大柳树坝址岩体松动机制物理模拟研究

大柳树坝址区存在大面积、大范围的岩体松动现象。为进一步研究岩体松动的成因机制，在详细调查区域地质背景条件及区域地震动力作用基础之上，提出了地震动力作用与岩体松动现象的内在联系，同时又通过模拟试验进一步证明大柳树坝址区存在的大深度、大范围岩体松动与历史上该地区发生的强烈地震具有密切关系。因此在目前的工程地质条件下，一旦发生较大规模的地震活动，坝址区所遭受的破坏程度会更大，对拟建的水利工程将产生严重威胁。     

川滇地区典型强震诱发滑坡分布对比研究

近年来,川滇地区相继发生了2008年汶川M_s 8.0级地震、2013年芦山M_s 7.0级地震、2014年鲁甸M_s 6.5级地震以及2017年九寨沟M_s7.0级地震,4次地震均引发了大量的地震滑坡灾害。通过统计分析,从地震、地形地貌和地质3个大类因素中,选取地面峰值加速度(ground peak acceleration, PGA)、地震烈度、距断层距离、地层岩性、高程、坡度、坡向7个因子,对比分析此4次强震诱发滑坡分布规律。研究发现它们存在共性特征：(1)4次地震均呈现出滑坡分布(数量和密度)与PGA和震级的正相关关系;(2)地质地貌越复杂地区(沟谷发育、坡降大)滑坡数量越多;(3)滑坡分布最大距离随地震震级增加而增加。此外,也发现了差异性特征：(1)在最大影响距离0.2倍的近断层区域,汶川地震滑坡占76%,而其他3次地震仅占27%;(2)滑坡在相对软弱地层(第四系地层、软层等)分布数量反而较硬岩区滑坡分布最少。针对差异性,从发震断裂性质、震级、地层岩性、地震烈度、断层错动方向讨论了成因。     

石碑塬滑坡成因机制及数值模拟初步分析

通过对1920年海原大地震造成的石碑塬滑坡区域地质条件和基本特征的现场调查,推测出石碑塬滑坡的边界、形成原因及破坏过程,并通过数值模拟分析其原始斜坡在地震作用时的位移、应交等特征.     

滑坡物理模拟畸变修正方法研究及应用

由于相似理论中的相似系数无法完全得到满足,滑坡物理模拟试验采集的位移、土压力、孔隙水压力等试验数据与现实情况存在偏差,即为产生了畸变.介绍了畸变产生的原因及修正的方法,并结合工程实例,采用数值分析的修正方法,对三峡四方碑滑坡物理模拟试验进行了畸变修正,经过试验数据、修正数据和滑坡现场监测数据的分析对比,证明了经畸变修正后的模型计算数据更接近现场实际监测数据,更能反映滑坡真实情况.证明了畸变修正理论的可行性及畸变修正理论对滑坡物理模拟试验的重要性.     

柴达木盆地西北部新生代褶皱-冲断带形成机制的物理模拟

通过构造物理模拟的方法,根据柴达木盆地西北部实际地质条件设计模型,对该区反S形褶皱-冲断带的形成机制进行研究。结果表明:柴达木盆地西北部褶皱-冲断带的形成受赛什腾山弧形刚性边界和巨厚下侏罗统泥岩滑脱层的控制;褶皱-冲断带自北东向南西逐步扩展,其形态也从弧形逐渐过渡为直线形;挤压应变主要集中在褶皱两侧的逆冲断裂之中,最大值通常出现在新产生的活跃构造带上,剪切应变集中在与挤压方向斜交的褶皱部位。     

非均质条件下聚表二元驱可视化物理模拟研究

为了能够更好地认识平面非均质油藏的油水流动动态及二元体系(聚合物/表面活性剂)在非均质油藏中的应用,采用可视化物理模拟方法直观研究了平面非均质油藏的注水驱油机理。向水驱之后的模拟油层注入二元体系,通过观察模型中二元驱体系流动情况来分析注入二元体系后不同段塞在模拟油层的情况。实验证明二元体系可以有效地提高油层采收率和波及系数。     

降雨条件下不良填筑路基破坏过程物理模拟

为研究不良填筑路基在降雨条件下变形破坏机制,采用相似材料和物理模拟实验方法再现填方路基变形破坏全过程,揭示降雨和软弱夹层与不良填筑路基变形破坏的内在联系。研究表明,雨水和坡后汇聚水流大量下渗,路基自重增加,下滑推力增大,坡体应力条件发生显著改变。软弱夹层相对隔水,下渗雨水在软弱夹层上运移受阻,夹层浸水软化,于坡体稳定性产生不利影响。路基内部碎屑颗粒含量大,进而堵塞地下水消散通道,孔隙水压力持续增加,加剧坡体变形,最终导致路基失稳。该路基破坏过程可分为：水流下渗、坡体应力调整、后缘拉裂缝形成、裂缝贯通-整体破坏四个阶段。     

