城市地下空间多灾种安全综合评价

针对灾害越来越多地以综合形式出现,而目前仅考虑单灾种对城市地下空间安全的影响不能反映实际情况的问题,结合城市地下空间的特点,在地下空间致灾机理研究的基础上,考虑各灾种的致灾特点及其相互影响,建立了由"灾害本身危险性"、"地下空间抗灾性能"2个一级指标、12个二级指标、43个三级指标组成的城市地下空间多灾种安全综合评价指...     

高堆磷石膏尾矿坝扩容加固措施研究

研究了对尾矿磷石膏坝扩容堆高过程的工程特性,总结了我国尾矿坝扩容堆高关键技术和抗震加固措施.结合云南吴家箐磷石膏尾矿坝工程特点和扩容加固经验,分析了多种磷石膏尾矿坝扩容加固措施(降低坝体浸润线、碎石桩、加筋结构、改善筑坝工艺、改变坡面)的抗震性能,提出了一种磷石膏尾矿坝综合扩容加固措施.     

考虑弱化效应的加高扩容尾矿坝地震可靠度分析及风险评价

地震荷载下的坝体稳定性及溃坝风险始终是岩土工程界的研究重点之一。本文引入弱化系数考虑地震对尾矿坝筑坝材料的弱化效应,采用极限平衡拟静力法与光滑粒子流体动力学方法结合进行尾矿坝地震可靠度分析及风险评价。利用极限平衡拟静力法与蒙特卡罗方法寻求可能的失效样本,进而采用自主研发的SPH程序模拟失效样本下尾矿坝失稳过程以及最终堆积状态,引入临界位移值确定滑动面积以评估尾矿坝的失效后果。应用本文方法对云南某一加高扩容尾矿坝的稳定性及风险进行了评价,算例分析表明：随尾矿坝扩容高度的上升,旧坝的稳定性基本保持不变,而新坝的稳定性持续降低,扩容高度完成后,尾矿坝最小安全系数与规范要求值接近,需要重点关注其稳定性。可靠度分析结果表明：当尾矿坝筑坝材料变异系数为0.1时,其相应的失效概率为1%,该失效概率值的变异系数约为0.3。不考虑地震作用对筑坝材料的弱化效应,扩容尾矿坝的失稳风险为309.17m2,考虑弱化效应后,随弱化系数减小,扩容尾矿坝的失稳风险增大。随着弱化系数的减小,临界位移值对失稳风险的影响逐渐减弱,弱化系数大于0.5时,临界位移值对扩容尾矿坝的失稳风险影响显著。     

云南某尾矿坝治理后堆积尾矿力学性质变化浅析

本文首先概述了云南某尾矿库区的工程地质条件,根据研究区尾矿坝影响因素特征,从尾矿堆积体的性质结构、水文地质条件、地震作用、坝坡形态、人为因素、外界影响因素六个方面展开尾矿堆积坝稳定性分析,其次对该尾矿库治理后与治理前针对相同的钻探孔位置及取样深度作了室内试验对比分析,从而揭示了云南某尾矿坝治理后堆积尾矿力学性质变化规律...     

水对尾矿坝稳定性的影响

尾矿坝是矿山生产中的重要设施,其运行状况直接影响到人民的生命和财产安全。统计资料分析表明,绝大多数尾矿坝事故都与水有关,所以研究水对尾矿坝的稳定性影响有重要意义。本文从三个方面论述了水对尾矿坝稳定性的影响,即水对尾矿坝物理力学特性的影响、对尾矿坝渗流场的影响和对尾矿坝动力稳定性影响。     

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。     

工程结构抗冰雹冲击研究进展及展望

冰雹是最严重的灾害性天气现象之一，且其灾致损失呈现逐年递增趋势，如何减少冰雹灾害造成的损失成为工程领域必须面对的现实问题. 然而目前结构抗冰雹冲击研究十分有限，因此系统开展结构冰雹冲击减灾防灾理论和实践研究具有重要意义. 本文首先综述了冰雹力学性能，然后详细介绍了工程结构抗冰雹试验和数值模拟研究现状，最后对冰雹和强风、暴雨耦合作用及机理相关研究进行了展望，以期为结构抗冰雹冲击研究提供基础资料和新的视角.     

