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表层喀斯特带溶蚀岩体单轴压缩力学特性模拟研究
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作者 冷德明 史文兵 +1 位作者 李华 梁风 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1258-1269,共12页
研究表层喀斯特带溶蚀岩体的力学特性,有助于岩溶区边坡稳定性分析。本文以表层岩溶带溶蚀特征为依据,设定溶蚀率和溶蚀均匀系数作为溶蚀特征参数。基于元胞自动机算法思路,在颗粒离散元软件中构建不同溶蚀特征的岩体模型。对溶蚀岩体... 研究表层喀斯特带溶蚀岩体的力学特性,有助于岩溶区边坡稳定性分析。本文以表层岩溶带溶蚀特征为依据,设定溶蚀率和溶蚀均匀系数作为溶蚀特征参数。基于元胞自动机算法思路,在颗粒离散元软件中构建不同溶蚀特征的岩体模型。对溶蚀岩体进行单轴压缩数值试验,检测岩体加载过程中声发射事件。试验结果表明:溶蚀岩体加载过程可分为:(1)压密阶段;(2)弹性变形阶段;(3)稳定破裂发展阶段;(4)不稳定破裂发展阶段;(5)峰后缓慢软化阶段;(6)峰后快速软化阶段。随溶蚀率增加,岩体弹性变形阶段曲线缩短,岩体抗压强度降低;岩体由脆性破坏逐渐转为延性破坏;同时,溶蚀率增加,岩体抗压强度下降速率由最初快速降低转为缓慢降低,最终收敛。溶蚀均匀系数增加,不稳定破裂阶段曲线增长,岩体由局部破坏转为整体性破坏。研究发现溶蚀岩体单轴抗压强度与溶蚀特征参数呈负指数关系,该关系式可用作溶蚀岩体强度取值,实际工程中应增加溶蚀均匀系数对岩体质量的影响。溶蚀岩体裂纹扩展机理有助于边坡失稳机理研究。 展开更多
关键词 表层喀斯特带 溶蚀岩体 数值模拟 溶蚀特征参数 单轴抗压强度 力学特性
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贵州省水城县“7·23”灾难性滑坡形成机制研究 被引量:27
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作者 李华 史文兵 +1 位作者 朱要强 彭雄武 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期188-198,共11页
2019年7月23日21时20分,贵州省水城县鸡场镇发生灾难性山体滑坡,造成21幢房屋被埋、43人遇难、9人失联。查明该滑坡的特征和形成机制,是解决此类灾难性滑坡早期识别问题的关键。本文采用野外调查和数值分析等手段,在分析了滑坡基本特征... 2019年7月23日21时20分,贵州省水城县鸡场镇发生灾难性山体滑坡,造成21幢房屋被埋、43人遇难、9人失联。查明该滑坡的特征和形成机制,是解决此类灾难性滑坡早期识别问题的关键。本文采用野外调查和数值分析等手段,在分析了滑坡基本特征和滑坡体结构的基础上,计算公路切坡和持续强降雨因素对滑坡稳定性的影响,进而探讨其形成机制。研究表明:水城滑坡为高速远程滑坡-碎屑流,分为滑源区、铲刮-堆积混合区和主堆积区;滑坡孕育地质体为玄武岩强-全风化层和部分中风化玄武岩,其特殊岩土结构是滑坡发生的内在因素;强降雨和公路切坡为滑坡的关键诱发因素;滑坡主要为强风化层整体失稳,同时存在岩质锁固段的被剪切破坏,为岩土复合型滑坡,其突发性体现为岩质锁固段的突然剪断;滑坡启动机制为滑源区上部牵引滑动-下部推移剧滑。 展开更多
关键词 水城滑坡 高速远程 碎屑流 成因机制 稳定性 降雨
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基于离散元的普洒崩塌过程分析研究 被引量:5
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作者 熊绍真 史文兵 +1 位作者 彭雄武 王勇 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期202-211,共10页
