典型滑坡危险性的接触力学预测模型

采用接触力学模型分析了边坡的滑动过程。模型中计入了可能滑坡面岩石材料强度的影响,并通过迭代计算的办法求解该边界非线性的摩擦接触问题。考虑到势能、应变能、动能、摩擦力做功等,使用逐步计算的办法来模拟滑坡的滑动过程,计算了每一个时间步中滑坡系统的能量变化。用模型进行了岩石边坡的算例研究,证明了该模型的在滑坡研究中是可行的,获得了算例边坡的滑坡启动、滑动和停止的全过程,结果表明,边坡通常存在完好状态、局部滑动状态、完全滑动状态这三个主要形态,获得了滑坡的滑动距离等重要结果。     

地微动探测技术在山体滑坡勘查中的应用

作为工程施工中常见的地质灾害,山体滑坡具有危害大、发生频率高的特点。研究滑坡区的地质构造,查明滑动面埋深,确定滑坡影响区域,对保障山体治理安全来说具有重要的意义。该文结合工程实例,采用地微动探测技术对滑坡体进行探测,并根据不同的横波速度来分析地下各层的岩土体性质。结果表明,工作区出露的岩性多为北庵庄组灰岩,发现推测工作区存在断裂1条且软弱结构带在微动剖面上的低波速区,剖面显示的低波速区与现场滑坡情况基本吻合,微动探测技术在滑坡体地质灾害调查方面具有显著的技术优势。     

开县水井包岩质滑坡成因机制与稳定性分析

本文在对开县水井包岩质滑坡地质勘查的基础上,深入分析滑坡体的地质特征、构造特征、变形特征,对滑坡体的成因机制及影响因素作了深入研究;并采用平面滑动法对滑坡体的稳定性状况作了评价、预测。研究表明,该滑坡体目前处于稳定状态,在暴雨工况下滑坡处于欠稳定状态。     

海床土体减缓坠物对海底管道撞击作用的研究

海底管道受坠物撞击的损伤分析中,海床土体是不宜忽略的因素。基于耦合欧拉-拉格朗日算法（CEL法）,该文建立了模拟坠物撞击海底管道过程中土体变形的有限元模型,并进行了物理模型试验,二者结果吻合较好。针对粘土海床,分析了海床柔性、海床土质、管道埋深、摩擦及坠物形状对海底管道损伤的影响。研究表明:对于裸置管道,海床柔性使一部分撞击能量转化为管道的整体变形,减轻管道局部损伤;对于埋置管道,基于软件的二次开发,考虑了正常固结粘土及均质粘土两种情况,二者的安全埋深相差较大。综合考虑上述土质的影响,2 m的埋深可提供有效的保护;埋深超过1 m时,坠物与土体间的摩擦系数对管道损伤的影响更加明显;形状尖锐的坠物受到土体的阻力较小,对管道造成的损伤程度较大。不同形状的坠物撞击管道时,管道的变形特征存在差异。研究结果对管道的风险评估及安全埋深设计具有指导意义。     

滁河干渠姚庙滑坡分析与建议

滁河干渠姚庙段发生几处滑坡,针对其中的典型滑坡发生的机制分析,通过室内试验值及反演值综合分析得出滑坡体的稳定分析计算参数,对滑坡体的稳定性进行定性和定量分析评价并给出结论和建议。     

新型超音速压气机内气固两相流场CFD模拟分析

为预测和预防压气机叶轮磨损，基于多相流理论对超音速压气机内的三维气固两相流场进行数值模拟。在分析中将压气机内的流场按可压缩气体处理，同时考虑温度对颗粒运动轨迹的影响。模拟结果表明，叶片出口端部前缘，温度达到最大，颗粒的运动速度也达到最大值。由此判明叶轮磨损最严重处位于叶片端部。     

