土石坝稳定渗流量的数值模拟及预测

以若干实测渗流量为基础数据构成原始数列,用累加算子弱化个体差异。在累加序列生成的基础上求出紧邻生成序列,构建GM(1,1)灰色微分方程。求解微分方程的响应函数并还原出模拟函数,经精度验证和修正后,模拟函数可完成对渗流量的模拟和预测的任务。     

考虑T应力的最大周向应变断裂准则研究

岩石的裂纹扩展问题需要确定所采用的断裂准则。为克服最大周向应力准则与材料参数以及平面应力和平面应变无关的不足,该文基于最大周向应变准则思想,推导既包含裂纹尖端r1/2奇异应力项,又考虑非奇异项的应变型断裂准则。通过在KII中考虑摩擦的影响作用,进而实现不同摩擦系数条件下裂纹的起裂角度和起裂强度的研究。运用文中所提出的断裂准则,分别研究含单裂纹的无限板在双轴拉伸和双轴压缩两种条件下的断裂特征,进一步揭示泊松比、侧压系数、摩擦系数等材料参数对裂纹扩展的影响作用,计算结果与相应的试验及理论结果具有较好的一致性。     

5.12汶川大地震损毁城镇的震害效应与重建选址问题

 汶川大地震严重损毁城镇的震害效应主要有断层错动效应、场地及地基效应、地形震动放大效应及地质灾害效应等类型。损毁城镇重建选址问题涉及地震断裂、地质灾害及社会民生、经济发展等诸方面因素,是一个复杂的系统工程问题。考虑问题的基本原则应是：对于位于地震断裂带上且地质环境恶化、存在严重地质灾害隐患的城镇,必须异地迁建;对于虽然损毁较严重、但远离断裂带且不存在致命地质灾害隐患的城镇,应按照“科学规划,规范避让,合理调整抗震设防标准”的原则,原址重建。重建选址还应重视地质灾害的隐蔽性、诱发因素的多重性与长期持续性等问题,加强地质环境的适宜性评价及地质灾害的风险性评估。     

唐家山滑坡后壁残留山体震后稳定性研究

 在对残留边坡现场地质调查基础上,根据坡体表部裂缝分布、延伸长度和贯入深度,结合唐家山高速滑坡形成机制,推测残留山体除表层零星塌滑外,仍存在较大规模滑坡的可能,其破坏模式以坡顶拉张裂缝贯穿下错→坡体中部沿顺层滑移→前缘切层剪切破坏的拉裂–滑移–剪断三段式为特点。根据该破坏模式,对残留山坡分别考虑在天然、持续暴雨以及地震等不同工况下,按二维和三维折线型潜在滑面进行稳定性计算和分析。结果表明,残留山坡整体稳定,但浅表部稳定性差。在此基础上,对残留山坡提出相应的整治措施建议。     

汶川8.0级地震触发崩滑灾害机制及其地质力学模式

 汶川8.0级地震由于地震震级高、持续时间长、震区地形地质环境复杂,因而所触发的崩塌、滑坡不仅数量巨大,而且成因机制也极为复杂,具有与通常重力环境下斜坡失稳机制迥异的特征,许多现象非常特殊并超越了人们过去的认识。通过现场调查,发现强震触发崩滑灾害具有以下特殊的动力过程,即独特的震动溃裂现象,特殊的溃滑失稳机制,超强的动力特性和大规模的高速抛射与远程运动,大量山体震裂松动等。为此,定义了若干新的词语,如震裂、溃滑、溃崩、抛射等来描述这些独特的动力过程,并在此基础上,结合具体斜坡结构,提出了对汶川地震触发崩塌、滑坡成因机制的分类体系,这一体系包括五大类、14种类型。重点分析了一些典型类型斜坡失稳的发生过程,地质力学机制及相应的“概念模型”,尤其是与大型滑坡发生最为密切的溃滑型滑坡的发生过程及动力机制,初步较为系统的揭示了汶川8.0级地震触发地质灾害的成因机制、地质模式和动力特征。     

斜坡震裂变形力学机制初探

 为了深入分析斜坡在地震中的震裂变形破坏形成机制,结合5.12汶川大地震造成的斜坡震裂变形和破坏现象的详细调查,采用有限元数值分析和振动台模拟实验相结合的研究方法,对单面和双面斜坡震裂变形的力学机制进行初步分析,认为地震中地震波的作用,将使坡体应力场出现重大变化,坡体尤其是坡面上将出现量值和方向不断调整变化的反复拉剪作用,是坡体(面)震裂变形甚至破坏的重要原因。分析还认为,拉剪作用有3种表现形式,即初动拉剪加速破裂效应、重复拉剪破坏效应和双坡共剪破裂效应,并结合实例对3种破坏效应进行分析。研究成果为预测震裂斜坡破坏提供了有力参考,也为灾后重建和防灾减灾提供了有力依据。     

