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主编审稿2023年 31卷 第2期
上一期
2023, 31(2): 351-357.
摘要
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摘要:
沉积岩形成后由于构造运动和热液运移而导致节理裂隙中晶体生长形成岩脉充填，方解石脉充填节理裂隙后与母岩形成整体，公路隧道及边坡工程中会经常遇到岩体中充填有大量的方解石脉。方解石脉与围岩之间的边界由于形成地质结构，所以对于岩体在应力作用下的力学响应具有重要作用，另外方解石脉的充填厚度也会显著影响到岩体的整体力学行为。本次研究从贵州省惠水至兴仁高速公路工程野外露头采集了含有不同厚度方解石脉的石炭纪石灰岩，考虑到不同厚度方解石脉充填以及区域长期降雨过程中水对岩石力学行为影响这两个重要因素，首先对天然以及饱和后的岩石切片开展了矿物组构的统计分析，然后在实验室制备了标准圆柱形岩石试样并开展了天然以及饱和后的单轴压缩力学实验。通过单轴压缩实验获得了试验过程的全应力-应变曲线，针对破裂后试样采用工业CT扫描及三维重构获得了岩石试样中的裂缝形态特点。经过对饱和以及天然状态下含不同厚度方解石岩脉灰岩的力学行为和裂缝分布的分析发现，由于方解石岩脉厚度和含水饱和度的增加，其单轴受压状态下整体塑性显著增加且强度明显降低，岩石饱和后矿物组构的变化以及方解石脉厚度的增加对其力学行为以及破裂模式有明显影响。另外随着方解石脉厚度变化而导致的力学行为变化表明，方解石岩脉充填在岩石中不仅形成地质结构面而影响其力学行为，另外由于与母岩形成整体抵抗变形而导致其力学行为产生显著变化。 沉积岩形成后由于构造运动和热液运移而导致节理裂隙中晶体生长形成岩脉充填，方解石脉充填节理裂隙后与母岩形成整体，公路隧道及边坡工程中会经常遇到岩体中充填有大量的方解石脉。方解石脉与围岩之间的边界由于形成地质结构，所以对于岩体在应力作用下的力学响应具有重要作用，另外方解石脉的充填厚度也会显著影响到岩体的整体力学行为。本次研究从贵州省惠水至兴仁高速公路工程野外露头采集了含有不同厚度方解石脉的石炭纪石灰岩，考虑到不同厚度方解石脉充填以及区域长期降雨过程中水对岩石力学行为影响这两个重要因素，首先对天然以及饱和后的岩石切片开展了矿物组构的统计分析，然后在实验室制备了标准圆柱形岩石试样并开展了天然以及饱和后的单轴压缩力学实验。通过单轴压缩实验获得了试验过程的全应力-应变曲线，针对破裂后试样采用工业CT扫描及三维重构获得了岩石试样中的裂缝形态特点。经过对饱和以及天然状态下含不同厚度方解石岩脉灰岩的力学行为和裂缝分布的分析发现，由于方解石岩脉厚度和含水饱和度的增加，其单轴受压状态下整体塑性显著增加且强度明显降低，岩石饱和后矿物组构的变化以及方解石脉厚度的增加对其力学行为以及破裂模式有明显影响。另外随着方解石脉厚度变化而导致的力学行为变化表明，方解石岩脉充填在岩石中不仅形成地质结构面而影响其力学行为，另外由于与母岩形成整体抵抗变形而导致其力学行为产生显著变化。
沉积岩形成后由于构造运动和热液运移而导致节理裂隙中晶体生长形成岩脉充填，方解石脉充填节理裂隙后与母岩形成整体，公路隧道及边坡工程中会经常遇到岩体中充填有大量的方解石脉。方解石脉与围岩之间的边界由于形成地质结构，所以对于岩体在应力作用下的力学响应具有重要作用，另外方解石脉的充填厚度也会显著影响到岩体的整体力学行为。本次研究从贵州省惠水至兴仁高速公路工程野外露头采集了含有不同厚度方解石脉的石炭纪石灰岩，考虑到不同厚度方解石脉充填以及区域长期降雨过程中水对岩石力学行为影响这两个重要因素，首先对天然以及饱和后的岩石切片开展了矿物组构的统计分析，然后在实验室制备了标准圆柱形岩石试样并开展了天然以及饱和后的单轴压缩力学实验。通过单轴压缩实验获得了试验过程的全应力-应变曲线，针对破裂后试样采用工业CT扫描及三维重构获得了岩石试样中的裂缝形态特点。经过对饱和以及天然状态下含不同厚度方解石岩脉灰岩的力学行为和裂缝分布的分析发现，由于方解石岩脉厚度和含水饱和度的增加，其单轴受压状态下整体塑性显著增加且强度明显降低，岩石饱和后矿物组构的变化以及方解石脉厚度的增加对其力学行为以及破裂模式有明显影响。