土体液化大位移条件下群桩动力反应振动台模型试验

设计并开展了可液化场地群桩基础大型振动台模型试验,再现了倾斜场地土体液化、流滑以及桩基倾斜等宏观现象,分析了场地土体及桩基结构地震反应特征。结果表明:群桩存在时的液化倾斜场地流滑可区分为局部流滑和整体流滑两个阶段;倾斜场地土体中的振动孔隙水压力演变过程和空间分布受土体流滑影响,桩间土相对不易液化;斜坡倾角越大,土体侧向大位移可引起更大的桩侧动土压力反应和桩基承台偏移量。但是,该文试验结果表明,桩基结构的倾斜在一定程度上弱化了其内力反应;无论是倾斜场地还是水平场地,桩身弯矩最大值均出现在非液化土层与液化土层分界面附近。     

基于广义有限差分法的输流直管振动响应特性研究

基于输流直管横向振动微分方程,采用广义有限差分法和Houbolt法分别对空间和时间上的偏微分项进行离散,建立高阶精度的无网格法数值模式。将该数值模式应用于两端支撑轴向运动梁模型和两端固支输流直管模型,所得的固有频率和振幅时程等与前人研究成果和理论解均吻合良好;并对不同总点数N、时间步长△t、子区域选点数n_s的数值结果进行对比,表明提出的数值模型在求解输流直管振动响应问题上具有良好的准确性和鲁棒性;对比分析了三种不同支撑条件(两端固支、两端简支和一端固支一端简支)下输流直管的振动响应特性。结果表明:两端简支时输流直管中点处的振幅最大,振动频率最小;两端固支时输流直管中点处的振幅最小,振动频率最大;且在端部约束限制条件不对称时,其振动幅值最大值出现位置会向弱约束端偏移。     

基于欧拉多相流模型的桥梁主梁三维风驱雨数值研究

该文利用欧拉多相流模型,对矩形断面和准流线型断面的桥梁主梁进行了三维风驱雨数值模拟计算。通过计算,得到了桥梁主梁周围风雨流场的分布和主梁上雨滴平均冲击荷载分布,并重点探讨了降雨对桥梁主梁断面三分力系数的影响以及来流攻角和湍流强度的变化对风驱雨效应的影响。通过和相关风洞试验数据的比较,验证了欧拉多相流方法在桥梁工程风驱雨研究中的有效性和便利性,为桥梁工程风驱雨研究提供了一个新的手段。通过分析发现,降雨会影响桥梁主梁的三分力系数,但雨滴对主梁的平均冲击荷载相对于风荷载而言较小,影响并不显著;攻角和湍流强度的变化对风驱雨效应的影响亦不明显。     

浅析滑坡的危害及对应措施

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象，它经常会破坏地面工程、环境和造成人员伤亡、经济损失惨重等现状。本文就滑坡的形成因素进行了详细剖析，并提出了一些针对性的安全防护措施。     

Distinct element method analyses of idealized bonded-granulate cut slope

This paper presents a numerical study of idealized bonded-granulate cut slope subject to sudden strength reduction. A 2-D Distinct Element Method (DEM) has been used to carry out a simulation of full-process slope failure with focus on very-rapid and extremely-rapid landslide process. The numerical results show that during the landslide process: (1) the soil moves either in a rather random/chaotic way (diffuse failure) or in different curved shear bands (localized failure). The soil close to slope surface moves along downward slope while the soil close to the slope toe moves significantly in the horizontal direction. The landslide experiences very rapid flow most of the time, with its maximum velocity increaseing obviously with time at first to its peak value, then decreasing gradually to zero. (2) The soil close to slope undergo a repeated loading and unloading process, and an evident rotation of principal stresses. Their stress state may arrive slightly over the peak strength envelope as a result of extremely rapid flow. (3) There is little grain-size effect for the grains at low velocity, but an evident grain-size effect for the grains at high velocity, with large-size grains tending to move fast. (4) The post-failure inclination is much smaller than the peak/residual internal friction angle of the material. The post-failure slope surface passes through the centre of the initial slope surface instead of the initial slope toe.     

