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泥石流排导槽混凝土材料磨蚀特性研究
被引量：
2
1
作者
栗帅
方鑫
+4 位作者
陈晓清
陈剑刚
赵万玉
陈华勇
吴帆
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2024年第5期1536-1545,共10页
我国泥石流灾害频发多发,危害十分严重。排导槽在防治泥石流的实践中扮演了至关重要的作用,但也出现了很多冲磨破坏的情况,极大地影响排导槽安全功能及运行寿命。排导槽的冲刷磨蚀问题是泥石流减灾亟需解决的关键技术难题之一。针对排...
我国泥石流灾害频发多发,危害十分严重。排导槽在防治泥石流的实践中扮演了至关重要的作用,但也出现了很多冲磨破坏的情况,极大地影响排导槽安全功能及运行寿命。排导槽的冲刷磨蚀问题是泥石流减灾亟需解决的关键技术难题之一。针对排导槽工程中混凝土过流表面的冲磨破坏现象,本文通过向混凝土中复掺不同材料(纳米二氧化硅、微硅粉、聚丙烯纤维和引气剂)和涂抹聚脲保护层两种途径,提高混凝土的抗冲耐磨性能。为此,采取水下钢球法的磨蚀实验方法,研究两种混凝土试件的抗冲磨强度、磨损率、磨损系数和平均磨蚀深度等参数指标,综合比较其抗冲耐磨性能。结果表明,两者都能提高混凝土的抗冲耐磨性,聚脲的抗冲磨强度比复掺材料混凝土提高了约5~18倍,磨损率和磨损系数均降低约78%~98%,平均磨蚀深度减小了一个数量级,并且弹性聚脲抗冲磨性能远大于刚性聚脲。分析其抗冲磨机制,认为复掺材料主要通过增加集料与水泥石的接触面积、改善混凝土内微结构、增强黏结性等来增强抗冲耐磨性能。聚脲材料则依靠自身大量氢键的断裂-新生循环、强活动性链段的松弛型变、以及自由基团氧化反应的胶黏层显著提高耐磨性。因此,建议在泥石流排导槽磨损修复加固措施中,优先考虑涂抹聚脲保护层来延长排导槽的使用寿命。
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关键词
泥石流排导槽
混凝土磨损
水下钢球法
抗冲耐磨性能
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职称材料
沟道堆积体失稳破坏引发泥石流的起动机理研究进展
被引量：
1
2
作者
周易辰
陈华勇
+4 位作者
阮合春
李霄
俞昀晗
牟芸莹
孟昊阳
《自然灾害学报》
CSCD
北大核心
2024年第5期1-11,共11页
地震引发的崩塌、滑坡等次生灾害在沟道中形成的松散堆积体,在强降雨作用下发生失稳破坏,引发规模庞大的泥石流。对该类泥石流进行系统地研究并揭示其起动机理和破坏规律,能够为我国西南地区泥石流防治工程提供一定的理论参考。因此,基...
地震引发的崩塌、滑坡等次生灾害在沟道中形成的松散堆积体,在强降雨作用下发生失稳破坏,引发规模庞大的泥石流。对该类泥石流进行系统地研究并揭示其起动机理和破坏规律,能够为我国西南地区泥石流防治工程提供一定的理论参考。因此,基于现阶段的国内外研究现状,重点分析了沟道堆积体稳定性影响因素,梳理了4种失稳破坏模式,凝练出了2种沟道堆积体的起动机理,并以水力类泥石流的观点归纳总结了三类沟道堆积体失稳破坏引发泥石流的临界起动模型。最后,由于沟道堆积体失稳破坏引发的泥石流起动过程本身的复杂性,基于对现有成果的不足分析,提出了该类泥石流涉及的3个重难点科学问题。
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关键词
沟道堆积体
失稳破坏
泥石流
起动机理
临界模型
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职称材料
冲击信号时频特征对泥石流成灾参数的响应规律
3
作者
张磊
张少杰
+1 位作者
杨红娟
杨超平
《自然灾害学报》
北大核心
2025年第3期110-118,共9页
泥石流密度和流速等成灾参数与泥石流的冲击破坏能力直接相关,影响着泥石流冲击力信号的时频特性,是防灾结构工程设计的重要依据。故而分析总结泥石流冲击信号时频特征对泥石流密度、流速等成灾参数的响应规律具有重要的理论研究价值,...