另外随着方解石脉厚度变化而导致的力学行为变化表明，方解石岩脉充填在岩石中不仅形成地质结构面而影响其力学行为，另外由于与母岩形成整体抵抗变形而导致其力学行为产生显著变化。 沉积岩形成后由于构造运动和热液运移而导致节理裂隙中晶体生长形成岩脉充填，方解石脉充填节理裂隙后与母岩形成整体，公路隧道及边坡工程中会经常遇到岩体中充填有大量的方解石脉。方解石脉与围岩之间的边界由于形成地质结构，所以对于岩体在应力作用下的力学响应具有重要作用，另外方解石脉的充填厚度也会显著影响到岩体的整体力学行为。本次研究从贵州省惠水至兴仁高速公路工程野外露头采集了含有不同厚度方解石脉的石炭纪石灰岩，考虑到不同厚度方解石脉充填以及区域长期降雨过程中水对岩石力学行为影响这两个重要因素，首先对天然以及饱和后的岩石切片开展了矿物组构的统计分析，然后在实验室制备了标准圆柱形岩石试样并开展了天然以及饱和后的单轴压缩力学实验。通过单轴压缩实验获得了试验过程的全应力-应变曲线，针对破裂后试样采用工业CT扫描及三维重构获得了岩石试样中的裂缝形态特点。经过对饱和以及天然状态下含不同厚度方解石岩脉灰岩的力学行为和裂缝分布的分析发现，由于方解石岩脉厚度和含水饱和度的增加，其单轴受压状态下整体塑性显著增加且强度明显降低，岩石饱和后矿物组构的变化以及方解石脉厚度的增加对其力学行为以及破裂模式有明显影响。另外随着方解石脉厚度变化而导致的力学行为变化表明，方解石岩脉充填在岩石中不仅形成地质结构面而影响其力学行为，另外由于与母岩形成整体抵抗变形而导致其力学行为产生显著变化。
2023, 31(2): 358-367.
摘要:
工程地质环境中，高温加速土体干燥，降雨浸湿土体。干湿循环导致土体劣化易引起基础设施和建筑物损害。所以，有必要研究干湿循环对压实黄土体变特性的影响以评价地基和路基等的稳定性。本研究制备了初始含水量为11%，不同干密度(1.5 g·cm-3、1.6 g·cm-3和1.7 g·cm-3)的3组试样。试样在80 ℃下干燥，然后室温下浸入去离子水中饱和，直达预定的干湿循环次数。同时，用数字LCR仪测量土样电阻率，以表征土样的结构变化。采集干燥状态试样表面图像，以分析裂隙开展情况。干湿循环结束后，进行饱和土样的恒应变速率(CRS)试验，获取压缩曲线并确定压实黄土的变形参数。结果表明，随着干湿循环次数的增加，土样电阻率逐渐增大，并且裂隙比增大。无竖向压力下，开始从非饱和状态高温干燥引起土样收缩，随后室温饱和使土样膨胀；之后，从饱和状态高温干燥引起土样膨胀，随后室温下饱和土样引起其收缩。另外，随干湿循环次数增加，弹性压缩指数增加，对于较低密度土样塑性压缩指数减小而屈服应力增大，对于较高密度土样塑性压缩指数呈现增大趋势而屈服应力减小。本研究可为工程实践中压实黄土工后沉降分析提供理论基础。 工程地质环境中，高温加速土体干燥，降雨浸湿土体。干湿循环导致土体劣化易引起基础设施和建筑物损害。所以，有必要研究干湿循环对压实黄土体变特性的影响以评价地基和路基等的稳定性。本研究制备了初始含水量为11%，不同干密度(1.5 g·cm-3、1.6 g·cm-3和1.7 g·cm-3)的3组试样。试样在80 ℃下干燥，然后室温下浸入去离子水中饱和，直达预定的干湿循环次数。同时，用数字LCR仪测量土样电阻率，以表征土样的结构变化。采集干燥状态试样表面图像，以分析裂隙开展情况。干湿循环结束后，进行饱和土样的恒应变速率(CRS)试验，获取压缩曲线并确定压实黄土的变形参数。结果表明，随着干湿循环次数的增加，土样电阻率逐渐增大，并且裂隙比增大。无竖向压力下，开始从非饱和状态高温干燥引起土样收缩，随后室温饱和使土样膨胀；之后，从饱和状态高温干燥引起土样膨胀，随后室温下饱和土样引起其收缩。另外，随干湿循环次数增加，弹性压缩指数增加，对于较低密度土样塑性压缩指数减小而屈服应力增大，对于较高密度土样塑性压缩指数呈现增大趋势而屈服应力减小。本研究可为工程实践中压实黄土工后沉降分析提供理论基础。
