活性MgO次之,二者均优于水泥。 展开更多

关键词 黄土 抗剪强度 活性MgO 粉煤灰 水泥

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基于交叉全局人工蜂群算法的拱坝热学参数反演分析 被引量：3

12

作者 茆大炜 张傲 +2 位作者 王峰 周宜红 谭天龙 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第9期162-169,共8页

拱坝施工期温度受到气温、冷却通水、表面保温等因素影响,热学参数实际值与室内试验测值之间存在较大误差。通过分布式光纤测温技术获取的温度数据和人工蜂群智能优化算法对混凝土热学参数进行识别,实时获取混凝土热学参数变化规律。对... 拱坝施工期温度受到气温、冷却通水、表面保温等因素影响,热学参数实际值与室内试验测值之间存在较大误差。通过分布式光纤测温技术获取的温度数据和人工蜂群智能优化算法对混凝土热学参数进行识别,实时获取混凝土热学参数变化规律。对于在寻找函数最优值时传统的人工蜂群算法存在求解速度慢、容易陷入局部最优等问题,通过引入全局最优解,并与遗传算法中的交叉操作相结合建立了引入交叉算子的全局人工蜂群优化算法。考虑冷却水管多档通水和外界气温等因素,将改进的全局人工蜂群算法应用于白鹤滩拱坝热学参数反演,分析结果表明基于改进全局人工蜂群算法反演计算的混凝土温度与实测值吻合较好,改进全局人工蜂群算法在拱坝热学参数反演中具有较好的适应性。 展开更多

关键词 人工蜂群算法 拱坝 热学参数 反演分析 通水冷却

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岩性对砂石加工高浓度废水动态辐流沉降特性的影响 被引量：1

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作者 郭辉 於思瀚 +2 位作者 陈雯 黄明海 陈端 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第2期75-80,共6页

为探明岩性对水电工程砂石加工高浓度废水辐流池动态沉降特性的影响,以白鹤滩水电站砂石加工系统废水处理工程辐流池为例,基于动态沉降试验模型律,建立废水动态辐流沉降大比尺物理模型试验,分析以玄武岩和灰岩为料源的砂石骨料加工废水... 为探明岩性对水电工程砂石加工高浓度废水辐流池动态沉降特性的影响,以白鹤滩水电站砂石加工系统废水处理工程辐流池为例,基于动态沉降试验模型律,建立废水动态辐流沉降大比尺物理模型试验,分析以玄武岩和灰岩为料源的砂石骨料加工废水动态辐流沉降规律。试验表明:采用PAM和PAC联合投加可改善废水沉降浓缩效果,出水悬浮物去除率高于99%;玄武岩废水工况下,辐流池中部流速较高,固体颗粒呈现沿水深线性沉降浓缩的去除模式;灰岩废水工况下,辐流池底部流速较高,固体颗粒呈现先沿水深快速沉降,后在底层逐渐浓缩的去除模式;相较于灰岩废水,玄武岩废水自然沉降性能较差,辐流沉淀过程中对排泥速率控制的要求更高。研究成果可为水电工程绿色施工提供技术支撑。 展开更多

关键词 水电工程 砂石系统 岩性 高浓度废水 动态辐流沉降 物理模型

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不同水岩作用下砂岩的力学参数演化特征 被引量：5

14

作者 付建军 董正东 +1 位作者 杨艳霜 易恒 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2020年第3期350-354,共5页

针对水电站边坡岩体在库水浸泡、水位涨落或降雨作用下容易发生滑坡灾害的现象,选取某水电站边坡砂岩为研究对象,研究饱水和干湿循环作用对其力学特性的影响规律,提出了通过比较天然状态、饱水作用以及干湿循环下岩石试样的强度和变形... 针对水电站边坡岩体在库水浸泡、水位涨落或降雨作用下容易发生滑坡灾害的现象,选取某水电站边坡砂岩为研究对象,研究饱水和干湿循环作用对其力学特性的影响规律,提出了通过比较天然状态、饱水作用以及干湿循环下岩石试样的强度和变形参数的方法.结果表明,随着水岩作用次数的增加,砂岩单轴抗压强度和弹性模量不断减小并趋于恒定,其两者与水岩作用次数呈对数关系,经过干湿循环的试块抗压强度和弹性模量小于经过饱水作用试块. 展开更多

关键词 干湿循环 饱水作用 单轴抗压强度 弹性模量 水岩作用 砂岩 变形参数 边坡滑坡

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某抽水蓄能电站地下洞室群围岩三维稳定分析 被引量：3

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作者 于新华 王丽新 +1 位作者 陈建胜 杨科辉 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第32期73-78,共6页

某抽水蓄能电站地下厂房为大跨度、高边墙地下洞室群,地质条件复杂,分布软弱夹层,高边墙及洞室间岩体的稳定性是洞室设计的关键因素。根据水压致裂法地应力测试数据计算侧压力系数,构造初始地应力场,按照开挖顺序建立三维弹塑性计算模型... 某抽水蓄能电站地下厂房为大跨度、高边墙地下洞室群,地质条件复杂,分布软弱夹层,高边墙及洞室间岩体的稳定性是洞室设计的关键因素。根据水压致裂法地应力测试数据计算侧压力系数,构造初始地应力场,按照开挖顺序建立三维弹塑性计算模型,分析地下洞室群围岩应力与变形特征、塑性区分布,评价了地下厂房洞室群围岩稳定性,为洞室设计提供科学依据和基础数据。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 地下洞室群 三维模型 围岩稳定

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