碎石粉质粘土滑坡致滑机理分析

为探究碎石粉质粘土滑坡的发育机理,以灰山港某碎石粉质粘土滑坡为研究对象,通过土工试验、现场监控和数值模拟相结合的方法,对不同降雨强度下滑坡的变形趋势进行了分析.研究结果表明:该滑坡土体颗粒缺失,降水入渗后容易导致细颗粒流失,土体在饱和情况下的抗剪强度远低于原位土体抗剪强度;当降雨达到暴雨强度时,坡脚孔隙水压力的迅速上升将会促使滑坡发生.     

滑坡触发因素及其影响的原位试验

在相同地质条件下,采用人工降雨模拟试验和机械开挖模拟原位试验,研究滑坡触发因素及其对滑坡的影响.研究结果表明:堆积层边坡在降雨入渗影响下多为浅层松弛型破坏,降雨入渗造成土体中孔隙水压力增加,致使边坡土体的抗剪强度由于有效应力减少及土体吸水软化而降低;堆积层边坡在切坡开挖影响下多为浅层牵引式破坏,变形形态为从坡面到坡面以下逐渐减小的松弛形变形;降雨和入渗双重效应可能是降雨诱发堆积层边坡失稳的主要原因之一,在强降雨影响下,易发生滑塌事故.该研究结果可为滑坡的时间、空间和强度预报提供理论依据.     

考虑渗透系数空间变异性的降雨作用下边坡大变形破坏特征

合理评估降雨作用下边坡破坏特征是滑坡灾害防控及预警的重要前提.为了揭示土体渗透系数空间变异性对降雨作用下边坡大变形破坏特征的影响规律,综合利用极限平衡方法计算效率高和物质点法可模拟边坡大变形的优势,提出了随机极限平衡-物质点耦合分析方法(RLE-MPM),并开发了MATLAB-HYDRUS-Anura 3D这3个软件的接口实现程序.首先,利用HYDRUS模拟边坡降雨入渗过程,得到每个土层单元的含水率及孔隙水压力分布特征;其次,采用局部抗剪强度法更新每个物质点的等效抗剪强度及重度;最后,利用随机物质点法(RMPM)进行降雨作用下边坡大变形破坏概率计算、破坏模式识别及大变形破坏特征评估.研究结果表明：RLE-MPM方法可模拟日本Tokai-Hokuriku降雨型滑坡水-力耦合过程,模拟得到的滑坡最终堆积形态与现场调查结果基本一致.相较于RMPM,RLE-MPM方法计算边坡失效概率的效率更高,并且能够有效识别降雨作用下3种边坡破坏模式,即完全破坏模式、剪切带破坏模式、渐进式破坏模式.此外,降雨历时对非均质边坡大变形破坏模式及其特征均具有重要的影响.     

开挖及降雨作用下土质边坡变形 破坏机理

本文基于现场变形调查和数值模拟分析,研究了华安县大坑村滑坡在人工开挖以及降雨条件下的变形特征,计算了不同开挖时步以及不同工况下的边坡稳定性系数,并探讨了该滑坡的变形破坏机理.结果表明:开挖过程中,边坡前缘抗滑阻力减小,前缘部位最先产生变形,牵引中后缘坡体表面产生张拉裂缝,降雨期间雨水沿裂缝渗入坡体,岩土体容重增加,岩土体抗剪强度降低,最终诱发深层滑移破坏.分析表明,人工开挖及降雨入渗是大坑村土质边坡产生深层滑移破坏的主要影响因素.深层滑移破坏后,边坡岩土体结构松散,在暴雨作用下,再次诱发滑坡前缘浅表层松散体产生圆弧面滑移破坏.     

非饱和土质边坡降雨入渗分析

降雨入渗对边坡土体的力学行为具有重要的影响。为研究降雨入渗条件下边坡土体的位移应力变化规律,考虑基质吸力的影响,建立了非饱和渗流有限元模型,对降雨过程中边坡土体进行渗流应力耦合分析,得到了降雨过程中边坡的孔隙水压力、位移及应力的变化规律。结果表明降雨会使边坡上部土体有效应力显著降低,同时引起坡面附近土体的水平位移及边坡内部土体的沉降;降雨使坡脚处土体首先发生破坏,随着降雨的持续,土体的塑性应变不断增大。     

非饱和下蜀土边坡稳定性数值分析研究

为了避免岩土体滑坡所带来的地质灾害给人民的生命财产安全造成严重危害,考虑到土体处于非饱和状态下,土质边坡的稳定性评价显得尤为重要.以南京市某下蜀土边坡工程为研究对象,根据室内试验得到土体的抗剪强度和非饱和土水土特征曲线,分析了下蜀土的强度变化情况;利用有限元分析软件ABAQUS,采用强度折减法,分析了土质边坡处于饱和状态和不饱和状态下时边坡的稳定性,采用强度折减法来模拟降雨或者水位上升的影响,发现在降雨过程中边坡的安全系数会减小,不利于边坡稳定;对比两种状态下下蜀土边坡的塑性图,发现随着土体饱和度的降低或基质吸力的增加,土坡失稳破坏的塑性区深度加深.     