工程地质环境中，高温加速土体干燥，降雨浸湿土体。干湿循环导致土体劣化易引起基础设施和建筑物损害。所以，有必要研究干湿循环对压实黄土体变特性的影响以评价地基和路基等的稳定性。本研究制备了初始含水量为11%，不同干密度(1.5 g·cm-3、1.6 g·cm-3和1.7 g·cm-3)的3组试样。试样在80 ℃下干燥，然后室温下浸入去离子水中饱和，直达预定的干湿循环次数。同时，用数字LCR仪测量土样电阻率，以表征土样的结构变化。采集干燥状态试样表面图像，以分析裂隙开展情况。干湿循环结束后，进行饱和土样的恒应变速率(CRS)试验，获取压缩曲线并确定压实黄土的变形参数。结果表明，随着干湿循环次数的增加，土样电阻率逐渐增大，并且裂隙比增大。无竖向压力下，开始从非饱和状态高温干燥引起土样收缩，随后室温饱和使土样膨胀；之后，从饱和状态高温干燥引起土样膨胀，随后室温下饱和土样引起其收缩。另外，随干湿循环次数增加，弹性压缩指数增加，对于较低密度土样塑性压缩指数减小而屈服应力增大，对于较高密度土样塑性压缩指数呈现增大趋势而屈服应力减小。本研究可为工程实践中压实黄土工后沉降分析提供理论基础。 工程地质环境中，高温加速土体干燥，降雨浸湿土体。干湿循环导致土体劣化易引起基础设施和建筑物损害。所以，有必要研究干湿循环对压实黄土体变特性的影响以评价地基和路基等的稳定性。本研究制备了初始含水量为11%，不同干密度(1.5 g·cm-3、1.6 g·cm-3和1.7 g·cm-3)的3组试样。试样在80 ℃下干燥，然后室温下浸入去离子水中饱和，直达预定的干湿循环次数。同时，用数字LCR仪测量土样电阻率，以表征土样的结构变化。采集干燥状态试样表面图像，以分析裂隙开展情况。干湿循环结束后，进行饱和土样的恒应变速率(CRS)试验，获取压缩曲线并确定压实黄土的变形参数。结果表明，随着干湿循环次数的增加，土样电阻率逐渐增大，并且裂隙比增大。无竖向压力下，开始从非饱和状态高温干燥引起土样收缩，随后室温饱和使土样膨胀；之后，从饱和状态高温干燥引起土样膨胀，随后室温下饱和土样引起其收缩。另外，随干湿循环次数增加，弹性压缩指数增加，对于较低密度土样塑性压缩指数减小而屈服应力增大，对于较高密度土样塑性压缩指数呈现增大趋势而屈服应力减小。本研究可为工程实践中压实黄土工后沉降分析提供理论基础。
2023, 31(2): 368-378.
摘要:
温度作为重要外界因素，对红黏土的强度特性和裂隙性具有重要影响。为研究干燥温度、含水率和干密度对非饱和红黏土强度特性和裂隙发育的影响，对不同蒸发温度条件下不同初始状态的非饱和红黏土进行直剪试验和干燥试验。分析了不同温度下红黏土的强度特性，结合图像处理技术对裂隙的发育规律进行了阐述，并对抗剪强度指标(黏聚力、内摩擦角)和裂隙形态参数(裂隙率)的关系进行了探讨。试验结果表明：裂隙几何参数(裂隙总长度、节点数和裂隙率)随着温度升高而增大。干密度越低，含水率越大，裂隙指标随温度的变化幅度越大，裂隙也越发育。张拉应力的存在是裂隙产生的主要力学原因。黏聚力随温度升高先增大后减小，衰减的幅度和干密度有关。随着温度升高，内摩擦角先缓慢增长，而后增速加快，含水率越低，变化越明显。随着裂隙率的增加，黏聚力先增多后减小，内摩擦角则不断增长。 温度作为重要外界因素，对红黏土的强度特性和裂隙性具有重要影响。为研究干燥温度、含水率和干密度对非饱和红黏土强度特性和裂隙发育的影响，对不同蒸发温度条件下不同初始状态的非饱和红黏土进行直剪试验和干燥试验。分析了不同温度下红黏土的强度特性，结合图像处理技术对裂隙的发育规律进行了阐述，并对抗剪强度指标(黏聚力、内摩擦角)和裂隙形态参数(裂隙率)的关系进行了探讨。试验结果表明：裂隙几何参数(裂隙总长度、节点数和裂隙率)随着温度升高而增大。干密度越低，含水率越大，裂隙指标随温度的变化幅度越大，裂隙也越发育。张拉应力的存在是裂隙产生的主要力学原因。黏聚力随温度升高先增大后减小，衰减的幅度和干密度有关。随着温度升高，内摩擦角先缓慢增长，而后增速加快，含水率越低，变化越明显。随着裂隙率的增加，黏聚力先增多后减小，内摩擦角则不断增长。
温度作为重要外界因素，对红黏土的强度特性和裂隙性具有重要影响。为研究干燥温度、含水率和干密度对非饱和红黏土强度特性和裂隙发育的影响，对不同蒸发温度条件下不同初始状态的非饱和红黏土进行直剪试验和干燥试验。分析了不同温度下红黏土的强度特性，结合图像处理技术对裂隙的发育规律进行了阐述，并对抗剪强度指标(黏聚力、内摩擦角)和裂隙形态参数(裂隙率)的关系进行了探讨。试验结果表明：裂隙几何参数(裂隙总长度、节点数和裂隙率)随着温度升高而增大。干密度越低，含水率越大，裂隙指标随温度的变化幅度越大，裂隙也越发育。张拉应力的存在是裂隙产生的主要力学原因。黏聚力随温度升高先增大后减小，衰减的幅度和干密度有关。