潜蚀的局部守恒有限元和有限体积交替解法 被引量：2

1

作者 王刚 邓泽之 +1 位作者 金伟 张建民 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期917-926,共10页

潜蚀的模拟需要计算土中的渗流过程以及土中细粒随孔隙水流的运移过程。常规有限元法在求解纯运移方程时存在稳定性问题,为此提出了一个采用有限元法求解渗流方程、有限体积法求解细粒运移方程的交替方法。鉴于常规有限元法不能给出满... 潜蚀的模拟需要计算土中的渗流过程以及土中细粒随孔隙水流的运移过程。常规有限元法在求解纯运移方程时存在稳定性问题,为此提出了一个采用有限元法求解渗流方程、有限体积法求解细粒运移方程的交替方法。鉴于常规有限元法不能给出满足有限体积法输入要求的流速场,给出了一个基于单元不平衡流量总体再平衡修正单元边界流速的算法。利用该算法对有限元计算的单元边界流速进行局部守恒处理,即可实现在同一有限元网格上利用有限体积法求解细粒运移方程,因此可以方便地和现有的有限元计算程序结合。算例验证表明,所提出的局部守恒处理算法及交替解法计算效率高且具有可接受的精度,是模拟潜蚀问题的一条简单实用的途径。 展开更多

关键词 潜蚀 渗流 有限元法 有限体积法 局部守恒

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基于物质点-特征有限元耦合方法的向后侵蚀管涌模拟 被引量：2

2

作者 王兆南 王刚 金伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1318-1324,共7页

向后侵蚀管涌是汛期堤坝中一种常见的渗透破坏形式,多发生在下游存在无保护出水口的二元结构堤基中。由于土体渗流在出水口处存在较高的水力梯度,使得固、液界面附近的土体极易被侵蚀带走,一旦侵蚀土体的上层存在不透水的黏土层时,便会... 向后侵蚀管涌是汛期堤坝中一种常见的渗透破坏形式,多发生在下游存在无保护出水口的二元结构堤基中。由于土体渗流在出水口处存在较高的水力梯度,使得固、液界面附近的土体极易被侵蚀带走,一旦侵蚀土体的上层存在不透水的黏土层时,便会形成不断向上游迎水侧发展的管涌通道,最终导致堤坝出现失稳破坏。基于向后侵蚀管涌的发展过程,采用局部水力梯度作为管涌发展的判别准则,结合饱和孔隙介质的耦合物质点-特征有限元法,发展了一个能够模拟向后侵蚀管涌的新方法。新方法将求解域内的物质点分为3种粒子类型,对满足管涌触发条件的粒子进行删除,以此表示被侵蚀带走的土颗粒。由于算法中的流体部分采用了广义的Navier-Stokes方程进行描述,因此新方法能够同时计算孔隙水渗流和管道流体的自由流动。通过对小尺度模型试验的计算,验证了新方法在向后侵蚀管涌问题中的适用性。 展开更多

关键词 向后侵蚀管涌 耦合物质点-特征有限元法 临界水力梯度

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弯曲倾倒模式下薄层状反倾岩质边坡锚固力研究 被引量：12

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作者 高旭 晏鄂川 +2 位作者 张世殊 赵小平 田雄 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2792-2801,共10页

基于悬臂梁理论建立锚固力解析计算模型,以某薄层状反倾岩质边坡为实例,进行锚固力计算及相关参数敏感性分析,并以数值模拟加以对比分析。研究结果表明:此类边坡锚固力计算可划分为倾倒锚固区和滑动锚固区,其中倾倒锚固区折断深度和锚... 基于悬臂梁理论建立锚固力解析计算模型,以某薄层状反倾岩质边坡为实例,进行锚固力计算及相关参数敏感性分析,并以数值模拟加以对比分析。研究结果表明:此类边坡锚固力计算可划分为倾倒锚固区和滑动锚固区,其中倾倒锚固区折断深度和锚固力都随坡顶距增大而减小,且最大折断深度和最大锚固力对相关参数敏感性由大到小依次为:层厚、抗拉强度、层间内摩擦角。数值模拟中锚索轴力增量比随坡顶距增大而减小,与解析计算结果变化规律一致,且加固倾倒锚固区比加固滑动锚固区对于控制边坡水平位移效果更加明显。 展开更多

