高速滑坡–碎屑流颗粒反序试验及其成因机制探讨

采用室内物理模型试验对滑坡碎屑流在运动过程的颗粒分离问题进行研究,主要考虑小颗粒含量、粒径差以及滑床糙率等因素的影响。试验结果表明:碎屑物质在运动中的分离程度受粒径差影响较大、受小颗粒含量的影响较小,增加滑床糙率可以使得颗粒分离现象更加明显。结合现场调研、物理模型试验及已有研究成果对高速滑坡–碎屑流运动过程中颗粒反序的成因机制进行探讨:碎屑物质在高速运动过程中,由于小颗粒等效摩擦系数较大,碎屑物质在运动方向上出现大颗粒在前小颗粒在后的分离现象;进入减速堆积阶段,小颗粒先停积,后续大颗粒可越过小颗粒堆积物继续向前运动,而小颗粒则多被阻挡在堆积物末端,最终堆积物形成前端以大颗粒为主、末端以小颗粒为主,中部大颗粒在上小颗粒在下的堆积物结构。     

不同粒度砂岩力学和渗透特性试验研究

为探讨砂岩粒度对力学行为和渗透特性的影响,利用MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统,对取自同一工程的粗粒砂岩、中粒砂岩和细粒砂岩进行常规三轴试验和三轴压缩全过程渗透试验。研究表明:随着粒度减小,砂岩抗压强度及抗剪强度参数c和φ均增大;渗透水压作用下砂岩强度降低5.15%~24.66%。渗透率变化规律与变形变化特征呈阶段对应:线弹性阶段砂岩内部孔隙被压密,渗透率降低;弹塑性阶段渗透率先是缓慢增加然后急剧上升,在峰后达到最大值;峰后继续破坏阶段渗透率又呈逐渐降低特征。相同粒度砂岩的渗透性随围压增加而降低,且不同围压下渗透率可拟合成线性函数;相同围压下不同粒度砂岩渗透率整体特征表现为:粗粒砂岩渗透率K约为中粒砂岩的105倍,中粒砂岩渗透率K约为细粒砂岩的10倍。     

石笼拱柔性拦截坝新技术及其数值模拟

针对常见的泥石流拦挡结构被冲击破坏的问题,提出了柔性石笼拱拦截坝新技术。柔性石笼拱以石笼为主要材料,砌筑成拱形,上游面铺设废旧轮胎防冲垫层,拦截泥石流。利用ANSYS LS-DYNA软件,分析了柔性石笼拱结构对泥石流冲击的动力响应,并与刚性浆砌石结构进行对比。通过MIDAS GTS软件计算,分析了石笼拱拦蓄泥石流后孔隙水压力变化及静力稳定特性。数值计算结果表明,柔性石笼拱结构能合理地优化结构受力,变形自适应,减小巨石冲击荷载以及饱和泥石流的浆体压力对结构的不利影响。     

深部厚煤层长壁高水充填工作面矿压显现规律

通过研究深部厚煤层长壁高水充填1126工作面双节式液压支架顶梁对顶板的重复支撑作用,发现高水材料充填开采工作面矿压显现规律有以下特点:改变了采空区围岩的受力环境,引起直接顶岩层和基本顶岩层厚度的改变;工作面直接顶岩层的稳定性等级下降,从4类非常稳定顶板,变成介于1类不稳定顶板和2类中等稳定顶板之间的顶板;基本顶岩层从3级来压强烈顶板转变为1级来压不明显的顶板。     

溢洪道贴角斜挑坎挑流水舌水力特性研究

溢洪道出口挑坎体型的设计会依据工程的需求而有所不同.通过模型试验和数值模拟结合的方法,将常规的斜切式挑坎与加贴角的斜切式挑坎的水舌形态、水舌挑距、挑高、水舌及下游紊动能和紊动能耗散率进行比较分析,得出了加贴角后斜挑体型的新的特征.对于狭窄河道大交角溢洪道,加贴角斜切式挑坎能够使挑流翻转偏向一侧,有利于挑流的归槽,减小了入水宽度和对单侧岸坡的冲刷,且挑流在空中运动时紊动剧烈,砸落水垫时紊动能耗散迅速,有利于下游消能防冲.     