降雨条件下二维边坡稳定可靠性分析

大多数滑坡都发生在降雨期间或降雨之后.基于有限元方法与传统的极限平衡法相结合的滑面应力法进行二维边坡稳定性分析,研究了降雨强度、持时和雨型对边坡稳定性的影响.并以可靠性理论为基础,研究了土体抗剪强度不确定性对降雨条件下边坡稳定性的影响.分析结果与重庆地区的降雨滑坡的案例统计分析规律一致.     

考虑降雨入渗的边坡稳定性数值分析

运用有限元软件ABAQUS模拟降雨条件下边坡渗流场和应力场耦合,并运用强度折减法,以监控点位移突变和边坡形成连续贯通的塑性变形为边坡失稳判据,采用数值方法计算出耦合后的安全系数,结合孔压演变分析,综合评价稳定性变化情况,从而研究降雨影响边坡稳定性的机理,并通过含黏土层边坡工程实例进行验证.分析发现:降雨强度越大,浅层土体形成饱和区的速度越快,极易发生浅层滑坡,而黏土层则会加速上述过程,危害边坡稳定性;在降雨24h内,安全系数降幅最大.该研究结果为降雨条件下边坡事故防治提供了参考和分析依据.     

降雨诱发浅层滑坡影响因素的解析分析

采用笔者提出的无限长斜坡降雨入渗解析解结合非饱和土抗剪强度理论,提出了一个用于降雨诱发浅层滑坡安全系数计算的解析表达式,并对浅层滑坡的多种影响因素进行解析分析.结果表明:基质吸力减小直至消失是降雨诱发浅层滑坡的主要途径.减饱和系数、前期降雨强度、边坡坡度、土体储水能力是影响边坡浅层稳定性的重要因素,而后期降雨强度只有在降雨强度较大时才会对边坡浅层稳定性有明显影响,饱和渗透系数只有在接近降雨强度时,对边坡浅层稳定性的影响才较大.     

麦秆纤维加筋土对黄土边坡抗冲刷的试验研究

麦秆纤维作为一种天然的加筋材料,可以显著提高土体的力学性能,且具有造价低廉、可降解等特性。为了研究麦秆纤维加筋土的坡面防护效果及其适应性,文章根据黄土公路边坡降雨侵蚀特征,进行了人工模拟降雨冲刷试验。结果表明:麦秆纤维加筋土的防护效果显著,最大冲蚀降低率达到了40%以上;麦秆纤维加筋土防护的边坡在第1次降雨时的平均冲蚀降低率为23.72%,第2次降雨时达到了30.45%,提高了约1.5倍,说明麦秆纤维加筋土防护对连续性强降雨有较好的适应性;麦秆纤维加筋土主要通过提高坡面土体的抗剪强度、降低坡面土体的渗透性能来提高坡面的抗冲刷性能。     

中国寒区粗粒土力学研究现状与进展

在寒冷地区,粗粒土是路基、土石坝等工程主要填料,也在高寒山区斜坡上广泛分布。寒区高铁路基冬季冻胀病害和高海拔斜坡春季滑塌灾害等的防治与评价,均与冻融作用下粗粒土的力学特性密切相关。在查阅大量国内外文献的基础上,从本构关系、物理特性、力学性质和界面问题等方面对寒区粗粒土力学理论的研究现状进行综述,得出如下结论：通过引入不同新理论建立了考虑剪胀性、颗粒破碎性、非线性和冻融效应等粗粒土特殊性的本构模型;明确了粗粒土的基本物理性质、水理性、热物理和电学特性;基于大型直剪试验、大型三轴试验、数值模拟以及理论分析等手段深入研究了不同因素水平和应力条件下常温和冻融粗粒土的抗剪强度、变形规律以及作用机制;探讨了粗粒土-结构界面、冻-融界面的剪切力学特性及其与斜坡稳定性的关系;并且,针对目前研究现状,对寒区粗粒土力学特性研究进行展望分析。     

珠江三角洲软土的微观结构与力学特性

在珠江三角洲内几个地区采取软土试样进行了物理力学性质指标测定，并对土的矿物成分和微观结构进行分析，初步明确了珠江三角洲软土的力学性质与其矿物成分、微观结构的关系。     

贵州乌江流域喀斯特土壤物理性质的研究

本文分析研究了贵州乌江流域喀斯特土壤在不同植被类型和不同侵蚀程度条件下的土壤主要物理性质.认为:土壤侵蚀状况是影响土壤物理性质的主要因素,在土壤侵蚀不强烈的条件下,各种植被类型的土壤发育良好,土层深厚,表层有机质含量较高;土壤以粘壤土和粘土为主;土壤孔隙性适宜,土壤结构性良好,能有效的发挥保持水土的作用;但是已经受到水土流失的威胁,存在砂化的趋势.而土壤受强烈侵蚀的情况下,土壤各种物理性状极差.因此,必须采取措施进一步改善土壤物理性质.     