关键词 反倾岩质边坡 弯曲倾倒模式 锚固力 解析解 数值模拟

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某水电站导流明渠边坡倾倒变形分区与治理 被引量：4

4

作者 李兴明 晏鄂川 +2 位作者 严媛 张世殊 邹浩 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期227-235,共9页

倾倒变形体的变形机理控制其变形破坏特征,反映其变形演化规律,直接影响倾倒变形体的工程治理措施类型和方式。首先,通过现场监测数据绘制累计位移曲线,结合克里金插值法,分析西部某水电站导流明渠边坡的倾倒变形破坏特点,并基于分析结... 倾倒变形体的变形机理控制其变形破坏特征,反映其变形演化规律,直接影响倾倒变形体的工程治理措施类型和方式。首先,通过现场监测数据绘制累计位移曲线,结合克里金插值法,分析西部某水电站导流明渠边坡的倾倒变形破坏特点,并基于分析结果对坡体进行分区,根据不同区域的特点,提出针对该倾倒变形边坡的支护建议。其次,根据导流明渠边坡的工程地质特点,以剖面2-2′为研究对象,利用UDEC进行数值模拟,支护后边坡的破坏区域、塑性区和位移明显减小。在此基础上分析边坡从开挖前到建议支护后的变形破坏演化规律,进而揭示边坡变形机理。研究结果表明,结合克里金插值法的分析,基于监测数据进行坡体分区后的支护建议具有较强合理性。研究成果为倾倒变形体的治理设计提供了一定参考依据。 展开更多

关键词 导流明渠 倾倒变形 变形演化规律 分区 治理

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雅砻江两河口水电站庆大河左岸边坡某变形体变形机制分析与稳定性预测 被引量：12

5

作者 张世殊 吴章雷 +4 位作者 赵小平 冉从彦 郭松峰 黄晓林 祁生文 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期164-170,共7页

雅砻江两河口水电站泄洪建筑物进口布置于庆大河左岸边坡,继在边坡中下部圈定3个变形体后,在边坡上部发现变形体Ⅳ区,严重威胁泄洪建筑物的安全。通过探硐、赤平投影等手段,结合研究区地质环境,确定了边坡变形破坏机理,该边坡为中薄层... 雅砻江两河口水电站泄洪建筑物进口布置于庆大河左岸边坡,继在边坡中下部圈定3个变形体后,在边坡上部发现变形体Ⅳ区,严重威胁泄洪建筑物的安全。通过探硐、赤平投影等手段,结合研究区地质环境,确定了边坡变形破坏机理,该边坡为中薄层岩体反倾边坡,青藏高原隆升伴随河流下切,边坡卸荷,在上部岩体自重作用下,坡脚薄层岩体发生倾倒弯折,河流侵蚀作用下变形加剧导致局部弯折贯通形成底滑面,在外力作用下崩滑破坏,上部变形体失去支撑后倾倒弯折破坏加剧,由于岩层薄,变形体多为碎裂散体结构。采用Geo-slope软件对变形体进行稳定性分析,结果表明自然状态下Ⅳ区变形体处于极限平衡状态,下部变形体清除后,Ⅳ区变形体失稳。最后,根据结果制定了合理的变形体处理措施。 展开更多

关键词 倾倒变形 稳定性预测 变形机制 两河口水电站

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阿青水电站沥青心墙坝渗流分析与控制 被引量：7

6

作者 周青 王晓东 吴梦喜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期469-477,共9页

水电站的渗流计算分析是一项复杂而在设计中又极其重要的工作,很难获得符合实际的渗流分析结果。结合阿青水电站的渗流控制分析,全面阐述了水电站渗流分析中熟悉工程概况和水文地质条件,明确分析任务、概化模型、剖分网格、选取材料参数... 水电站的渗流计算分析是一项复杂而在设计中又极其重要的工作,很难获得符合实际的渗流分析结果。结合阿青水电站的渗流控制分析,全面阐述了水电站渗流分析中熟悉工程概况和水文地质条件,明确分析任务、概化模型、剖分网格、选取材料参数,确定了计算方案和边界条件,整理分析计算结果,进行方案比较,分析了参数敏感性的方法和过程,认为应做好上述每一个环节,对全面把握工程的渗流性状,进行防渗排水体系的方案选择和优化的重要意义。分析表明,河床最大剖面的渗流量不一定比较低坝高剖面的渗流量大,狭窄河谷心墙堆石坝坝体和坝基总的渗流量,也可能比大坝最大剖面的渗流量与坝轴线长度的乘积大。 展开更多

