考虑渗透力作用的危岩主控结构面断裂力学求解

危岩失稳的本质是主控结构面在荷载作用下产生的断裂扩展。从宏观力学角度来看,复合型危岩主控结构面受力机理可概括为压剪、拉剪两种形式。通过介绍主控结构面内渗透力的计算模型,应用线弹性断裂力学的最大周向应力准则,建立了在渗透力作用下两种受力形式的危岩主控结构面应力强度因子和断裂角的计算方法。以重庆万州首立山危岩为例计算结果表明,渗透力的存在使得应力强度因子明显增大,并分别就动、静水压力的影响作了分析。     

黑河水源调配中的Conflict解析法

跨际河流水源在多主体间调配的Conflict问题的协调与消除始终是关系资源合理利用、保护生态平衡的重要课题,以META—game理论为基础的Conflict数理解析方法,研究分析黑河流域水源调配中利益冲突的主体以及水源调配所涉及Conflict问题,利用META-game理论的Conflict数理解析方法,建立典型模型,然后通过模型,借助Conflict数理分析手段,对问题进行安定分析,寻求问题的答案——均衡解。最终提出Conflict问题消除的、能被矛盾各方接受的推荐方案,供决策部门选择。     

泥石流固相在浆体中沉降规律研究

基于大量试验观察及数据分析研究,揭示了泥石流固相在浆体中的沉降规律。研究影响固相在泥石流浆体中沉降的三个主要因素,分析了各个因素影响泥石流固相沉降的根本原因。泥石流固相在浆体中沉降过程中可分为三个阶段,首先为初。始阶段,继而为快速沉降阶段,最后呈减速沉积阶段,并对各个阶段的沉降过程作了详细的分析。其中浆体粘度、固相质量和附加孔隙压力对固相在泥石流浆体中的沉降规律存在着至关重要的影响。     

危岩主控结构面应力强度因子求解分析

危岩是迄今研究程度极其薄弱的地质灾害类型,而主控结构面受荷损伤断裂是危岩发育机理研究的核心技术。遵循应力强度因子的可叠加性假定,运用断裂力学方法及极限平衡理论,构建了倾倒式危岩主控结构面的应力强度因子计算方法,以及损伤-断裂判别式,并建立了主控结构面的断裂数值模拟方法,为深入研究危岩发育机理以及危岩灾害的有效治理奠定了理论基础。     

危岩破坏激振信号局部和细节信息特征

危岩属于一种突发性地质灾害,危岩破坏会突然释放能量,以激振波的形式向邻近危岩块传递,劣化相邻危岩体的稳定性。通过坠落式危岩破坏激振效应模型试验,对采集的激振信号进行小波滤噪处理,选取模型试验第25~35 ms共10 ms时间段的激振信号,作为分析激振信号局部和细节信息特征的基础数据。分析结果表明,实验条件下分析时段内,危岩破坏激振信号局部信息存在周期性,激振信号在水平方向存在8~9个激振峰,周期1.0~1.4 ms,在竖直方向存在3~4个激振峰,周期2.2~3.0 ms;测点与激振源之间的距离影响着激振信号的峰值强度,距离越近,峰值强度越大;危岩块之间界面的完整性对激振信号出现频率和峰值强度都有显著影响,激振信号穿过不完整的界面后激振信号主峰存在一定滞后性,实验条件下滞后时间10 ms左右;危岩破坏激振信号的局部和细节信息基本都在细节系数中予以体现,尤其是主频率主要位于d3~d7所对应的中频细节信息内。研究成果对于进一步实施危岩破坏激振效应的相似模型试验具有积极意义。     

浆体黏度和级配颗粒组合条件下泥石流冲击特性模型试验

冲击特性是泥石流减灾及沟谷地貌演化的重要基础理论问题。建立泥石流冲击试验模型并进行了5组液相浆体黏度（0,0.13,0.37,0.72,0.93 Pa·s）、5组固相比（0,0.02,0.04,0.08,0.16）,5组固相颗粒粒径（0,0.075～0.2,0.3～0.5,0.8～1.0,1.3～1.5 cm）组合下的泥石流冲击特性模型试验,将试验工况分为清水流、水石流与泥石流,采用小波理论对冲击荷载进行消噪并进行冲击荷载时程曲线及冲击荷载均值分析。分析结果表明：清水流冲击荷载均值为2.84 kPa;水石流冲击荷载均值与固相比及颗粒粒径大小呈正比,且固相比越大,水石流龙头冲击作用越小,颗粒粒径越大,冲击荷载变化幅度越大;泥石流时,随着浆体黏度、固相比及颗粒粒径增大,泥石流冲击力呈非线性增大,浆体黏度对泥石流冲击力影响明显,随着黏度的增大,不同颗粒粒径组合下泥石流冲击力均值分别为4.41,5.09,5.89,6.46,6.70 kPa。     

泥石流浆体冲击特性实验研究

进行液相浆体粘度0Pa•s、 0.13 Pa•s、0.37P Pa•s、0.72 Pa•s、0.93 Pa•s的泥石流浆体冲击特性模型实验,采用小波方法揭示泥石流浆体冲击特性,结果体现在三方面：随着泥石流浆体粘度的增大,泥石流冲击力与冲击力标准差呈非线性增大,冲击力概率密度由近似正态分布逐渐偏离;泥石流95%以上的冲击能量分布在小于1.958Hz 的低频部分;泥石流冲击能量百分比总体从低频至高频呈迅速衰减分布趋势,且泥石流粘度越高,低频段至高频段的冲击能量衰减速度越快。本文成果对于推动泥石流动力特性科学研究具有积极意义。     

危岩链式规律的力学演绎

危岩链式规律主要是对群体危岩崩落的先后顺序的描述。危岩链式规律的研究核心是确定各个受力不同的危岩体的崩落时间。危岩的崩落时间主要由三部分组成：岩腔的形成时间,危岩主控结构面的裂纹孕育和裂纹的扩展破坏所需要的时间。其中岩腔的形成时间主要由软、硬质岩的风化速度差所决定,裂纹的孕育和裂纹的扩展时间主要由各块危岩体所受的荷载决定。裂纹的孕育和扩展时间通过岩石的蠕变损伤断裂理论进行求解。然后通过对各块危岩体的崩落机理和时间的综合分析验证了群体的崩落基本上是和危岩链式规律相符合的。获得了的群体危岩崩落机理和时间计算方     

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 通过对金属维氏硬度试验的不确定度的分析与计算，介绍一种维氏硬度试验不确定度的评定方法。     

石质山区崩塌灾害形成机制——以四面山国家级风景名胜区红岩山为例

崩塌是石质山区主要的地质灾害,崩塌源通常存在稳定性较低的大量危岩体,其形成机制是防治崩塌灾害的关键环节.现场调查发现,四面山国家级风景名胜区红岩山崩塌源的危岩可分为坠落式危岩、倾倒式危岩、座滑式危岩和扶壁式危岩4类,所占比例分别为70%、15%、8%和7%;具有4级陡崖的地形特征、硬质砂岩和软质泥岩交互沉积、近于正交的3组岩体结构面是红岩山崩塌灾害孕发的主要环境地质条件;根据现场观测,岩腔后侧壁泥岩压裂风化速度5.2 cm/a左右,是斜坡表面裸露泥岩气候风化速度的3～6倍,岩腔的形成过程是崩塌灾害演绎的起搏器;运用地貌学方法揭示了红岩山崩塌灾害链式演化规律,当岩腔深度超过3 m后,岩腔顶部的危岩块易于发生崩塌.