北天山东段一次暴雨过程的数值模拟研究：动力与微物理机制

利用WRF中尺度数值模式对2010年6月22日~23日发生在新疆北天山东段的一次暴雨过程进行数值模拟研究,重点探讨了暴雨过程形成演变的动力与微物理机制。结果表明,控制北疆的西北气流遇到博格达山脉,在迎风坡的强迫抬升作用下,形成对流单体并维持加强。降水蒸发冷却与摩擦拖曳产生的下沉气流紧贴迎风坡地表下泄,与环境西北气流对冲辐合引起对流区域由山坡向山前扩展。霰通过收集云水增长是降水形成的主要微物理机制。当云水被上升气流输送至-20℃以上时,能有效促进霰的增长过程,霰碰并雨滴(低层)及冰雪晶(高层)为霰增长的次要机制。     

大柳树坝址岩体渗漏量物理模拟

在对拟建的黄河大柳树坝址岩体地质情况及渗漏情况分析的基础上,根据相似定理及规律,选取普通烧结砖作为实验材料,确定了渗漏的物理模型,包括几何条件、物理条件、边界条件及初始条件.并通过模型试验的数据计算得出渗透量.与根据传统方式分析计算出的结果进行对比,其值较接近.     

基于物理机制的风力发电高塔系统风场模拟

为了准确确定作用于桨叶和塔体的风荷载,研究了基于物理机制的风力发电高塔系统风场模拟问题.依据随机过程的随机函数描述,提出了基于物理机制的旋转Fourier互谱,有效地考虑了桨叶旋转效应和桨叶上不同点风速之间的相关性.然后,对旋转Fourier谱(随机Fourier谱)作逆Fourier变换,实现了桨叶(塔体)的风场模拟.最后,结合典型的1.25 MW三桨叶变桨距风力发电高塔系统,进行了纵向风速场数值仿真研究.算例表明,该算法可以准确地模拟给定风环境的风力发电高塔系统脉动风速时程.     

含软弱夹层岩坡的稳定性分析--以马钢"十一五"新区项目马三峰边坡为例

以马钢“十一五”新区项目马三峰边坡为例,对含软弱夹层的岩石边坡的控稳机制和稳定性进行了分析.结果表明,对顺层岩石边坡,其稳定性决定于软弱夹层的力学强度.软弱夹层强度参数可通过现场剪切试验获得,根据试验所得强度参数,计算得该边坡安全系数小于规范规定的一级边坡安全系数值,需进行加固处理.     

顺层变质岩坡稳定性评价与生态治理方案

为了探究鄂西北变质岩区不稳定斜坡滑崩地质灾害的成因机制和生态治理模式,本文以三用塘顺层变质岩不稳定斜坡为研究对象,在查明灾害体地质与变形特征的基础上,分析了其可能的破坏模式与主要影响因素,深入探究了顺层变质岩坡渐进式变形破坏的成因机理。采用极限平衡等方法对不稳定斜坡进行了稳定性分析评价,结果表明,该斜坡体处于不稳定状态。基于地质灾害生态治理理念,提出了削方整形、护脚墙、格构锚固、截排水沟、生态绿化与监测等综合防治措施。通过工程实施及效果监测表明：该治理方案不仅有效地消除了三用塘滑崩地质灾害安全问题,而且取得了良好的环境绿化与美化效果。其综合防治措施,特别是将地质灾害防治与生态绿化融为一体的生态治理模式可为同类顺层变质岩不稳定斜坡的加固与坡面防护提供借鉴。     

顺倾软岩边坡稳定性分析与防治

 为了对露天矿顺倾软岩边坡稳定性进行科学的评价,以大唐胜利东二号露天矿为工程背景,基于岩体结构控制论、极限平衡理论,研究边坡煤岩体内赋存的顺倾弱层和大断层对软岩边坡的稳定性影响。通过对监测数据的整理分析,并应用自行研发的极限平衡软件定量分析了采场南帮边坡的滑坡模式、滑坡机制。结果表明,现状边坡由西向东稳定性下降,并且存在顺倾弱层,揭露的弱层若受到断层切割作用时,易发生平面楔形滑动;若未受到断层的切割作用时,易发生以弱层为底界面的切层-顺层滑动。采场南帮边坡潜在滑坡模式是以6煤层底板附近的顺倾弱层为底部界面的平面楔形滑动;F68断层是滑移体的侧边界,断层下盘相对稳定。     