随着温度升高，内摩擦角先缓慢增长，而后增速加快，含水率越低，变化越明显。随着裂隙率的增加，黏聚力先增多后减小，内摩擦角则不断增长。 温度作为重要外界因素，对红黏土的强度特性和裂隙性具有重要影响。为研究干燥温度、含水率和干密度对非饱和红黏土强度特性和裂隙发育的影响，对不同蒸发温度条件下不同初始状态的非饱和红黏土进行直剪试验和干燥试验。分析了不同温度下红黏土的强度特性，结合图像处理技术对裂隙的发育规律进行了阐述，并对抗剪强度指标(黏聚力、内摩擦角)和裂隙形态参数(裂隙率)的关系进行了探讨。试验结果表明：裂隙几何参数(裂隙总长度、节点数和裂隙率)随着温度升高而增大。干密度越低，含水率越大，裂隙指标随温度的变化幅度越大，裂隙也越发育。张拉应力的存在是裂隙产生的主要力学原因。黏聚力随温度升高先增大后减小，衰减的幅度和干密度有关。随着温度升高，内摩擦角先缓慢增长，而后增速加快，含水率越低，变化越明显。随着裂隙率的增加，黏聚力先增多后减小，内摩擦角则不断增长。
2023, 31(2): 379-385.
摘要:
酸雨可与MICP矿化作用过程中生成的碳酸盐反应，破坏材料的结构强度，使被固定的重金属离子再次释放，但该技术在酸雨环境下的研究较少，耐酸腐蚀性尚不明确，因此对酸雨入渗作用下MICP固化重金属污染土的淋滤特性的研究具有现实意义。本文设计了pH值为3.5、4.5、5.6的3种典型的酸雨条件，用pH值为7.5的去离子水作对照，通过土柱淋滤的方法对MICP固化粉土进行了实验研究，分析不同酸雨pH值对MICP固化铅污染土样的强度、pH值、Pb2+、Ca2+淋出量及Pb2+赋存形态的影响。结果表明：随酸液pH值降低，MICP固化试样的强度降低，淋出液pH值降低，Pb2+、Ca2+淋出量增加，固化试样中可交换态的Pb2+增加，当pH值为5.6时，试样受酸雨影响较小，pH值降为3.5时，试样变化显著。 酸雨可与MICP矿化作用过程中生成的碳酸盐反应，破坏材料的结构强度，使被固定的重金属离子再次释放，但该技术在酸雨环境下的研究较少，耐酸腐蚀性尚不明确，因此对酸雨入渗作用下MICP固化重金属污染土的淋滤特性的研究具有现实意义。本文设计了pH值为3.5、4.5、5.6的3种典型的酸雨条件，用pH值为7.5的去离子水作对照，通过土柱淋滤的方法对MICP固化粉土进行了实验研究，分析不同酸雨pH值对MICP固化铅污染土样的强度、pH值、Pb2+、Ca2+淋出量及Pb2+赋存形态的影响。结果表明：随酸液pH值降低，MICP固化试样的强度降低，淋出液pH值降低，Pb2+、Ca2+淋出量增加，固化试样中可交换态的Pb2+增加，当pH值为5.6时，试样受酸雨影响较小，pH值降为3.5时，试样变化显著。
酸雨可与MICP矿化作用过程中生成的碳酸盐反应，破坏材料的结构强度，使被固定的重金属离子再次释放，但该技术在酸雨环境下的研究较少，耐酸腐蚀性尚不明确，因此对酸雨入渗作用下MICP固化重金属污染土的淋滤特性的研究具有现实意义。本文设计了pH值为3.5、4.5、5.6的3种典型的酸雨条件，用pH值为7.5的去离子水作对照，通过土柱淋滤的方法对MICP固化粉土进行了实验研究，分析不同酸雨pH值对MICP固化铅污染土样的强度、pH值、Pb2+、Ca2+淋出量及Pb2+赋存形态的影响。结果表明：随酸液pH值降低，MICP固化试样的强度降低，淋出液pH值降低，Pb2+、Ca2+淋出量增加，固化试样中可交换态的Pb2+增加，当pH值为5.6时，试样受酸雨影响较小，pH值降为3.5时，试样变化显著。 酸雨可与MICP矿化作用过程中生成的碳酸盐反应，破坏材料的结构强度，使被固定的重金属离子再次释放，但该技术在酸雨环境下的研究较少，耐酸腐蚀性尚不明确，因此对酸雨入渗作用下MICP固化重金属污染土的淋滤特性的研究具有现实意义。本文设计了pH值为3.5、4.5、5.6的3种典型的酸雨条件，用pH值为7.5的去离子水作对照，通过土柱淋滤的方法对MICP固化粉土进行了实验研究，分析不同酸雨pH值对MICP固化铅污染土样的强度、pH值、Pb2+、Ca2+淋出量及Pb2+赋存形态的影响。结果表明：随酸液pH值降低，MICP固化试样的强度降低，淋出液pH值降低，Pb2+、Ca2+淋出量增加，固化试样中可交换态的Pb2+增加，当pH值为5.6时，试样受酸雨影响较小，pH值降为3.5时，试样变化显著。
2023, 31(2): 386-396.