泥石流密度和流速等成灾参数与泥石流的冲击破坏能力直接相关,影响着泥石流冲击力信号的时频特性,是防灾结构工程设计的重要依据。故而分析总结泥石流冲击信号时频特征对泥石流密度、流速等成灾参数的响应规律具有重要的理论研究价值,研究成果可为反演泥石流成灾参数提供理论基础,并为泥石流的结构工程设计提供支撑。本研究以室内水槽实验为基础,设计了基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的悬臂梁式测量系统,并利用该系统收集不同高程位置的泥石流冲击信号。水槽实验分析结果表明:冲击信号振幅与泥石流断面最大流速(表面流速)间呈二次函数映射关系(变系数);当泥石流密度增加,泥石流冲击信号频谱能量整体向低频频段转移;悬臂梁式测量系统中FBG布设高度增加,则所得到的冲击信号特征频率的功率密度线性增强。
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关键词
冲击力
冲击信号
时频特征
光纤布拉格光栅
断面最大流速(表面流速)
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职称材料
题名
泥石流排导槽混凝土材料磨蚀特性研究
被引量：
2
1
作者
栗帅
方鑫
陈晓清
陈剑刚
赵万玉
陈华勇
吴帆
机构
中国科学院
、水利部
成都
山地
灾害与
环境
研究所
中国科学院
大学
出处
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2024年第5期1536-1545,共10页
基金
国家自然科学基金项目(资助号:41925030,42007270)
四川省科技计划资助项目(资助号:2019YJ0009)
+1 种基金
中国科学院成都山地所自主部署科研项目(资助号:IMHE-ZYTS-01)
中国科学院青年创新促进会资助项目(资助号:2022379)。
文摘
我国泥石流灾害频发多发,危害十分严重。排导槽在防治泥石流的实践中扮演了至关重要的作用,但也出现了很多冲磨破坏的情况,极大地影响排导槽安全功能及运行寿命。排导槽的冲刷磨蚀问题是泥石流减灾亟需解决的关键技术难题之一。针对排导槽工程中混凝土过流表面的冲磨破坏现象,本文通过向混凝土中复掺不同材料(纳米二氧化硅、微硅粉、聚丙烯纤维和引气剂)和涂抹聚脲保护层两种途径,提高混凝土的抗冲耐磨性能。为此,采取水下钢球法的磨蚀实验方法,研究两种混凝土试件的抗冲磨强度、磨损率、磨损系数和平均磨蚀深度等参数指标,综合比较其抗冲耐磨性能。结果表明,两者都能提高混凝土的抗冲耐磨性,聚脲的抗冲磨强度比复掺材料混凝土提高了约5~18倍,磨损率和磨损系数均降低约78%~98%,平均磨蚀深度减小了一个数量级,并且弹性聚脲抗冲磨性能远大于刚性聚脲。分析其抗冲磨机制,认为复掺材料主要通过增加集料与水泥石的接触面积、改善混凝土内微结构、增强黏结性等来增强抗冲耐磨性能。聚脲材料则依靠自身大量氢键的断裂-新生循环、强活动性链段的松弛型变、以及自由基团氧化反应的胶黏层显著提高耐磨性。因此,建议在泥石流排导槽磨损修复加固措施中,优先考虑涂抹聚脲保护层来延长排导槽的使用寿命。
关键词
泥石流排导槽
混凝土磨损
水下钢球法
抗冲耐磨性能
Keywords
Debris-flow drainage channel
Concrete abrasion
Underwater steel balls
Antiscouring and wearable behaviour
分类号
P642.23 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
沟道堆积体失稳破坏引发泥石流的起动机理研究进展
被引量：
1
2
作者
周易辰
陈华勇
阮合春
李霄
俞昀晗
牟芸莹
孟昊阳
机构
中国科学院
、水利部
成都
山地
灾害与
环境
研究所
中国科学院
、水利部
成都
山地
灾害与
环境
研究所
中国科学院
大学
河北
工程
大学地球
科学
与工程
学院
出处
《自然灾害学报》
CSCD
北大核心
2024年第5期1-11,共11页
基金
国家自然科学基金项目(U21A2008,U20A20112)