吉牛水电站顺层岩质边坡变形体成因机制及防治效果分析

顺层岩质边坡往往在坡脚进行工程开挖后诱发滑坡等地质灾害,一般采用锚索、抗滑桩等进行防治,但其治理效果如何通常难以检验。本文以吉牛水电站开挖后的顺层岩质边坡为例,结合变形体的地质条件、变形破坏特征、监测数据等资料,采用离散元数值模拟计算方法,分析不同工况条件下的滑坡变形响应过程、基本破坏规律,确定其主要诱发因素及形成机制,并结合防治方案进一步检验治理后的防治效果。研究结果表明,该滑坡为一处主要由前缘开挖诱发的滑移-拉裂式滑坡,并根据其破坏模式和地形地质条件采用深层锚索、中层锚筋束、浅层锚杆、表层喷护等深浅层结合手段进行综合加固。数值模拟结果与实际监测数据均显示变形趋势得到有效控制,工程防治效果良好,对类似的其他工程具有一定指导意义。     

深部软岩巷道破坏分析及其稳定性控制

随着煤矿开采深度的加大,越来越多巷道围岩呈现软岩变形特性,变形破坏非常严重。针对石嘴山一矿深部高应力复杂软岩巷道围岩破坏特点,从地质赋存条件、水对岩石的软化影响和支护结构方面分析,制定了相应对策,提出了锚、网、喷、注全封闭联合支护,用FLAC3D2．0对支护效果进行数值模拟可视化计算,确保巷道的稳定性,对巷道支护实践有一定参考价值。     

大跨软岩隧道开挖围岩稳定性研究

采用ABAQUS软件,建立某大跨软弱围岩隧道的三维模型。结合监控测量数据,研究了隧道开挖扰动区域的时空分布特征。结果表明,拱顶下沉计算值与实测值随时间的变化规律基本一致,均在20d时趋于稳定。隧道开挖卸荷扰动影响范围在掌子面前方约1．2倍洞跨,掌子面后方拱顶沉降最终稳定时距掌子面距离约为1．5倍洞跨。     

岩体爆破破碎损伤机理探讨

指出岩体爆破破碎的过程是岩体内原有裂隙发育和损伤增长的过程,是宏观损伤和细观损伤综合作用的结果。利用Ｌｅｍａｉｔｒｅ等效应变假设,分析了细观损伤演化与宏观损伤演化的耦合,提出了一种岩体爆破破碎综合损伤计算模型。     

多结构面控制边坡锚固动力简化分析

锚固是边坡支护中的一种重要方法,目前的理论模型大都不考虑地震过程中边坡的响应状态,在边坡锚杆的锚固抗震机理方面存在一定欠缺。本文基于边坡及锚杆在地震作用下力的传递过程分析,提出了一种边坡锚杆动力简化分析模型;利用锚杆荷载分布解析解,分析了不同响应地震动、围岩属性等参数对锚杆受力的影响,从理论上进一步阐述了锚杆的抗震锚固机理。得到了如下结论：岩体的弹性模量和泊松比不是锚杆锚固能力的关键性因素,软岩对硬岩同样可以起到锚固支护的效果;锚杆能够提高岩体的整体性和自稳能力,对多结构面控制岩石边坡,应混合使用贯穿长锚杆和单结构面锚杆的优化锚固方式。     

考虑应变软化和剪胀特性的软岩洞室稳定性分析

岩土材料的复杂性使得人们无法采用统一的本构模型来表达其在外力作用下的力学响应特性.无数试验和实际工程表明,莫尔—库仑准则能较好地拟合试验结果和可靠地应用于岩土工程实践.数值模拟可充分发挥主观能动性,采用考虑应变软化和剪胀特性的莫尔—库仑模型进行软岩隧洞的稳定性模拟,以达到更精确地对工程实例进行数值模拟分析的目的.     

基岩斜坡变形与破坏的岩体结构模式分析

岩体结构,特别是软弱结构面对基岩斜坡变形与破坏具有显著的控制作用,岩体结构模式分析是建立斜坡地质模型和数学模型的关键和评价斜坡稳定性的基础。岩层层面、断裂构造、节理裂隙、片理与劈理以及侵入体和围岩的接触带等是控制基岩斜坡稳定的软弱结构面,这些成因不同、大小不一的结构面将岩体分割成性质各异、力学强度不均的各种岩体结构体,构成了15种基岩斜坡变形、破坏的岩体结构基本模式。不同结构体的重新组合与排列是斜坡失稳的内在原因。三峡库区11种岩体结构类型的岸坡存在着多种形式的变形与破坏。