植被作用下膨胀土蒸发模拟试验装置及TDR标定

以广西膨胀土为研究对象,考虑大气的影响作用,针对植被作用下膨胀土的工程性质,展开室内模型试验。为了有效模拟大气环境,研制了阳光辐射模拟系统,并对不同辐射强度进行了标定;为了有效测试蒸发状态下膨胀土水分的迁移特征,对蒸发状态下TDR的测试过程进行了标定试验。研究结果表明,植被作用下膨胀土蒸发模拟试验装置及TDR标定方法可以满足试验要求,也为类似项目提供了借鉴。     

基于土工实验的土颗粒孔隙率和运动变化分析

基于大型土与结构物相互作用实验的细观观测,研究了土体的细观力学性状。应用MiVnt图像分析软件分析了在剪切过程中颗粒孔隙率和颗粒变化的细观力学性状。取不同的剪切位移时,研究孔隙率、颗粒个数的变化。     

尾矿坝变形细观力学机理的颗粒流数值模拟

以新建四川省盐源县平川铁矿黄草坪尾矿库为工程背景,通过堆坝模型试验与室内土工试验,获得尾矿坝干滩面几何特征、颗粒分布规律及尾矿力学性质。基于离散元理论,采用PFC2D数值模拟软件进行双轴试验,与土工试验结果对比,得到尾矿细观力学参数,并分析尾矿坝颗粒接触力分布、颗粒位移与坝体结构变形特征。结果显示:1)初期坝中颗粒间接触力较大,形成的力链大致呈45°倾斜向上;坝体尾矿颗粒接触力随着埋深的增加而增大,在基岩凸起处接触力较大且集中。2)初期坝颗粒位移不明显,堆积坝少数尾矿颗粒沿坡面向下滚动,具有较大位移;尾矿堆积坝存在较为典型的滑移面,滑移面上部区域颗粒位移较大。3)初期坝结构变化不明显,尾矿堆积坝中靠近初期坝内坡面附近结构变形显著。     

围栏工程对退化草地土壤理化性质和微生物群落的影响

围栏封育是恢复退化草场的主要措施,但随着围栏年限增加,围栏产生的不利影响日益凸显.土壤微生物是评价草地土壤质量的重要参数,通过综述围栏工程对土壤理化性质、细菌、真菌和功能微生物类群的影响,总结了土壤理化指标和土壤微生物对围栏封育的响应,表明可以根据相关指标来综合评价退化草地土壤的恢复效果,提出合理的围栏时间,以进一步改...     

电除尘器应用于CFB锅炉仿真设计的研究

在分析循环流化床锅炉尾部烟尘特性及其对电除尘器性能影响的基础上,以其配套的电除尘器为研究对象,建立了一系列仿真数学模型.并以原始工况参数为依据,对电除尘器进行仿真设计,提出一系列改进措施.     

汞污染土壤修复技术的研究进展

在造成土壤污染的重金属中,汞以其来源多、传播广、毒性大等特点,已经引起世界各国环境工作者的高度重视.随着近代工业的发展,土壤系统中汞的排放量增长显著,对土壤环境安全造成较大的威胁,也对土壤修复工作提出迫切的要求.结合土壤修复技术研究现状,本文分别对汞的来源、土壤中汞的主要赋存状态及修复方法进行综述,重点介绍不同汞污染土壤的修复方法,如淋洗法、稳定化/固化法、热处理法、电动修复法、纳米技术法、生物修复法等国内外最新研究进展,并对今后汞污染土壤的修复技术提出展望,为从事土壤修复、环境保护与治理的科研工作者提供有效参考.     

含建筑垃圾土的物理力学特性

含建筑垃圾土是一种包含有建筑垃圾的地基土体,其主要成分为土、碎石、碎砖、玻璃以及少量塑料,这些建筑垃圾成分使得该土体具有新的物理力学性质.经过一系列的物理力学试验研究,发现含建筑垃圾土属于非均质级配良好土,具有较高的抗剪强度指标,这主要是由其中的碎石等大颗粒在荷载作用下的咬合力所起到的抗剪作用;另一方面,由于沉积年代较短,浅层含建筑垃圾土结构松散,固结试验结果表明,该土体具有较高的压缩性.