混合尾矿料的工程特性试验研究

根据室内试验,研究了一种尾矿料在掺入不同比例的粉煤灰后,其物理力学性质发生的变化情况,从而分析了粉煤灰掺量对这种尾矿料的工程特性的影响规律。由试验结果分析知,在掺入粉煤灰适量的情况下,其混合料仍然是一种良好的筑坝材料。这样,在满足筑坝材料物理力学性质的前提下,增加了筑坝材料的产量,满足了筑坝进度的需求。     

风沙运动的力学机理研究

风沙运动机理研究是认识土壤风蚀、沙尘天气(甚至沙尘暴)以及风沙灾害本质,进而实现有效防治的基础。其中所涉及的诸如多尺度、多场耦合、随机性、非线性、尺度效应和复杂系统等科学问题也是当今科学前沿所关注的共性和热点课题。本文在简要回顾与风沙运动力学机理研究相关的已有工作的基础上,重点介绍了兰州大学风沙环境力学研究组针对风沙流中的沙粒带电量和风沙电场的基本规律及其对风沙流和无线电通讯的影响、风沙流发展过程的理论预测、固沙结构有效尺寸的分析、风成地貌主要特征的计算机模拟等方面所开展的研究工作。     

深部开采安全机理及灾害防控现状与态势分析

近年来,深部开采安全机理与灾害防控领域已取得一定的研究成果,但基于现行理论与技术还难以全面解决未来深部采矿过程面临的防灾减灾问题,至今尚未建立起完善的深部开采灾变与防控研究体系.本文开展了对深部开采灾害研究领域的文献调研和问题探讨,总结有关深部地应力场测量与分布规律、深部岩体力学与耦合损伤机理、深部动力灾害机理与预报、深部突水灾害机理与预警以及深部开采围岩变形机理与防控等方面的研究成果,进而分析当前研究的不足,凝练出深部开采诱发灾害研究领域亟待解决的关键问题,并就未来超深开采灾害研究态势予以分析.     

大型土木结构多尺度损伤预后的现状、研究思路与前景

针对大型土木结构安全服役的迫切需求,提出了"治结构之未病"的学术理念和结构多尺度损伤预后的研究思路.指出这类结构安全的共性问题是其损伤跨越了材料、构件和结构层次,是从微/细观到宏观尺度的多尺度、跨层次非线性演化.从发展多尺度损伤预后方法的驱动力、结构多尺度损伤预后相关理论研究现状、大型土木结构多尺度损伤预后的关键科学问题与解决思路以及大型土木结构多尺度损伤预后的发展趋势等方面,综述了大型土木结构多尺度损伤预后研究的现状、研究思路与应用前景.指出结构多尺度损伤预后研究需解决的关键科学问题包括结构损伤多尺度非线性演化机理、结构遭遇极端灾害作用时损伤跨层次突变导致灾变的机理及其损伤过程预测以及大型土木结构损伤过程模拟与分析中的不确定性和预后可靠性等.最后,展望了发展结构多尺度损伤预后理论对于结构全寿命安全的应用前景.     

岩溶区燃气管道致灾概率分析： 基于易损性-灾害系统集成视角

为科学评估岩溶区燃气管道的致灾可能性,基于灾害系统理论从孕灾环境活跃性、灾害因子风险性、承灾体脆弱性多重维度全面分析致灾事件体系,结合贝叶斯网络的信念传播更新优势逐层推算致灾事件的危险概率;结合易损性与可靠度分析理论,立足于有限元模拟结果和聚乙烯管道特性构建数理模型,从灾害损伤强度和抵抗灾害能力两者的交互作用视角综合核算管道的易损概率,创新“事件危险性+管道易损性”的致灾概率研究范式并开展实例分析。研究结果表明：基于易损性-灾害系统集成视角开展致灾概率分析有利于立足系统性视角科学测度致灾事件的危险概率,同时准确评估管道抗外载能力对致灾过程的重要影响;ZJ岩溶区段燃气管道的致灾概率为0.9 692×10-3,属于不可接受等级,需根据成本与效益对岩溶发育程度、管道安全水平、灾害演化趋势等开展持续监测与科学评估。     

道路致灾空洞热效应与快速探测可行性研究

为了快速有效地探测出城市道路结构中的致灾空洞,预防路面突然塌陷而导致财产和生命的损失。本文采用理论和数值模拟手段,分析了城市典型的沥青混凝土道路存在致灾空洞时的热效应和温度场变化规律。研究表明：致灾空洞的存在改变了沥青混凝土道路结构传热特性,提高了其热流通量,致使路面结构层传热增多、热量留存减少、引起道路路面温度发生下降。在夏季晴好天气的2:00-22:00时段,致灾空洞提高了道路结构热流通量约4倍多,使道路路面在致灾空洞约2.2倍尺度范围内温度下降1.061℃—1.368℃,目前红外热像仪的探测精度能够探测出其温度变化。因此,采用红外热像技术探测城市道路致灾空洞具有可行性。     

某铜矿尾矿砂力学特性和尾矿坝变形稳定性分析

以云南某铜矿拟建中线法尾矿坝为研究对象,对底流、溢流2种尾矿砂进行了物理力学特性试验,获得了其物理力学指标并应用于尾矿坝数值分析。得到了尾矿坝的应力变形特性,不同堆积高程、不同工况下尾矿坝的安全稳定性。结果表明,底流、溢流2种尾矿砂无明显剪胀;坝体内以压应力为主;高堆积高程,地震荷载作用下坝体稳定安全储备不足;浸润线降低明显提高坝体稳定性。分析结果可为尾矿坝设计提供参考。     

