考虑弹塑性变形的泥石流大块石冲击力计算

以Hertz接触理论为基础,考虑结构的弹塑性特性,给出泥石流大块石冲击力的计算方法。采用Thornton假设,即材料为理想弹塑性体,对Hertz接触理论进行弹塑性修正,推导考虑材料塑性的接触压力计算公式。为模拟泥石流大块石对构筑物的冲击,将构筑物假设成静止不动的平面,将大块石简化为以某速度运动的质点,建立基于修正Hertz接触理论的计算模型。计算结果表明,泥石流大块石在很小的冲击速度(小于1m/s)下就可能导致混凝土材料冲击接触面上产生塑性变形。考虑结构弹塑性特性后,冲击压力计算结果小于弹性冲击压力,更符合实际情况。     

泥石流冲击力的研究现状

泥石流冲击力是泥石流动力特性的重要组成部分,也是泥石流支挡结构的设计依据。以泥石流冲击力为研究对象,对泥石流冲击力的计算模型以及野外实地观测研究进行阐述与分析。结果表明:现有的冲击力计算公式大多采用拟静力方式获取泥石流最大冲击荷载,未考虑泥石流冲击荷载的动态变化效应和时间效应;由于各种条件的限制,导致泥石流冲击力实测信号获取困难,这会限制泥石流防灾减灾工作的发展。     

泥石流中石块尺寸与其流速间的关系

泥石流中砾石冲击力的估算对结构减灾设施的设计很重要。砾石冲击力公式对泥石流中的石块尺寸和速度非常敏感。目前的设计规范建议设计石块的尺寸等于流深,速度等于泥石流的流速。这篇论文运用录像分析软件考察了泥石流中不同尺寸石块的速度。泥石的速度大体上随尺寸的增大而减小,并发现其减小率取决于石块在泥石流中整合的能力。     

GPS野外测量的几个问题及对策

本文概述了GPS全球定位系统在野外测量中的一些操作方法及注意事项,并结合生产实践,总结出GPS在野外测量中存在的几个问题及对策.     

泥石流近景摄影测量及可视化

介绍了对泥石流实验实施近景摄影测量的情况 ,以泥石流实验中由两台相机对泥石流连续同步拍摄的立体像对作为量测介质 ,采用数字摄影测量技术或测图仪观测泥石流表面特征点三维坐标 ,通过建立泥石流三维立体模型获得泥石流运动动态过程及系列参数。三维坐标量测精度约为± 4mm。     

关于GPS野外测量中常见问题的分析

本文概述了GPS全球定位系统在野外测量中的一些操作方法及沣意事项,结合多年生产工作实践,以徕卡1230型GPS的外业应用为例,总结几点GPS野外测量中可能存在的问题及应对之策。     

桥墩受泥石流破坏机理分析

选取规范推荐公式,建立ANSYS有限元模型,分析了在静力和动力冲击荷载下桥墩应力状态的改变,研究泥石流对桥墩破坏的链式关系以及成灾机理,并提出相应减灾对策,以期为泥石流区桥梁的设计建设提供指导。     

谷坊在泥石流防治中的作用--以云南蒋家沟2条支沟的对比为例

泥石流灾害严重威胁其影响区人民的生命和财产安全,但是泥石流灾害可以通过诸如控制侵蚀等工程措施来预防或者减轻。谷坊正是能够在泥石流形成区对泥石流灾害进行有效防治的工程措施之一。在野外实地调查的基础上,运用构造地质、工程地质、岩土力学等理论和方法,对比云南蒋家沟泥石流的2个主要支沟——门前沟(有谷坊布设)和多照沟(没有谷坊布设)在沟床纵坡降、沟谷两侧斜坡稳定性及泥石流侵蚀速率等3个方面的差异,来说明谷坊工程能够有效抬高泥石流侵蚀基准面,降低泥石流沟谷回淤段沟床纵坡及由此带来的泥石流流速的降低和能量的耗散,固定沟床、稳定岸坡、促进植被生长,最终达到防治泥石流的目的。此外,还讨论了谷坊设计时需要注意的几点问题。     

盖州市南岔村泥石流特征与治理措施分析

本文从盖州市南岔村泥石流易发区流域特征、河流流量计算、一次泥石流过程总量计算、泥石流流速计算、设计河流深、宽计算、河道护面材料选择、泥石流地质灾害治理方案等方面对减轻或避防泥石流灾害进行分析探讨,以供类似工程参考。     

撞击速度的变化对陨石撞击形变场的影响及其规律探讨

针对苍山陨石撞击事件，运用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元程序，分析讨论撞击速度的变化如何影响陨石撞击形变场及其形成、发展和演化。得到了撞击速度与撞击形变场的关系曲线，可作为陨石撞击研究的重要依据。     

初始含水量对砂土泥石流启动影响作用分析

 利用自制小比例模型槽,结合可控降雨强度的降雨模拟器,进行人工降雨诱发泥石流的室内模型试验,着重研究不同初始含水量对砂性泥石流启动下滑过程的影响。基于滑坡型泥石流启动过程,利用精密的基质吸力测量仪器,对非饱和砂土黏聚力随含水量的变化关系进行研究。使用先进的高速动态数据采集仪和YEC-DASP数据分析系统进行孔压的量测与分析。运用GeoDog软件对堆积土体启动前的位移场进行分析,研究滑坡土体破裂面处水土作用关系。通过研究不同初始含水量堆积土体向泥石流转化的宏观破坏状态以及滑裂面位置,揭示初始含水量对堆积土体在启动过程中产生的影响。     