摘要:
实地调查发现河南省南阳市南阳盆地周边受持续降雨、干旱极端气候影响，出现了房屋破坏、边坡失稳等膨胀土灾害问题，危害人民财产生命安全。以南阳盆地弱膨胀土为研究对象，通过自由膨胀率试验，研究木质素磺酸钙改良弱膨胀土的最佳掺量问题，并在最佳掺量的基础上对试样进行无荷膨胀和收缩试验，进一步研究干湿循环条件下木质素磺酸钙对弱膨胀土胀缩特性的影响，结合试验过程中试样的裂隙发展规律，探究干湿循环条件木质素磺酸钙改良弱膨胀土胀缩特性的原因。试验结果表明对于弱膨胀土，木质素磺酸钙掺量在0.75%、养护天数14 d时改良效果最佳，此时改良土自由膨胀率最低。干湿循环条件下的无荷膨胀和收缩试验数据显示改良前后弱膨胀土绝对膨胀率最高由29%降至3%，绝对收缩率最高由17%降至2%，改良土相对膨胀率与相对收缩率基本不随干湿循环次数发生变化，说明木质素磺酸钙可以有效降低干湿循环过程中弱膨胀土的胀缩形变，保持干湿循环过程中弱膨胀土胀缩特性的稳定，且木质素磺酸钙的改良效果不受干湿循环次数的影响。对比未改良土与改良土裂隙发展规律，木质素磺酸钙在弱膨胀土中主要起到抑制裂隙发育，提高土体胶结能力的作用，使土体形成更致密的结构，改善弱膨胀土胀缩特性。 实地调查发现河南省南阳市南阳盆地周边受持续降雨、干旱极端气候影响，出现了房屋破坏、边坡失稳等膨胀土灾害问题，危害人民财产生命安全。以南阳盆地弱膨胀土为研究对象，通过自由膨胀率试验，研究木质素磺酸钙改良弱膨胀土的最佳掺量问题，并在最佳掺量的基础上对试样进行无荷膨胀和收缩试验，进一步研究干湿循环条件下木质素磺酸钙对弱膨胀土胀缩特性的影响，结合试验过程中试样的裂隙发展规律，探究干湿循环条件木质素磺酸钙改良弱膨胀土胀缩特性的原因。试验结果表明对于弱膨胀土，木质素磺酸钙掺量在0.75%、养护天数14 d时改良效果最佳，此时改良土自由膨胀率最低。干湿循环条件下的无荷膨胀和收缩试验数据显示改良前后弱膨胀土绝对膨胀率最高由29%降至3%，绝对收缩率最高由17%降至2%，改良土相对膨胀率与相对收缩率基本不随干湿循环次数发生变化，说明木质素磺酸钙可以有效降低干湿循环过程中弱膨胀土的胀缩形变，保持干湿循环过程中弱膨胀土胀缩特性的稳定，且木质素磺酸钙的改良效果不受干湿循环次数的影响。对比未改良土与改良土裂隙发展规律，木质素磺酸钙在弱膨胀土中主要起到抑制裂隙发育，提高土体胶结能力的作用，使土体形成更致密的结构，改善弱膨胀土胀缩特性。
实地调查发现河南省南阳市南阳盆地周边受持续降雨、干旱极端气候影响，出现了房屋破坏、边坡失稳等膨胀土灾害问题，危害人民财产生命安全。以南阳盆地弱膨胀土为研究对象，通过自由膨胀率试验，研究木质素磺酸钙改良弱膨胀土的最佳掺量问题，并在最佳掺量的基础上对试样进行无荷膨胀和收缩试验，进一步研究干湿循环条件下木质素磺酸钙对弱膨胀土胀缩特性的影响，结合试验过程中试样的裂隙发展规律，探究干湿循环条件木质素磺酸钙改良弱膨胀土胀缩特性的原因。试验结果表明对于弱膨胀土，木质素磺酸钙掺量在0.75%、养护天数14 d时改良效果最佳，此时改良土自由膨胀率最低。干湿循环条件下的无荷膨胀和收缩试验数据显示改良前后弱膨胀土绝对膨胀率最高由29%降至3%，绝对收缩率最高由17%降至2%，改良土相对膨胀率与相对收缩率基本不随干湿循环次数发生变化，说明木质素磺酸钙可以有效降低干湿循环过程中弱膨胀土的胀缩形变，保持干湿循环过程中弱膨胀土胀缩特性的稳定，且木质素磺酸钙的改良效果不受干湿循环次数的影响。