筑坝用煤矸石的水稳定性试验研究

为减少土地占用面积,采用煤矸石作为尾矿库初期坝的筑坝材料。煤矸石的水稳定性对坝体结构有着重要的影响,所以在煤矸石的化学组成、物理力学性质试验基础上,对煤矸石的水稳定性进行了研究和论证。结果表明,煤矸石的水稳定性满足筑坝材料的工程性质,是一种水稳定性材料,可以用于筑坝。     

多源异构数据环境下不可移动文物灾害风险图构建方法研究

为在多尺度、多层级展示不可移动文物灾害风险评估结果，提供一种多源异构数据环境下不可移动文物风险管理的工具，采用概念推演、实证研究方法，基于灾害风险表达和“数据-服务-应用”的多层次框架，提出包含多维度模型、要素转换模式和数据集成量化规则的不可移动文物灾害风险图构建方法。其中，多维度模型关联了尺度、粒度和风险要素(致灾因子、承灾体、孕灾环境)3个维度，要素转换模式给出了空间尺度变换、粒度缩放的方法，数据集成量化规则包括直接量化、组合量化及空间映射3种风险指标量化方式。以山西省、孝义市2个不同空间尺度为例，构建了古建筑-地震灾害风险图，可以直观展示风险程度与空间分布及其专题评估结果，为不可移动文物预防性保护策略制定提供参考。     

天水盆地黄土滑坡特征与分布规律分析

利用3S技术,针对黄土滑坡最主要的致灾因子进行了地学空间分析、统计。结果表明：天水盆地的黄土滑坡分布与致灾因子之间呈现出较为明显的分布规律,主要体现在与地层岩性的变化处发生滑坡灾害的频率较高;地形坡度的变化对滑坡灾害的发生有较为明显的影响;天水盆地黄土容易出现滑坡灾害的土地覆盖类型是耕地。通过对天水盆地黄土滑坡灾害发生现象的提取,分析黄土滑坡的特征与分布规律,对于研究黄土滑坡的发生机理具有重要意义。     

湖南省水稻气象灾害多致灾因子时空特征研究

本文依据水稻气象灾害标准,提取了湖南省1981—2013年双季稻生育期内干旱、洪涝、高温热害和低温冷害,分别探讨致灾因子类型和灾次的时空分布与组合特征.结果表明,湖南省水稻灾害呈现鲜明的多致灾因子特征.单一生育期内,水稻致灾因子类型以2~3种为主,多致灾因子类型组合以干旱高温热害组合比例最高,达到22.87%.水稻致灾因子灾次以4~6次为主,湖南东部地区高于中西部地区.各站多致灾因子灾次的频率分布呈现出明显的泊松分布特征,泊松参数值自西向东逐渐增大,最大值为5.5次.根据多致灾因子类型和灾次的组合特征,最终将湖南省划分为8个多致灾因子区.洞庭湖区及湘中地区为双季稻主产区,水稻种植过程中应注意防范高温热害和干旱灾害.     

干旱风险评估研究综述

干旱灾害风险评估是进行干旱灾害管理,减少干旱灾害损失的有效途径。本研究基于自然灾害风险理论,回顾干旱风险评估发展的历史,综述了干旱灾害的致险性、承灾体的脆弱性以及干旱灾害风险损失研究现状,探讨了干旱灾害风险评估存在的主要问题,并在此基础上展望了其未来的发展趋势。当前,干旱致险性评估指标与方法对于干旱形成过程和机理反映不足;许多研究已注意到社会经济因素对干旱脆弱性的影响,但保险、贸易、政策等人文因素反映不足;另外,干旱风险损失在损失机理表达研究上有待进一步提高。未来的干旱风险研究将会以全球气候变化为背景,在信息科学技术的推动下,强调各学科、各区域间的联系与合作,重视干旱影响机理的认识,更加关注人文因素对农业干旱脆弱性影响。     

平地型尾矿坝阳角对安全系数的影响

平地型尾矿坝存在着许多拐点,在拐点附近构成许多三维楔形体。三维楔形体的安全系数大小决定了平地型尾矿库安全监测断面的选取。鉴于此,分别针对无粘聚力筑坝材料和有粘聚力的筑坝材料进行三维楔形体的安全系数计算,并与相同坡角的二维安全系数进行对比,结果发现:对于无粘聚力筑坝材料堆积子坝而言,其拐点附近的三维安全系数随着阳角的增大而逐渐减小;对于有粘聚力筑坝材料堆积子坝来说,三维楔形体安全系数随着粘聚力与重度和楔形体表面长度乘积的比值线性增长。根据上述结果以及具体尾矿坝的拐点处阳角大小可以计算出三维安全系数,如果三维安全系数小于二维平面应变安全系数,则应在拐点处布设监测断面,反之亦然。