基于损伤多重分形特征的岩石强度 Weibull 参数研究

利用多重分形计算并绘制出表征岩石三维损伤微裂纹分布复杂性的多重分形谱,引入一个表征岩石材料不均匀性、各向异性的相对分形维数,结合多重分形谱的奇异性值,对岩石实际受损状态的量化表达方法进行了探讨,并基于岩石微元强度的 Mohr-Coulomb 准则表示方法及其服从 Weibull 随机分布的特点,在本构模型中引入初始损伤分形参数,结合岩石单轴应力应变试验曲线,对不同多重分形参数下岩石强度 Weibull 参数取值规律进行了研究。结果表明：同一种岩石在不同损伤状态下,表征其强度特征的 Weibull 参数值以一定规律发生变化,且微裂纹的分布对受损岩石峰后强度造成不同程度地影响,进一步完善了岩石损伤统计本构模型。     

高锰酸钾与粉末活性炭联用工艺絮体粒径变化规律的研究

以河水为原水,在选择适宜水力条件的基础上,考察了混凝剂为硫酸铝(AS)、氯化铁(FeCl3),投加粉末活性炭(PAC)和高锰酸钾(KMnO4)强化常规处理工艺时絮体粒径的变化规律。试验中采用激光粒度仪在线多次测量絮体平均粒径,然后利用软件对数据进行处理,考察了不同药剂投量工况组合时浊度、UV254的变化情况。试验结果表明,投加不同量的PAC后,原水的粒径变化不大,但在PAC投量不同的条件下投加相同量混凝剂后,形成的絮体粒径差异明显;在PAC投量与混凝剂投量不变的条件下,投加不同量的KMnO4对絮体粒径的影响也较大;相同条件下,使用50 mg·L-1 FeCl3形成的絮体比60 mg·L-1 AS的大、絮体增长达到稳定所需的时间更短。     

导流洞挑射水舌的模型试验及数值模拟研究

采用模型试验和数值模拟相结合的方法对导流洞挑射水舌的水力特性进行了研究。原设计连续挑坎存在水舌落砸本岸基岩的问题,改为斜切挑坎予以解决;采用RNG k-ε紊流模型计算了三维流场,再现了水舌的空中形态,对比沿程水面线、出口流速和水舌挑距,计算结果与测量数据吻合较好。研究结果表明：对于中低流速的斜切挑坎,挑角以15～25°为宜,高坎出口的表面流速明显小于低坎出口的临底流速,会导致高坎出口挑距明显缩短,理论分析时应考虑挑坎高差对流速的影响。     

基于改进云推理模型的年径流预测

逐年年径流量之间存在相关关系,且这种相关关系具有不确定性,然而云推理模型能有效将不确定关系定量表示。根据鸭绿江流域荒沟水文站1964~2001年实测年径流系列,利用改进的云推理模型模拟相邻年份年径流关系并进行径流预测,以预测值与实际值的相对误差评价预测效果。计算结果显示,当预见期为3a时,最大相对误差为4.21%,相对误差<20%的达到100%;预见期为5a时,最大相对误差29.49%,相对误差<20%的达到80%,表明云推理模型进行年径流预测具有较好的效果。     

干旱指数在四川省的适用性分析

干旱灾害频发严重制约着四川省的农业发展,为合理分析四川省干旱情况,干旱指数的选择尤为重要。本文基于四川省39个气象站点1960年-2013年的气象资料,分别计算1961年、1994年、2006年和2009年-2010年各站点相对湿润指数M、气象干旱综合指数CI、标准化降水指数SPI和标准化降水蒸散指数SPEI,利用Arcgis反距离插值法进行空间插值,并与中国气象灾害大典记录的四川省典型年干旱情况进行对比分析,进而评价四种干旱指数在四川省的适用性。结果表明:对于1961年夏旱,M指数和CI指数均表现出无旱或轻旱,SPI指数结果较实际情况偏小,SPEI指数监测出了干旱的重灾区,效果在四个干旱指标中最好;1994年夏伏旱,M指数监测结果偏小;CI指数出现了空报,对川东地区和川西高原的监测结果偏小,SPEI指数在达县、巴中一带结果偏小,而SPI指数在成都、绵阳一带的结果偏小。2006年伏旱,M指数监测结果偏小;CI指数比M指数效果稍好,但结果仍然偏小;SPI指数和SPEI指数监测出的干旱特征与实际一致;2009年-2010年的冬春连旱,SPEI指数效果最好,M指数次之,SPI指数效果最差。SPEI指数最能反映四川省典型干旱年干旱的空间分布特征。