关键词 水电站 有限元 渗流分析 渗流控制

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青藏高原东缘应力场及地下工程灾害风险研究 被引量：2

7

作者 李金轩 郭松峰 +5 位作者 祁生文 张亚国 郑博文 唐凤娇 马行东 张世殊 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期736-749,共14页

青藏高原东缘广泛发育着深大活动断裂带,强烈控制着高原东缘区域应力场。本文基于收集的178个点位1181组原位应力数据,通过数值模拟反演得出青藏高原东缘活动断裂影响下青藏高原东缘地应力场,结果表明,青藏高原地应力场呈现出明显的非... 青藏高原东缘广泛发育着深大活动断裂带,强烈控制着高原东缘区域应力场。本文基于收集的178个点位1181组原位应力数据,通过数值模拟反演得出青藏高原东缘活动断裂影响下青藏高原东缘地应力场,结果表明,青藏高原地应力场呈现出明显的非均匀性特征,应力量值由西向东逐渐减小。然后,利用ArcGIS分析青藏高原东缘埋深100~2000 m岩爆及大变形趋势,岩爆集中产生于次级板块内部,岩爆范围基本不随深度变化;而大变形产生于次级板块边界,并随深度增加面积逐渐向板块内部扩大;岩爆及大变形风险等级随埋深呈现规律性变化。最后,通过二郎山隧道隧址区以及双江口水电站两个工程实例探讨了本研究在工程建设中对岩爆及大变形趋势预测的适用性,结果表明,本文给出的青藏高原东缘地下工程灾害趋势与基于强度应力比方法获得的岩爆倾向性以及工程实例中岩爆现象基本一致。 展开更多

关键词 青藏高原东缘 地应力 岩爆 大变形 地质工程

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狮子坪水电站二古溪倾倒边坡成因机制分析 被引量：7

8

作者 张世殊 裴向军 +4 位作者 王仁坤 冉从彦 余挺 赵小平 田雄 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2014年第11期60-65,共6页

二古溪边坡位于四川省理县狮子坪水电站库区,2013年9月水库蓄水高度升至2 540m后,边坡出现强烈变形,致317国道阻断至今。初步分析边坡在河谷快速下切过程中,坡体内岩体应力释放产生向临空面的位移,由于存在软硬两种岩体,变形过程中产生... 二古溪边坡位于四川省理县狮子坪水电站库区,2013年9月水库蓄水高度升至2 540m后,边坡出现强烈变形,致317国道阻断至今。初步分析边坡在河谷快速下切过程中,坡体内岩体应力释放产生向临空面的位移,由于存在软硬两种岩体,变形过程中产生了不协调变形,软岩的变形位移量大而硬岩较小,致使在硬岩中形成应力集中,当应力大于硬岩强度时,硬岩发生破坏。5.12汶川地震、公路开挖及降雨进一步加剧边坡的倾倒破坏,随后坡体逐步达到应力平衡。通过大量现场地质调查,并结合钻孔岩芯、变形监测对二古溪边坡倾倒变形成因进行研究,结果表明:二古溪倾倒边坡属于软硬岩互层的早期倾倒边坡,在地震作用下边坡岩体造成了损伤,蓄水与强降雨加剧了边坡的变形;目前边坡处于应力调整期,变形将会持续较长的一段时间,蓄水位升高无疑还将加剧其变形。 展开更多

关键词 狮子坪水电站 倾倒边坡 二古溪边坡 地震 蓄水 监测 成因机制

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1981—2011年川南山区地温和气温的变化特征 被引量：12

9

作者 王冰 李启权 +3 位作者 罗琳 王昌全 杨娟 余亮志 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2019年第6期1322-1329,共8页