Nonlinear wave propagation and run-up generated by subaerial landslides modeled using meshless method

The focus of present study is on water waves generated by landslides. Because such problems involve moving boundaries and large deformation of the computational domain, a 2-D numerical model is established with a meshless method and a fully nonlinear Lagrangian time marching scheme. The method chosen in this study is a RBF collocation method developed in the way that the collocations of both the governing equation and boundary conditions are applied at each of the boundary points. This guarantees the accuracies of the partial derivatives of the velocity potential near the free surface, which results in the precise prediction of the free surface. A very effective treatment is proposed for the landslide boundary in this study. Present model is verified by comparing the numerical results of waves generated by a submerged landslide with other numerical solutions, including those obtained using the BIEM and Boussinesq-type models. Fairly good agreements are observed. Present model is then applied to simulate subaerial landslide-induced waves. Various slopes are considered. The landslide-induced wave propagation and shoreline motions are examined. The effects of sliding horizontal distance along a given slope on the induced wave are also discussed.     

潜射导弹出筒过程肩空泡形态和水阻动力特性研究

该文采用多相流模型、Singhal空化模型和动网格技术,对潜射导弹垂直发射出筒过程进行了数值模拟,并将仿真结果与文献数据进行了对比分析,二者具有较好的吻合性,验证了数值计算方法的准确性。得到了潜射导弹的肩部空泡几何形态和出筒过程的压力分布情况,获得了导弹的压差阻力系数曲线、摩擦阻力系数曲线和总阻力系数曲线,分析了肩空泡对潜射导弹的水阻动力特性的影响。     

边坡渐进破坏多参量评价指标

传统的强度折减法就是以强度折减表征岩土体破坏后区的软化力学行为,该折减系数实质为描述边坡的整体稳定系数,但物理意义不明显。边坡稳定性是一个与众多因素相关的复杂科学课题,当边坡局部处于破坏后区应力状态时,其整体并不一定发生破坏,这种由破坏区和非破坏区组成的整体实质为非稳定力学系统,难以用连续介质力学的方法获得真实解。该研究提出了描述边坡点、面(滑面)和体(滑体)的多参量稳定性评价指标;定义了点破坏、面破坏(破坏面积比、破坏应力率、破坏应变率、摩擦力变化系数、正压力变化系数、下滑力变化系数、滑面位移变化系数等)和体破坏(富余摩阻力稳定系数、主推力稳定系数、富余摩阻力稳定系数、综合位移稳定系数、富余位移稳定系数等)边坡多参量稳定性评价指标,用来对边坡点破坏、滑面扩展、连通等实施全方位演化过程描述。并充分利用部分强度折减法、理想弹塑性模型、全过程本构模型等揭示滑坡点、面和体多参量随位移和力的变化规律;以传统和推广的不平衡推力条分法为例,利用多参量描述边坡的渐进破坏过程,揭示了在边坡临界状态一步一步移动过程中点、面及体的全过程多参量稳定性演化特征。大冶市桃花山边坡计算结果表明:多参量稳定性评价指标可以较好地描述桃花山边坡各特征量的演化规律,且基于理想弹塑性模型的部分强度折减条分法点、面描述参量(破坏率、破坏比等)的值小于全过程剪应力-应变本构模型的值,边坡整体稳定系数(主推力法、综合位移法和富余位移法)描述指标大于全过程剪应力-应变本构模型,但富余摩阻力法稳定系数则相反等。该研究重点是建立了边坡多参量稳定性评价指标,并使传统的稳定系数可以和该文建议的方法加以比较,为边坡监测预警提供了理论支撑。     

近岸波浪破碎区污染物运动的数值模拟

波浪斜向近岸传播中由波浪破碎作用所引起的近岸波流体系是近岸非常重要的环境水动力因素,对该区域污染物的运动分布起着重要的影响作用。结合近岸波浪传播的抛物型缓坡方程、近岸波流场数学模型及污染物在近岸波流作用下运动的数学模型,对近岸斜向入射波浪破碎所产生的沿岸波流场中污染物的分布运动过程进行了数值模拟,并结合实验结果对数值模拟结果进行了分析验证。     

