黄土高原土壤侵蚀预报模型研究进展

建立土壤侵蚀预报模型将为小流域综合治理、土地利用规划提供依据,为小流域水土保持效果有效评价提供参考。黄土高原坡面陡峭、破碎程度高、坡面水蚀模型复杂,水土流失的情况极为严重。通过对常用的数值模拟模型在黄土高原土壤侵蚀过程模拟中的适用性进行了对比和分析;结果表明经验模型模拟的精度更高,但是对侵蚀过程不能做出理论性的解释,而物理成因模型能够更好做到这一点。因此物理模型具有预测未来情景变化和解释气候变化、人类活动对土壤侵蚀响应的能力,可以为实现不同尺度流域的侵蚀动态模拟预报提供一定的理论基础。     

坡体重力侵蚀研究现状及展望

坡体重力侵蚀成因机制复杂，影响因素众多，具有显著的产沙输沙效应，不仅会造成严重的水土流失，还会对山区生态环境和经济建设造成严重影响。通过查阅国内外相关文献，介绍了实地调查法、模拟试验法、测针法、3S集成法等重力侵蚀监测技术，梳理了坡体重力侵蚀特征机理和模型方法等研究现状，指出了多源观测手段融合有限、全过程观测少、定量化研究成果缺乏、侵蚀过程模型稀缺、机理研究不深入等当前研究中存在的问题，建议未来加强坡体重力侵蚀的定量研究，融合新技术、新理念实现重力侵蚀大范围、连续性、系统性动态过程观测，降低试验模拟时空分异性，并在此基础上建立基于力学机理的坡体重力侵蚀过程模型。     

反倾岩质滑坡破坏模式及发育机理研究

反倾岩质滑坡因结构面特点,往往易发生变形破坏,危害较大。以怒江流域的格堆村滑坡为例,在地质调查的基础上,采用离散元数值模拟技术,对滑坡变形累积到破坏的全过程进行了模拟,结果表明:斜坡体的位移最先出现在坡表,随后向坡内扩展,且位移量呈现出由坡外向坡内逐渐减小的趋势,表现出倾倒破坏的特征;综合野外调查及数值模拟结果推断,格堆村滑坡的发生是内外因素共同作用的结果,河谷下切为坡体变形破坏提供了临空面,卸荷作用使坡体岩性变差,最终导致变形破坏,且破坏模式为倾倒-弯曲-滑移。     

三级活塞推料离心机数值模拟与操作参数优化

针对新型三级活塞推料离心机的研发,在转鼓尺寸和物料增大情况下,操作参数对分离过程中转鼓内侵蚀现象和分离效率有重要影响。采用样机实验结合CFD数值模拟,对三级活塞推料离心机进行三维建模和仿真,并利用密集离散粒子模型(DDPM)模拟侵蚀过程。基于粒度分析可知,氯化钠颗粒粒径dm为0.070~0.200 mm时,随颗粒粒径增加,固相对离心机转鼓内部的侵蚀越大。结合响应面分析法可知,响应模型各因素的交互影响明显,以更高分离率与更低侵蚀率作为评价指标,得出最优值为推料频率40次/min、转鼓转速1431 r/min、进料浓度60%。与实验数据进行对比,模拟结果的误差在可接受范围内。     

基于RULSE的九寨沟县地震后土壤侵蚀定量分析

九寨沟是享誉中外的风景名胜区,同时也是我国西南地区重要的自然保护区。2017年8月8日,九寨沟县遭受7.0级地震,造成了当地水土流失的加剧,导致该地区土壤侵蚀量增加。在遥感(RS)和地理信息技术(GIS)的支持下,利用RULSE模型对2018年九寨沟县的土壤侵蚀强度进行定量计算,并分析土壤侵蚀因子的特征和土壤侵蚀空间分布规律,结果表明:2018年九寨沟县土壤侵蚀总体上较为严重,主要分布在漳扎镇、永乐镇和保华镇等地,震中处比芒村和九寨沟景区也位于其中,主要为轻度和中度土壤侵蚀强度;研究区域内,海拔在3?000～4?000m,坡度在20°～40°,坡向为东坡、东南坡、东北坡和西南坡的区域以及草地、旱地和水田的土壤侵蚀较为严重。研究结果可为九寨沟灾后重建工作中,土壤侵蚀这一环的治理提供依据。     

滑坡面位移特征及其应用

论述了滑坡坡面位移特征，提出了根据坡面位移矢量确定滑坡滑动面、预报滑坡发生时间的原理和方法。     

TRT6000超前地质预报系统在磨盘坡隧道的运用

超前地质预报是,保证隧道开挖过程中安全有效进行的一种重要手段和方式。该文浅述了TRT6000超前探测系统的工作原理以及该系统对预报地质情况分析的功能。通过对重庆市潼南区磨盘坡隧道的TRT6000超前地质预报,准确清晰掌握磨盘坡隧道掌子面前方岩体的具体状况,为隧道后续的开挖、支护提供支持和保障。     

坡面天然气管道泄漏扩散数值模拟

利用CFD仿真软件对坡面天然气泄漏扩散过程进行了数值模拟,分析了泄漏扩散过程,风速及泄漏倾角对泄漏扩散的影响。研究结果表明,泄漏1 s内,甲烷主要集中在坡面附近;泄漏5 s时,甲烷已经扩散到整个区域,且浓度爆炸下限最高达到7.81 m,在地表及坡面形成了涡流;随着泄漏倾角的增加,危险区域逐渐增大;泄漏倾角为15°时,风速影响较小,泄漏倾角为10°时,风速影响较大,泄漏气体主要沿地表扩散;为天然气安全输送及紧急预案的制定提供一定的理论依据。     

降雨入渗对露天矿边坡稳定性的影响研究

针对露天矿边坡易受降雨影响而产生滑坡灾害的情况,采用数值模拟的方法对边坡受降雨入渗影响的程度进行评估,在模拟中设置边坡坡比分别为1∶2.0、1∶1.5、1∶1.0,同时设置降雨的入渗深度为6m。模拟结果表明,在降雨入渗深度为6m条件下3种坡比的稳定性安全系数较入渗深度为0m有明显下降;不同坡比的破坏模式也有较大差别,降雨入渗深度为6m时,坡比为1∶2.0的边坡模型已形成了较完整的滑动面。建议在实际工程中通过采取边坡坡面防护措施,适当控制开挖边坡坡比来提高露天矿边坡的整体稳定性。     

干湿交替对混凝土中氯离子分布影响的多相耦合数值分析

钢筋混凝土结构的耐久性会因为氯盐侵蚀而受到严重影响。为研究环境湿度对混凝土中氯离子分布的影响,建立了多相耦合的氯离子侵蚀模型,利用数值模拟方法探讨了氯离子侵蚀过程随环境湿度变化的规律。结果表明,环境湿度的改变不仅使混凝土中含水率产生变化,而且对混凝土中氯离子的分布产生显著影响,尤其是会引起孔隙中盐分结晶,这是混凝土性能退化的主要原因之一。数值模拟结果可为混凝土结构的减防腐蚀灾害设计提供重要的参考。