利用气象站点1981-2011年逐日0 cm土壤温度和气温数据,运用基本统计、线性回归、累积距平和信噪比分析了川南山区6个分区地温和气温的空间分布、变化趋势以及突变特征,分析并对比了地温和气温的关系。结果表明:川南山区年均地、气温变... 利用气象站点1981-2011年逐日0 cm土壤温度和气温数据,运用基本统计、线性回归、累积距平和信噪比分析了川南山区6个分区地温和气温的空间分布、变化趋势以及突变特征,分析并对比了地温和气温的关系。结果表明:川南山区年均地、气温变化范围分别在15.6~20.5℃和12.2~17.2℃之间,呈现出北低南高、高山低河谷高的空间分布格局。31 a来6个分区的年均地、气温均有显著上升趋势,但季节变化差异明显,冬季地、气温的增温率高于夏季。从不同区域来看,高山地带(Ⅵ区)的年、季增温趋势最为显著,是其他区域的2~6倍,且地、气温在1990年左右发生突变;河谷地带(Ⅱ区)的年、季温度变化最小且未发生突变。各区地温和气温呈极显著正相关(P<0.01),具有较高的一致性,但也存在非对称增温现象。山地(Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ区)的年均、季均地温和河谷(Ⅰ区)的春季地温增温比气温更加强烈,故地气温差出现显著上升趋势,甚至发生突变。 展开更多

关键词 地温 气温 变化特征 川南山区

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考虑水力波动作用的潜蚀本构模型 被引量：3

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作者 邓泽之 王刚 金伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2921-2928,共8页

潜蚀是指在渗流作用下,内部不稳定土中的可动细颗粒沿孔隙通道迁移的现象。在潜蚀的数值分析中,描述渗流作用下土中沉积细颗粒向流动细颗粒转化过程的潜蚀本构模型是数值分析结果可靠与否的核心。当前已存在不少基于恒定水力条件提出的... 潜蚀是指在渗流作用下,内部不稳定土中的可动细颗粒沿孔隙通道迁移的现象。在潜蚀的数值分析中,描述渗流作用下土中沉积细颗粒向流动细颗粒转化过程的潜蚀本构模型是数值分析结果可靠与否的核心。当前已存在不少基于恒定水力条件提出的潜蚀模型,但考虑水力波动作用的潜蚀模型还较为欠缺。首先,对不同水力条件下细颗粒迁移机制进行了归纳总结,强调了波动水力条件下细颗粒迁移机制的特殊性。然后,基于细观物理机制,利用沉积细颗粒向流动细颗粒的体积转化速率,建立了一个可同时考虑孔隙流速大小、孔隙流速变化速率以及水力作用时间的潜蚀本构模型。基于一套拟合参数,该模型较好地拟合了已有试验研究中多种波动水力路径下的细粒流失过程,证明了该模型的有效性。 展开更多

关键词 潜蚀 水力条件 本构模型 细粒流失 侵蚀速率

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实施逐年货币补偿对其他生产安置方式的影响及对策分析 被引量：3

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作者 杨洲 石昕川 郭万侦 《中国人口·资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2016年第S1期486-489,共4页

逐年货币补偿是水电工程移民工作在不断深入过程中新增的一种生产安置方式,与现存的农业安置、自主安置等其他生产安置方式在安置标准的拟定、是否需要界定生产安置人口等方面均存在差异。这些差异将使逐年货币补偿在实施过程中对其他... 逐年货币补偿是水电工程移民工作在不断深入过程中新增的一种生产安置方式,与现存的农业安置、自主安置等其他生产安置方式在安置标准的拟定、是否需要界定生产安置人口等方面均存在差异。这些差异将使逐年货币补偿在实施过程中对其他生产安置方式产生冲击,可能使生产安置方式体系出现漏洞,面临移民投机选择的可能性。面对这些影响,文章提出调整现有生产安置方式一些固有做法,对包括逐年货币补偿在内的所有生产安置的选择方式进行了约束。文章的研究将使移民生产安置体系更为完善。 展开更多

关键词 逐年货币补偿 生产安置方式 影响及对策

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