对比未改良土与改良土裂隙发展规律，木质素磺酸钙在弱膨胀土中主要起到抑制裂隙发育，提高土体胶结能力的作用，使土体形成更致密的结构，改善弱膨胀土胀缩特性。 实地调查发现河南省南阳市南阳盆地周边受持续降雨、干旱极端气候影响，出现了房屋破坏、边坡失稳等膨胀土灾害问题，危害人民财产生命安全。以南阳盆地弱膨胀土为研究对象，通过自由膨胀率试验，研究木质素磺酸钙改良弱膨胀土的最佳掺量问题，并在最佳掺量的基础上对试样进行无荷膨胀和收缩试验，进一步研究干湿循环条件下木质素磺酸钙对弱膨胀土胀缩特性的影响，结合试验过程中试样的裂隙发展规律，探究干湿循环条件木质素磺酸钙改良弱膨胀土胀缩特性的原因。试验结果表明对于弱膨胀土，木质素磺酸钙掺量在0.75%、养护天数14 d时改良效果最佳，此时改良土自由膨胀率最低。干湿循环条件下的无荷膨胀和收缩试验数据显示改良前后弱膨胀土绝对膨胀率最高由29%降至3%，绝对收缩率最高由17%降至2%，改良土相对膨胀率与相对收缩率基本不随干湿循环次数发生变化，说明木质素磺酸钙可以有效降低干湿循环过程中弱膨胀土的胀缩形变，保持干湿循环过程中弱膨胀土胀缩特性的稳定，且木质素磺酸钙的改良效果不受干湿循环次数的影响。对比未改良土与改良土裂隙发展规律，木质素磺酸钙在弱膨胀土中主要起到抑制裂隙发育，提高土体胶结能力的作用，使土体形成更致密的结构，改善弱膨胀土胀缩特性。
2023, 31(2): 397-408.
摘要:
废弃黏土工程特性较差，难以作为路基材料进行资源化利用，还有工业废渣的产量日益增长，其利用率根本追不上产量，针对该问题研究了不同掺量矿渣-脱硫石膏-电石渣(GGBS-DG-CCS，GDC)固化剂对黏土力学性能和微观机理的影响。采用Design Expert中的box-behnken design(BBD)得出矿渣、脱硫石膏、电石渣的最佳配合比，通过无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和水稳试验评价了GDC固化土的宏观力学性能；然后采用SEM和XRD分析了GDC固化剂与黏土之间的相互作用机理，并与同掺量的传统水泥固化方案进行对比。结果表明：矿渣、脱硫石膏、电石渣的最佳配合比为11.93︰1.53︰6.01，GDC固化黏土的无侧限抗压强度均随固化剂掺量和养护龄期的增加而增大；相较于水泥固化土，GDC固化土具有更好的水稳定性，且随着养护龄期的增长，GDC固化土呈现出更高的抗压强度、抗劈裂性以及更低的脆性；SEM和XRD分析显示，GDC固化土在养护过程中会不断生成水化硅酸钙(C-S-H)、水化铝酸钙(C-A-H)等胶凝性水化物以及膨胀性水化产物钙矾石(Aft)，与水泥土相比，28 d龄期的GDC固化土微观结构更密实，水化产物的覆盖范围更广。GDC固化剂对废弃黏土改性效果显著，具有较好应用前景。 废弃黏土工程特性较差，难以作为路基材料进行资源化利用，还有工业废渣的产量日益增长，其利用率根本追不上产量，针对该问题研究了不同掺量矿渣-脱硫石膏-电石渣(GGBS-DG-CCS，GDC)固化剂对黏土力学性能和微观机理的影响。采用Design Expert中的box-behnken design(BBD)得出矿渣、脱硫石膏、电石渣的最佳配合比，通过无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和水稳试验评价了GDC固化土的宏观力学性能；然后采用SEM和XRD分析了GDC固化剂与黏土之间的相互作用机理，并与同掺量的传统水泥固化方案进行对比。