滑坡受灾结构体易损性离散元分析

地质灾害中的结构体易损性的评估涉及到灾害体冲击力以及结构体本身的强度2个方面的内容。在传统的力学模型中,滑坡灾害体被视为刚性体并且其冲击力的大小通过能量守恒来求得;然而模型中却忽略了滑坡解体过程中能量的损耗,以及解体之后块体之间挤压、摩擦、撞击等相互间的力学作用所造成的能量损耗。这就导致了传统力学模型所算得的灾害体冲击力往往要大于实际工况下的灾害体冲击力。因为在高速远程滑坡灾害中,滑坡的破碎程度在很大程度上最终决定了灾害体对结构体的冲击力,所以通过某个典型滑坡并基于二维离散元模型对不同破碎程度滑坡的致灾程度进行系统性的研究。首先,研究了不同破碎程度下滑坡的滑程;其次,研究了不同破碎程度下滑坡和结构体之间的动力响应情况;最后,研究了结构体被滑坡冲击过程中的应力分布情况。通过研究发现:滑坡的滑程和其破碎程度呈反比;滑坡运动过程中能量的损耗主要是块体间的摩擦以及块体间的碰撞,并且在其解体阶段主要是块体摩擦起到主导作用,在其滑动阶段主要是块体碰撞起作用;结构体所受最大合力和灾害体破碎程度呈正比;结构体上应力分布呈"三角分布",即结构体顶端应力很小,越往下端其应力越大,对于防灾结构体本身的结构优化具有指导作用。所得的结论对于实际灾害的防灾指导具有一定的参考价值。     

约束条件下粗细混合颗粒动力机理分析

混合颗粒的堆积问题一直是自然界以及工业界一个悬而未决的问题。研究的对象是相同密度不同尺寸的两相混合颗粒。通过三维离散元软件PFC3D建立高仿真数值模型并进行离散元数值试验,通过数值模拟和试验对比确定本次研究所用的参数。然后对不同条件斜槽下的颗粒堆积形态进行观察并总结其堆积规律;紧接着进一步测定相同体积条件下均匀颗粒和混合颗粒分别对结构体的动力荷载变化;最终通过研究不同斜槽约束条件下混合粒径条件下的颗粒流的运动情况并得到相应规律性的结果。通过研究发现,混合颗粒粒径条件下的颗粒流运动情况和均匀颗粒粒径条件下的颗粒流运动情况差异较大,颗粒分选对其动能的影响,有约束条件下的斜槽会增加颗粒流的滑程并提高其龙头的速度。该结论对于揭示碎屑流远程特性有一定的参考价值。     

不同采空区开挖滑坡灾害与结构体动力响应研究

我国存在大量的采空区导致的滑坡灾害。人为的扰动是导致边坡失稳的主要因素,在采空工程中,采空区的高度是影响其稳定性的一个主要指标。关于采空区导致边坡失稳之后,造成的滑坡与结构体之间的相互作用对于此类灾害的防治有十分重要的意义。本次研究在PFC2D中搭建了二维边坡模型,并且研究了不同采空区高度造成的滑坡灾害与不同距离结构体之间的动力关系。研究结果表明灾害的堆积结果和边坡的角度、结构体的距离存在一定的关系。并且当结构体位于堆积区B内时,冲击力会随着采空区高度的增加而增加,最终稳定在一个最大值处;而当结构体位于堆积区B之外时,冲击力则只是维持在某一个固定值附近波动。该结果对采空区条件下的边坡治理有一定的实际意义。