重庆武隆"五一"滑坡成因分析

分析了边坡工程地质条件和地质成因机制；根据现场调查数据建立了滑坡地质剖面，反演了滑坡发生时滑动面的抗剪强度参数；分析了原坡形及降雨所引起孔隙水压力对其稳定性的影响，并以反演获得的强度参数结合类似边坡岩体结构面强度试验统计结果，对原边坡进行了可靠度分析，获得了原边坡的潜在破坏概率，从而又在定量角度上获得了滑坡发生的原因。     

厚板控冷过程中温度变化模拟及冷后组织与性能分析

建立了一个预测轧后控制冷却过程中钢板内部温度变化的数学模型,并将此模型应用于特定的厚板轧后控制冷却生产线,该控冷生产线采用管层流冷却方式.本模型考虑了辐射、自然对流、强制对流及稳态膜沸腾对冷却过程中钢板内部温度变化的影响,通过比较实测温度和计算温度确定了模型的准确性.对控冷后钢板厚度方向不同位置的组织和性能进行了详细分析.     

基于方位-距离量测的舰艇搜潜定位算法研究

结合舰艇拖曳线列阵声纳实际搜潜装备,利用舰载声纳测得的潜艇目标方位和距离信息,建立了基于目标方位-距离量测的舰艇对潜艇目标定位的数学模型,并对定位误差进行了分析,在该模型基础上,仿真研究了潜艇与舰艇之间的初始距离、舰艇测得潜艇目标初始方位角、潜艇航向等因素对定位性能的影响,给出了仿真结果并进行了分析,仿真结果表明：不同的目标运动态势,对声纳探测定位性能影响很大,因此,根据目标运动态势合理选择声纳的位置和探测方位在一定程度上可提高声纳的探测定位性能.     

海底悬跨管道动力响应的试验研究和数值模拟

在地震活动区铺设海底管道必须考虑地震荷载的作用。通过在水下振动台模拟海底悬跨管道完成的动力模型试验,根据试验结果分析了管道的悬跨长度、悬跨高度、支撑情况和管内运输不同物质等因素对海底悬跨管道的动力反应的影响。并根据Morison方程建立的海底悬跨管道动力控制方程对试验结果进行了有限元数值模拟,计算结果与试验结果符合得较好。     

Can we learn more from the data underlying the statistical α-β model with respect to the dynamical behavior of avalanches?

Hazard and risk assessment in avalanche-prone areas involves estimation of runout distances of potential avalanches. Methods for determination of the runout may be divided into two categories: 1) methods based on statistical approaches such as the well known α-β model or 2) methods based on numerical avalanche models such as the PCM-model or VS-type models (just to name the more traditional ones). Methods in the second group have the advantage that besides the runout distance, velocity and impact pressure distributions along the avalanche track can also be obtained, this being a requisite for meaningful risk assessments. However, the predictive power of dynamical models depends on the use of appropriate rheological models and their parameters.In the statistical α-β model, the maximum runout distance is solely a function of topography. The runout distance equations were found by regression analysis, correlating the longest registered runout distance of several hundred avalanche paths with a selection of topographic parameters.In this paper, we re-evaluate Norwegian and Austrian avalanche data, which served as basis for the α-β model in the respective countries, and additional avalanche data with respect to dynamical measures. As most of those avalanche data originate more or less from extreme events (i.e. avalanches with return periods of the order of 100 years), the dynamical measures may give hints about an appropriate rheology for dynamical models suitable for extreme avalanche events.The analysis raises reasonable doubt whether the classical ansatz for the retarding acceleration of snow avalanches with additive terms involving Coulomb-friction and a velocity-squared dependency, which is used in many avalanche models, is adequate for a physically-based model. Back-calculations of runout distances using a simple block model show a discrepancy between commonly proposed parameter values (and of the underlying rheological models) and the observations.