结果表明：矿渣、脱硫石膏、电石渣的最佳配合比为11.93︰1.53︰6.01，GDC固化黏土的无侧限抗压强度均随固化剂掺量和养护龄期的增加而增大；相较于水泥固化土，GDC固化土具有更好的水稳定性，且随着养护龄期的增长，GDC固化土呈现出更高的抗压强度、抗劈裂性以及更低的脆性；SEM和XRD分析显示，GDC固化土在养护过程中会不断生成水化硅酸钙(C-S-H)、水化铝酸钙(C-A-H)等胶凝性水化物以及膨胀性水化产物钙矾石(Aft)，与水泥土相比，28 d龄期的GDC固化土微观结构更密实，水化产物的覆盖范围更广。GDC固化剂对废弃黏土改性效果显著，具有较好应用前景。
废弃黏土工程特性较差，难以作为路基材料进行资源化利用，还有工业废渣的产量日益增长，其利用率根本追不上产量，针对该问题研究了不同掺量矿渣-脱硫石膏-电石渣(GGBS-DG-CCS，GDC)固化剂对黏土力学性能和微观机理的影响。采用Design Expert中的box-behnken design(BBD)得出矿渣、脱硫石膏、电石渣的最佳配合比，通过无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和水稳试验评价了GDC固化土的宏观力学性能；然后采用SEM和XRD分析了GDC固化剂与黏土之间的相互作用机理，并与同掺量的传统水泥固化方案进行对比。结果表明：矿渣、脱硫石膏、电石渣的最佳配合比为11.93︰1.53︰6.01，GDC固化黏土的无侧限抗压强度均随固化剂掺量和养护龄期的增加而增大；相较于水泥固化土，GDC固化土具有更好的水稳定性，且随着养护龄期的增长，GDC固化土呈现出更高的抗压强度、抗劈裂性以及更低的脆性；SEM和XRD分析显示，GDC固化土在养护过程中会不断生成水化硅酸钙(C-S-H)、水化铝酸钙(C-A-H)等胶凝性水化物以及膨胀性水化产物钙矾石(Aft)，与水泥土相比，28 d龄期的GDC固化土微观结构更密实，水化产物的覆盖范围更广。GDC固化剂对废弃黏土改性效果显著，具有较好应用前景。 废弃黏土工程特性较差，难以作为路基材料进行资源化利用，还有工业废渣的产量日益增长，其利用率根本追不上产量，针对该问题研究了不同掺量矿渣-脱硫石膏-电石渣(GGBS-DG-CCS，GDC)固化剂对黏土力学性能和微观机理的影响。采用Design Expert中的box-behnken design(BBD)得出矿渣、脱硫石膏、电石渣的最佳配合比，通过无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和水稳试验评价了GDC固化土的宏观力学性能；然后采用SEM和XRD分析了GDC固化剂与黏土之间的相互作用机理，并与同掺量的传统水泥固化方案进行对比。结果表明：矿渣、脱硫石膏、电石渣的最佳配合比为11.93︰1.53︰6.01，GDC固化黏土的无侧限抗压强度均随固化剂掺量和养护龄期的增加而增大；相较于水泥固化土，GDC固化土具有更好的水稳定性，且随着养护龄期的增长，GDC固化土呈现出更高的抗压强度、抗劈裂性以及更低的脆性；SEM和XRD分析显示，GDC固化土在养护过程中会不断生成水化硅酸钙(C-S-H)、水化铝酸钙(C-A-H)等胶凝性水化物以及膨胀性水化产物钙矾石(Aft)，与水泥土相比，28 d龄期的GDC固化土微观结构更密实，水化产物的覆盖范围更广。GDC固化剂对废弃黏土改性效果显著，具有较好应用前景。
2023, 31(2): 409-420.