未确知测度理论在东川泥石流危险性评价中的应用

将未确知测度理论应用到东川泥石流沟危险性评价中。根据实际工程地质条件,选取12个泥石流危险性影响因子作为评价指标,制定评价指标的危险性分级标准。根据未确知测度理论建立泥石流危险性评价指标的单指标测度函数,然后运用层次分析法计算各评价指标的权重,得到泥石流危险性的综合测度函数,最后使用置信度识别准则对泥石流危险性等级进行判定。将该方法应用于云南省东川地区12条泥石流沟,结果表明,该方法的判定结果比经典方法更符合实际,证明了该方法的合理性。     

地震作用下泥石流源区砾石土体强度的衰减实验

泥石流源区广泛分布着砾石土，从野外观察分析和理论计算可知，泥石流源区产流是由于土体强度降低的结果。经已往研究发现，地震作用产生的振动经常导致泥石流的发生，世界上许多地震活动带，同时也是泥石流活动带，这种分布的关联性使我们有理由推断地震的作用会使泥石流源区的砾石土体强度降低，导致土源大量激发，促进泥石流的暴发。基于这样的分析，利用土动三轴剪力仪，取泥石流源区的砾石土作为实验对象，以砾石土的含水量，土体的深度(围压)，土体的破坏标准和地震的震级(振动周次)为变量，取土体的粘聚力c、有效粘聚力c’、土体的摩擦角φ和有效摩擦角φ’作为土体强度衡量的指标进行实验。实验结果表明在地震作用下，土体的c值和c’值，随含水量的增加先是增加而后降低，其最大值时饱和度达84％左右。随着振动强度的增加，土体的粘聚力c、有效粘聚力c’逐渐减小，高含水土体的c’值在足够的振动强度条件下可以降为0。随着含水量的增加，φ和φ’值逐渐降低，但φ’值仅当饱和土体在强烈振动作用下会降低到0。一般地，土体的内摩擦角φ,总是随着振动周次的增加而减低，但减低的幅度较小：而有效内摩擦角φ’值的变化相对较复杂，在低地震强度(振动周次20周以下)的作用下，其值随着振动周次(震级)的增加有较小的降低。而在振动周次达到20周以上时，含水量与地震作用对φ’变化的联合影响作用显著，对于低饱和度的土体，当振动周次大于20周以后φ’值逐渐升高。但对于饱和土体，当振动周次达到一定的数值(50周)以后土体的φ’值迅速降低，直至为0。对于接近饱和的土体(本实验的饱和度为92％)，其φ’值随振动周次的升高变化不稳定，是受破坏标准等因素的影响或升高或降低。     

岩体力学参数的变化对陨石撞击形变场影响规律的探讨

运用目前流行的ANSYS／LS-DYNA非线性有限元程序，针对苍山陨石撞击事件，选择对称罚函数法，研究分析撞击作用区域岩体力学参数的变化是如何影响陨石撞击形变场的形成、发展和演化，并得到弹性模量等几个典型参数与撞击形变场的关系曲线。     

弹丸超高速斜撞击碎片云特性数值模拟

航天器在低地球轨道上工作的过程中可能受到空间碎片撞击,这些撞击有的会造成航天器运行系统的损坏,更有甚者会造成航天器的运行失效,因此有关空间碎片的防护设计成为航天器设计中不可忽视的重要问题。采用AUTODYN软件对薄板受到球形弹丸超高速斜撞击所造成的碎片云进行数值模拟研究,通过和现有的实验结果对比验证其有效性。然后通过利用这个数值模型研究撞击角度对碎片云特性的影响。数值研究的结果表明:当弹丸的撞击速度和弹丸直径都固定的情况下,其形成碎片云的长度、直径、碎片云最大速度点与撞击点连线和弹丸初速度所在直线的夹角角度随着撞击角度的变化而改变。     

泥石流启动过程中水土作用机制的宏细观分析

 利用自制小比例模型槽,结合可控降雨强度的降雨模拟器,进行人工降雨诱发泥石流的室内模型试验,着重研究不同降雨强度对砂性泥石流启动下滑过程的影响。利用精密的基质吸力测量仪器(PF-Meter测量仪),对非饱和砂土基质吸力随含水量的变化关系进行研究。利用孔隙水压力量测技术,对降雨过程中孔隙水压力的变化进行测量。通过水土作用的力学变化规律对泥石流启动时的宏观影响因素进行分析。在宏观分析的基础上,利用CCD微观摄像技术,观测砂土内部砂颗粒的运动规律,运用GeoDip软件从细观的角度对泥石流堆积土体力学变化的成因进行探讨。分析结果表明砂土在雨水作用下,砂颗粒的运动是导致堆积土体内部力学变化的主要因素。     

泥石流堆积形态分析*

泥石流体的力学性质一般属宾汉(Bingham)体,其运动要克服极限切应力,因此在斜槽中会堆积下来,并在沟口形成扇形地.以往多认为在均一斜面上堆积形态是等厚的,因而就推论出存在不淤坡度等观点.根据实际观测和模型试验,实际上堆积厚度沿程是不等的.根据不等厚度的假定,导出了泥石流的堆积方程式,不仅对堆积形态的计算更接近实际,而且对泥石流运动有了新的看法泥石流在任何坡度下都能够流动,在任何坡度下都会产生堆积,仅仅是其堆积形态和数量不同而已.