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1.
我国西南地区多为高山峡谷地貌,易发生滑坡堵江事件,形成堰塞湖。堰塞湖水位壅高过程中,堰塞体为常剪应力路径,即剪应力保持不变,孔隙水压力不断增大。但已有的研究主要集中于固结排水剪和固结不排水剪,与堰塞湖水位壅高过程中的实际应力路径有别,因此开展常剪应力路径下堰塞体材料的变形特性研究,是深入分析湖水位壅高过程中堰塞体动态响应的有效途径。鉴于此,本文以2018年10月11日白格堰塞湖为例,以堰塞体的实际高度、漫顶前的最高堰塞湖水位及湖水位壅高过程中的实际应力路径为基础,基于细观尺度的离散元(DEM)—孔隙有限体积法(PFV)流固耦合方法,从敏感性分析的角度出发,开展了不同围压、不同初始应力条件下堰塞体土料的常剪应力剪数值模拟试验,并从材料的应力应变关系(宏观)及内部接触力(微观)的分布规律等角度出发,揭示了湖水位壅高过程中堰塞体不同位置的变形响应及其微观力学机理。研究表明,湖水位壅高条件下堰塞体土料变形特性受到土料位置、强度和湖水位壅高程度的联合影响。处于堰塞体不同位置的土料,围压与初始应力比条件不同,并且在堰塞体漫顶之前所遭遇的最大孔隙水压力也不同,从而导致在堰塞湖水位壅高过程中,不同位置的堰塞体土料呈现出不同的变形特性,一般呈现由里及外变形逐渐增大的规律。在相同围压条件下,靠近堰塞体上游外缘的土料,初始应力比相对较高,且遭遇的最大孔隙水压力也相对较高,从而在堰塞湖水位壅高过程中其应力路径会穿越失稳线,导致颗粒之间的接触力减弱,从而产生较大的变形,且大变形区的厚度与范围受到初始应力比及最高湖水位的限制。堰塞体内部初始应力比相对外缘较少,在湖水位壅高过程中应力状态穿过失稳线的可能性降低,从而变形也相对较小。  相似文献   
2.
堰塞体是由崩塌、滑坡、泥石流、冰碛等形成的结构松散的堆积体,且多由宽级配无粘性土组成,易在上游水位抬升过程中产生渗透破坏,从而导致溃决,对下游居民财产与生命安全造成严重威胁。基于离散元和流体动力学(CFD-DEM)相耦合的数值模拟方法是研究堰塞体渗透破坏过程及颗粒冲蚀规律等的有力工具,但CFD-DEM耦合计算方法需要不断的交互计算及数据传递,导致计算量大,计算速度较慢。本文基于堰塞体颗粒材料在渗透破坏过程中的受力特征,在分析渗透破坏过程中流体对颗粒作用力的基础上,利用加速度场与拖曳力的简化形式表征流场作用力,提出了一种简化的渗透破坏离散元快速模拟方法。该方法可以将堰塞体颗粒在渗流场中所受的作用力,直接以加速度场的方式施加在DEM模块中,减少了传统CFD-DEM耦合方法中的双模块交互迭代所需要的计算量,从而在保留CFD-DEM耦合方法计算效果的基础上,有效提升计算效率。最后针对宽级配无粘性堰塞体土料,利用简化后的理想不连续级配颗粒模型,对比CFD-DEM耦合方法计算结果,对本文所提出的快速模拟方法的合理性和有效性进行了验证。研究结果表明,在试样细颗粒流失量随运行时步的变化值与变化趋势方面,简化模拟方法与CFD-DEM耦合方法基本一致,流失量误差不超过3.4%,这表明了本文所提的简化模拟方法的可靠性。当对某一具体的堰塞体颗粒采取简化模拟方法进行模拟时,误差的具体量值可能会发生变化。在计算速度方面,快速模拟方法在本文模拟中的运行速度约为CFD-DEM耦合模拟方法的3.5倍,且当颗粒数量越多时,简化模拟方法的计算速度提升越明显。  相似文献   
3.
尾矿库在线监测是尾矿库安全预警的重要手段,如何识别监测数据中不符合实际情况的异常值,是提升尾矿库安全预警准确率的关键,也是尾矿库在线监测面临的重要问题。采用单类支持向量机、局部离群因子和3σ准则三种方法,对三组尾矿库在线监测数据进行异常识别;根据分类评价指标,研究了不同方法对异常数据的识别效能。结果显示,单类支持向量机、局部离群因子和3σ准则三种方法的平均查准率分别为0.962、0.934和0.929,平均查全率分别为0.960、0.910和0.256,平均正确率分别为0.984、0.970和0.855,平均F1分值分别为0.960、0.921和0.393,平均计算耗时为0.023 s、7.549 s和0.348 s。研究结果表明,单类支持向量机法和局部离群因子法的异常识别效果显著优于3σ准则法,单类支持向量机法识别效果优于局部离群因子法,计算速度显著优于局部离群因子法,其异常识别正确率高、计算速度快、综合性能较好。研究结果为尾矿库在线监测预警领域异常数据识别提供了有益参考。  相似文献   
4.
尾矿库在线监测预警系统设计中,降雨量预警阈值设定是关系到尾矿库防洪安全的重要问题。目前常采用的降雨量阈值确定方法计算的阈值,漏报概率大、空报率高,不能满足实际需求。本研究在对比常用方法的基础上,提出了基于地区水文特征的降雨量预警阈值确定方法,该方法充分考虑了土壤湿度和地区产汇流特性,大大提高了预警准确率,为尾矿库在线监测预警系统降雨量预警阈值的设定提供参考。  相似文献   
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