黄土崩解性试验研究

 通过自行研制的大试块黄土崩解仪,结合原位崩解试验,对黄土的崩解性进行试验研究。结果表明,黄土的崩解主要以崩离、迸离和解离3种作用方式进行。对黄土崩解的3种主要作用方式的作用机制进行深入分析,并对其作用特点进行全面概括,认为崩离和迸离是瞬时的和不可逆的,解离则需要一定的时间并在其初期阶段具有一定可逆性。通过试验对天然含水率和结构性两种影响黄土崩解性的主要因素进行深入分析,指出黄土崩解作用时效性的本质是由黄土增湿速率所引起的。天然含水率增加导致黄土颗粒周围水膜增厚以及黏土矿物膨胀能提前得以消减是崩解性减小的根本原因。结合试验结果对黄土崩解过程的边界效应进行研究,指出产生崩解核的原因是浸水面附近黄土的崩解为内侧黄土的缓慢增湿提供了空间边界条件和时间。通过原位崩解试验对不同曲率和不同形状试验工况的边界效应进行初步研究,结果表明,浸水面愈浅和曲率愈大的凹面试验槽、棱边愈尖锐的凸面直立的原位试样其边界效应愈为明显,从机制上对崩解过程的有限性及原位崩解试样的“去棱边效应”进行了合理解释。     

地震作用下边坡稳定性安全评价的研究

地震作用下边坡的失稳机理、稳定性评价是一个很复杂的问题,国内学者对地震边坡稳定性评价指标安全系数进行了研究,但是以目前的研究现状,还无法对地震作用下的边坡稳定性进行准确恰当的评价.文章分析了目前主要的地震边坡稳定性评价方法的优缺点,并采用这些评价方法对两个边坡算例进行了分析,算例分析表明:各种评价方法给出的稳定性系数不同,同种工况下边坡稳定性程度也不同,不利于工程实际应用,说明提出准确、合理的地震边坡稳定性评价方法和建立统一的评价标准的必要性,最后对地震边坡稳定性评价进行了展望.     

堆积碎石土斜坡浅表入渗的空间分布与变异性研究

为探究强降雨下堆积体斜坡入渗参数的空间分布与空间变异性,通过筛分试验及双环入渗试验分别对堆积体斜坡试验点不同粒径区间碎石质量分数、碎石土渗透系数、饱和渗透系数、不同深度碎石土含水率进行测量,对数据进行普通Kriging插值统计分析,运用交叉检验选定合理理论模型与参数,获得其空间分布与变异性特征。研究结果表明:测试区碎石土入渗符合Kostiakov模型;不同粒径区间碎石质量分数采用高斯半变异函数理论模型空间插值精度最高,碎石土渗透系数和不同深度碎石土含水率采用球状半变异函数理论模型空间插值精度最高;粒径大于10 mm碎石主要分布于坡顶与坡腰区域且使该区域碎石土渗透系数的空间变异性相对较大,细小碎石(粒径2~10 mm)则聚积在坡脚位置,碎石土渗透系数速率沿坡面由上至下呈逐渐减少的空间分布趋势;浅土层(0~15 cm)坡腰含水率比坡顶、坡脚要高,而深土层(15~25 cm)坡脚含水率比坡顶、坡腰要高,且随深度增加缓慢上升。研究结果可作为碎石土滑坡降雨致滑的理论参考依据。     

基于环剪试验的汶川地震大型滑坡启动机理探索

2008年5·12汶川地震触发了大量滑坡灾害,牛眠沟滑坡是发生于震中的同震大型滑坡。经过现场调查,该滑坡启动后即与对岸山梁相撞并产生20 m爬高,估算速度达19.8 m/s,表现出高速启动特征。取滑带材料进行室内环剪试验,结果表明试样在不排水条件下具有很高的剪切液化能力,且动剪应力下容易液化,液化后材料视摩擦角仅为9.4°,从而得出地震滑带材料液化可能导致牛眠沟滑坡高速启动。通过能量方法,估算了不排水动剪试验材料的液化能量和地震过程通过滑带的地震能量。结果表明,滑带材料破坏所需峰值加速度为192 gal,液化所需能量为2.3×10~4J/m~2;汶川地震沿滑带方向提供最大地震加速度为799 gal,从而满足滑带液化的能量条件,并推测滑坡可能在地震初期突然触发。