中国科学院“西部之光”人才培养计划项目
中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所科研项目(IMHE-ZDRW-02)。
文摘
地震引发的崩塌、滑坡等次生灾害在沟道中形成的松散堆积体,在强降雨作用下发生失稳破坏,引发规模庞大的泥石流。对该类泥石流进行系统地研究并揭示其起动机理和破坏规律,能够为我国西南地区泥石流防治工程提供一定的理论参考。因此,基于现阶段的国内外研究现状,重点分析了沟道堆积体稳定性影响因素,梳理了4种失稳破坏模式,凝练出了2种沟道堆积体的起动机理,并以水力类泥石流的观点归纳总结了三类沟道堆积体失稳破坏引发泥石流的临界起动模型。最后,由于沟道堆积体失稳破坏引发的泥石流起动过程本身的复杂性,基于对现有成果的不足分析,提出了该类泥石流涉及的3个重难点科学问题。
关键词
沟道堆积体
失稳破坏
泥石流
起动机理
临界模型
Keywords
gully deposits
destabilisation
debris flow
initiation mechanism
critical model
分类号
TU42 [建筑科学—岩土工程]
P642.23 [天文地球—工程地质学]
X43 [环境科学与工程—灾害防治]
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职称材料
题名
冲击信号时频特征对泥石流成灾参数的响应规律
3
作者
张磊
张少杰
杨红娟
杨超平
机构
中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所山地自然灾害与工程安全全国重点实验室
中国科学院
大学
工程
科学
学院
出处
《自然灾害学报》
北大核心
2025年第3期110-118,共9页
基金
国家自然科学基金面上项目(42271013)
西部之光青年学者项目(2023000055)。
文摘
泥石流密度和流速等成灾参数与泥石流的冲击破坏能力直接相关,影响着泥石流冲击力信号的时频特性,是防灾结构工程设计的重要依据。故而分析总结泥石流冲击信号时频特征对泥石流密度、流速等成灾参数的响应规律具有重要的理论研究价值,研究成果可为反演泥石流成灾参数提供理论基础,并为泥石流的结构工程设计提供支撑。本研究以室内水槽实验为基础,设计了基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的悬臂梁式测量系统,并利用该系统收集不同高程位置的泥石流冲击信号。水槽实验分析结果表明:冲击信号振幅与泥石流断面最大流速(表面流速)间呈二次函数映射关系(变系数);当泥石流密度增加,泥石流冲击信号频谱能量整体向低频频段转移;悬臂梁式测量系统中FBG布设高度增加,则所得到的冲击信号特征频率的功率密度线性增强。
关键词
冲击力
冲击信号
时频特征
光纤布拉格光栅
断面最大流速(表面流速)
Keywords
impact force
impact signals
time-frequency characterization
Fiber Bragg Grating(FBG)
maximum flow velocity at section(surface velocity)
分类号
P694 [天文地球—地质学]
X43 [环境科学与工程—灾害防治]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
泥石流排导槽混凝土材料磨蚀特性研究
栗帅
方鑫
陈晓清
陈剑刚
赵万玉
陈华勇
吴帆
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
沟道堆积体失稳破坏引发泥石流的起动机理研究进展
周易辰
陈华勇
阮合春
李霄
俞昀晗
牟芸莹
孟昊阳
《自然灾害学报》
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
冲击信号时频特征对泥石流成灾参数的响应规律
张磊
张少杰
杨红娟
杨超平
《自然灾害学报》
北大核心
2025
0
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