多级刚网结构拦阻碎屑流过程的数值模拟研究

利用离散单元法对多级刚网拦阻碎屑流过程进行了数值模拟研究,在采用典型试验对数值计算的正确性和有效性进行数值验证的基础上,进一步研究了刚网间距和网孔尺寸等对各级结构受力的影响.研究结果表明:碎屑流在多级刚网结构的拦阻下逐级减速,形成了反弹、穿透和爬升等运动形式,这些运动形式对应了各级结构受力过程的波动和峰值等特征.在间距...     

裂隙岩体表征方法及岩体水力学特性研究

 岩体中裂隙展布的多样性和随机性是裂隙岩体工程特性研究的关键问题。考虑岩体裂隙几何形态(走向、倾角、迹长、间距、隙宽等)的随机性,利用Monte Carlo模拟技术,编制裂隙网络生成程序RFNM2D和RFNM3D。利用RFNM,不但能够生成可以描述和表征岩体及其裂隙结构信息的虚拟裂隙网络岩体,还能够将生成的裂隙网络岩体进行数值离散化,从而可以直接和多种数值计算方法(有限元法、离散元法等)相结合来解决实际工程问题。因此,RFNM生成的裂隙网络岩体实际上是一种数字随机裂隙岩体模型。基于渗流力学理论,应用有限元方法编制软件GeoCAAS,研究裂隙岩体的水力学特性,探讨裂隙几何形态对渗流性状的影响。     

障碍物的设置对颗粒流动过程的影响

雪崩、滑坡、滚石和泥石流等山地灾害具有很强的破坏性,它们对人类的生命和财产安全构成了严重的威胁,因而需要加强对其发展过程及防治措施的研究。设置障碍物是控制这些山地灾害运动和堆积过程的主要手段,为了研究障碍物的设置对灾害发展过程的影响,采用了SH颗粒流动理论和近似Riemann解的Roe格式有限体积离散方法对颗粒流经不同设置障碍物的流动和堆积过程进行了数值模拟计算,并讨论了障碍物的不同设置对颗粒流动的影响。数值计算结果表明,障碍物的设置对颗粒流动过程将产生较大的影响,只有对障碍物进行正确的设置才能达到防护的目的。数值计算模拟可以优化障碍物的设置,从而为灾害防护和山区规划设计提供经济而合理的参考方案。     

泥石流沿程侵蚀动力过程模拟分析

在泥石流运动过程中,途经的松散表层材料可能会因泥石流的剪切作用而产生运动,从而形成对沿程地表的侵蚀.为模拟泥石流沿程侵蚀动力过程,并研究沿程侵蚀对泥石流动力过程的影响,结合泥石流动力模型理论和近似Riemann解的HLL有限体积数值离散方法,对一个典型的沿程侵蚀的历史泥石流进行反演计算分析.考虑泥石流动力过程中的沿程侵蚀作用,再现泥石流的动力过程,计算结果与实际泥石流的致灾范围吻合较好,从而验证动力模型理论和数值求解的有效性.同时,与未考虑沿程侵蚀作用的计算结果作比较,结果表明沿程侵蚀作用会增加泥石流的运动体积,从而显著影响泥石流的动力过程,使其具有更大的危害性和更强的破坏力.     

基于滚动阻力模型的加筋碎石三轴试验数值模拟研究

具有不规则形态的碎石间通过咬合与摩擦等作用形成了阻碍滚动的阻力，而基于传统线性滑移接触模型的球形离散单元无法模拟碎石间由咬合摩擦而形成的滚动阻力。通过采用滚动阻力模型对加筋碎石三轴试验进行数值模拟，数值结果与试验数据吻合良好，从而验证了方法的正确性和有效性。研究结果表明，滚动阻力模型可以有效模拟碎石间咬合与摩擦所形成的滚动阻力，尤其是在对碎石滚动提供更强约束的加筋情况下具有更强的适用性和更好的模拟效果，而在基于滚动阻力模型的数值模拟中所采用的球形单元相比复杂形态离散单元和颗粒簇单元的方法在计算成本上则更具优势。     

基于动力条分法的滑坡运动过程模拟分析(研究生论坛）

为实现整个滑坡运动过程的数值模拟,根据连续体运动理论微分方程,推导出模拟滑坡运动的动力条分块体模型,相较传统静水侧压力理论在模型中考虑了不同运动状态下主动和被动侧压力作用,从而更符合岩土类材料运动的实际情况。应用模型对沃楚西特坝滑坡破坏后运动过程进行了数值模拟分析,结果表明计算与实际情况基本吻合,从而验证了本文所用方法的有效性和稳定性,分析表明由于孔隙水压力的作用,沃楚西特坝滑坡在12s内就基本完成了主要的滑动和变形,表现出很高的流动性,同时滑坡后缘可能出现的张拉裂缝及其中水压的存在等因素将对滑坡后缘堆积形态产生影响,但对前缘的影响不大。     

矿山泥石流灾害防治研究

在分析了大量文献和工程实例的基础上,对露天矿山泥石流、井下泥石流和排土场泥石流等3种主要类型矿山泥石流灾害进行了介绍,并就各自的形成条件与形成机理进行了论述,提出了具体的防治措施。     

障碍物的设置对颗粒流动过程的影响

雪崩、滑坡、滚石和泥石流等山地灾害具有很强的破坏性,它们对人类的生命和财产安全构成了严重的威胁,因而需要加强对其发展过程及防治措施的研究。设置障碍物是控制这些山地灾害运动和堆积过程的主要手段,为了研究障碍物的设置对灾害发展过程的影响,采用了SH颗粒流动理论和近似Riemann解的Roe格式有限体积离散方法对颗粒流经不同设置障碍物的流动和堆积过程进行了数值模拟计算,并讨论了障碍物的不同设置对颗粒流动的影响。数值计算结果表明,障碍物的设置对颗粒流动过程将产生较大的影响,只有对障碍物进行正确的设置才能达到防护的目的。数值计算模拟可以优化障碍物的设置,从而为灾害防护和山区规划设计提供经济而合理的参考方案。     

地下工程保护生态环境的优越性

保护生态环境是实施社会经济可持续发展战略的重要举措,本文从社会经济的发展对人类赖以生存的生态环境产生不利影响,如植被破坏、大气污染、水土流失等环境问题入手,依据国内外诸多利用地下工程改善生态环境实例,对大城市、山岭地区、江河水域交通运输采用隧道工程保护生态环境的优越性进行深入分析和探讨。结果表明,隧道工程和地下空间利用可减少车辆对环境的污染及山岭地区的植被破坏,保证交通全天候畅通运行且不影响水路航运,提高土地利用效率和城市抵御自然灾害和战争破坏的防御能力。实践表明隧道工程和地下空间利用是保护生态环境实现经济可持续发展战略的最有效途径之一。     

抚顺西露天矿北帮“7·25”滑坡数值反演分析北大核心

对由降雨触发的抚顺西露天矿北帮"7·25"滑坡进行了反演计算分析,所得到的边坡初始水位线、失稳时间和失稳滑动面均与实际情况相符,从而验证了计算和结果的正确与有效性;在此基础上研究了排水管失效及风化破碎带深度对边坡稳定性的影响。结果表明:排水管能有效降低地下水位线并提高边坡稳定性,一旦排水管失稳将会造成边坡安全度下降,在降雨条件下边坡可能会在更短的时间内失稳,因此应定期对排水管进行检修以保证其有效工作;而风化破碎带对边坡稳定性也有着较大的影响,在风化、卸荷等作用影响下风化破碎带深度可能是动态变化的,因而需要加强动态监测以保证边坡的安全稳定性。