崩塌一旦发生,往往带来严重的生命财产损失。2017年8月28日10时30分左右贵州省纳雍县张家湾镇普洒村发生了灾难性的高位崩塌地质灾害,摧毁了普洒村居民区房屋,还有26人遇难,9人失踪,8人受伤。查明崩塌的基本特征及现场工程地质条件变得... 崩塌一旦发生,往往带来严重的生命财产损失。2017年8月28日10时30分左右贵州省纳雍县张家湾镇普洒村发生了灾难性的高位崩塌地质灾害,摧毁了普洒村居民区房屋,还有26人遇难,9人失踪,8人受伤。查明崩塌的基本特征及现场工程地质条件变得尤为重要,有利于找出诱发崩塌的关键性因素,分析崩塌的形成机制及运动过程,为此类灾害防治及早期识别提供理论依据。文中通过现场调查、无人机航拍、现场视频和已有地质资料查明斜坡工程地质条件、斜坡特征,分析崩塌运动过程,采用3DEC离散元数值模拟方法,对高陡斜坡在地下开采作用下崩塌所产生的机理、失稳模式、运动轨迹进行了全过程模拟,并将数值模拟结果与崩塌实际过程进行对比。结果表明:通过3DEC模拟地下开采诱发的崩塌过程,发现斜坡在地下开采的扰动下会产生大规模的崩塌。普洒崩塌的主要过程为:(1)煤矿的开采过程中,斜坡受到扰动,加剧岩体产生变形,上覆岩体出现开裂塌陷现象,坡顶出现拉裂缝;(2)采空区形成后,整个坡体出现不均匀沉降,裂缝进一步向下扩展,岩体破碎趋向临空面倾倒,开始脱离坡表,形成崩塌;(3)坡顶岩体变形剧烈,斜坡整体失稳,发生大规模崩塌;(4)崩塌块体间冲击-铲刮作用,崩塌体以高速碎屑流的方式向下滑动,并堆积于坡脚前缘。 展开更多
关键词 崩塌 地下开采 3DEC 变形破坏 失稳
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基于数字图像处理技术的溶蚀岩体细观变形破坏机制模拟研究 被引量:5
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作者 余逍逍 史文兵 +2 位作者 王小明 梁风 徐伟 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期409-416,共8页
通过数字图像处理技术对广泛发育于岩溶地区的溶蚀岩体的溶蚀特征进行提取,构建离散元溶蚀岩体模型,并模拟单轴压缩试验研究溶蚀岩体的细观变形破坏机制,以分析溶蚀岩体的变形破坏特征和裂隙演化规律。结果表明:溶蚀岩体模型能够很好地... 通过数字图像处理技术对广泛发育于岩溶地区的溶蚀岩体的溶蚀特征进行提取,构建离散元溶蚀岩体模型,并模拟单轴压缩试验研究溶蚀岩体的细观变形破坏机制,以分析溶蚀岩体的变形破坏特征和裂隙演化规律。结果表明:溶蚀岩体模型能够很好地表征岩体的溶蚀特征,对真实的溶蚀形态具有较好的还原作用;溶蚀岩体的累计破坏数曲线呈现“S”型变化特征,即分为裂隙不发育阶段、稳定发育阶段和不稳定发育阶段,溶蚀岩体的破坏具有累进性特点;由于溶蚀孔洞的存在,使得溶蚀岩体接触力力链表现出各向异性特征,随着加载的进行,岩体骨架为抵抗外部荷载的作用,导致接触力在岩体骨架内集中,表现为接触力力链线条变粗;随着应变的增加,试样发生起源于溶蚀孔洞周围的破坏,破坏区域发生卸荷作用,接触力力链被淡化,最终试样发生破坏,力链消失,溶蚀岩体应力应变关系是试样内部接触力变化规律的宏观表现。 展开更多
关键词 数字图像处理 溶蚀岩体 离散元 细观变形破坏机制
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基于惯性导航技术的滚石运动特征参数提取研究 被引量:3
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作者 丛俊宇 梁风 +2 位作者 史文兵 江兴元 邹洪波 《人民长江》 北大核心 2023年第2期184-190,共7页
现有研究滚石运动的手段存在设备布设复杂、获取数据单一等不足,在计算时普遍采用滚石轨迹随机分布的计算方法进行模糊化处理,精度较低。为快速准确获取滚石运动特征参数,提出利用惯性导航技术进行研究。介绍了惯性导航技术的基本原理,... 现有研究滚石运动的手段存在设备布设复杂、获取数据单一等不足,在计算时普遍采用滚石轨迹随机分布的计算方法进行模糊化处理,精度较低。为快速准确获取滚石运动特征参数,提出利用惯性导航技术进行研究。介绍了惯性导航技术的基本原理,并通过室内试验对滚石试样运动速度及运动姿态进行解算,将解算结果与高速摄像机拍摄图像进行比较,验证了惯性导航技术的准确性。结果表明:(1)采用惯性导航技术,可快速准确获取滚石在运动过程中的加速度、速度、角速度等特征参数,并能够进一步解算滚石运动姿态及能量变化;(2)碰撞姿态对滚石碰撞过程具有明显影响,碰撞姿态将决定滚石后续运动方向、运动速度及冲击能量的大小。 展开更多
关键词 滚石运动 特征参数 惯性导航技术 运动姿态
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