摘要:
围绕钻渣废弃土含水率高、塑性指数大、施工性能差3个问题，设计了生石灰+石灰岩石粉的预处理方案，通过一系列室内试验，从脱水效率、界限含水率变化幅度、预处理后土颗粒形态和破碎难易度4个方面选择出最优配合比。之后使用矿渣-纳米复合土壤固化剂(WSS)对预处理土进行固化，以无侧限抗压强度(qu)、水稳定性(γw)、加州承载比(CBR)和抗压回弹模量(Ec)为指标评价固化效果，同时对预处理的辅助固化作用进行分析。除此之外，本试验还探究了最大粒径等级(Dmax)对固化土强度、破碎形态和水稳系数的影响。结果表明：本预处理方法能有效降低废弃土含水率并提高脱水速率，显著改善土体的界限含水率与颗粒形态，增进与粉末状固化剂的拌和效果。钻渣废弃土经“3%生石灰+3%石灰岩石粉+3% WSS”处理后，28 d龄期无侧限抗压强度(qu)为2.13 MPa，高于传统水泥固化方案和不进行预处理的固化方案。经分析得出，预处理剂可以絮凝-硬化黏土颗粒并疏松土体结构，还可以让土体呈碱性以增强WSS与水泥的固化效果。此外，试验证明了随着Dmax的减小，生石灰-石灰岩石粉-WSS固化土的强度和水稳定性逐步提高，破坏形式从脆性剪切破坏转变为塑性压缩破坏。 围绕钻渣废弃土含水率高、塑性指数大、施工性能差3个问题，设计了生石灰+石灰岩石粉的预处理方案，通过一系列室内试验，从脱水效率、界限含水率变化幅度、预处理后土颗粒形态和破碎难易度4个方面选择出最优配合比。之后使用矿渣-纳米复合土壤固化剂(WSS)对预处理土进行固化，以无侧限抗压强度(qu)、水稳定性(γw)、加州承载比(CBR)和抗压回弹模量(Ec)为指标评价固化效果，同时对预处理的辅助固化作用进行分析。除此之外，本试验还探究了最大粒径等级(Dmax)对固化土强度、破碎形态和水稳系数的影响。结果表明：本预处理方法能有效降低废弃土含水率并提高脱水速率，显著改善土体的界限含水率与颗粒形态，增进与粉末状固化剂的拌和效果。钻渣废弃土经“3%生石灰+3%石灰岩石粉+3% WSS”处理后，28 d龄期无侧限抗压强度(qu)为2.13 MPa，高于传统水泥固化方案和不进行预处理的固化方案。经分析得出，预处理剂可以絮凝-硬化黏土颗粒并疏松土体结构，还可以让土体呈碱性以增强WSS与水泥的固化效果。此外，试验证明了随着Dmax的减小，生石灰-石灰岩石粉-WSS固化土的强度和水稳定性逐步提高，破坏形式从脆性剪切破坏转变为塑性压缩破坏。
围绕钻渣废弃土含水率高、塑性指数大、施工性能差3个问题，设计了生石灰+石灰岩石粉的预处理方案，通过一系列室内试验，从脱水效率、界限含水率变化幅度、预处理后土颗粒形态和破碎难易度4个方面选择出最优配合比。之后使用矿渣-纳米复合土壤固化剂(WSS)对预处理土进行固化，以无侧限抗压强度(qu)、水稳定性(γw)、加州承载比(CBR)和抗压回弹模量(Ec)为指标评价固化效果，同时对预处理的辅助固化作用进行分析。除此之外，本试验还探究了最大粒径等级(Dmax)对固化土强度、破碎形态和水稳系数的影响。结果表明：本预处理方法能有效降低废弃土含水率并提高脱水速率，显著改善土体的界限含水率与颗粒形态，增进与粉末状固化剂的拌和效果。钻渣废弃土经“3%生石灰+3%石灰岩石粉+3% WSS”处理后，28 d龄期无侧限抗压强度(qu)为2.13 MPa，高于传统水泥固化方案和不进行预处理的固化方案。经分析得出，预处理剂可以絮凝-硬化黏土颗粒并疏松土体结构，还可以让土体呈碱性以增强WSS与水泥的固化效果。此外，试验证明了随着Dmax的减小，生石灰-石灰岩石粉-WSS固化土的强度和水稳定性逐步提高，破坏形式从脆性剪切破坏转变为塑性压缩破坏。 围绕钻渣废弃土含水率高、塑性指数大、施工性能差3个问题，设计了生石灰+石灰岩石粉的预处理方案，通过一系列室内试验，从脱水效率、界限含水率变化幅度、预处理后土颗粒形态和破碎难易度4个方面选择出最优配合比。之后使用矿渣-纳米复合土壤固化剂(WSS)对预处理土进行固化，以无侧限抗压强度(qu)、水稳定性(γw)、加州承载比(CBR)和抗压回弹模量(Ec)为指标评价固化效果，同时对预处理的辅助固化作用进行分析。除此之外，本试验还探究了最大粒径等级(Dmax)对固化土强度、破碎形态和水稳系数的影响。结果表明：本预处理方法能有效降低废弃土含水率并提高脱水速率，显著改善土体的界限含水率与颗粒形态，增进与粉末状固化剂的拌和效果。钻渣废弃土经“3%生石灰+3%石灰岩石粉+3% WSS”处理后，28 d龄期无侧限抗压强度(qu)为2.13 MPa，高于传统水泥固化方案和不进行预处理的固化方案。经分析得出，预处理剂可以絮凝-硬化黏土颗粒并疏松土体结构，还可以让土体呈碱性以增强WSS与水泥的固化效果。此外，试验证明了随着Dmax的减小，生石灰-石灰岩石粉-WSS固化土的强度和水稳定性逐步提高，破坏形式从脆性剪切破坏转变为塑性压缩破坏。
2023, 31(2): 421-431.
摘要:
为替代温州地下开挖淤泥的填埋处理模式，探究生石灰对温州淤泥的固化效果，并为工程上采用生石灰对温州淤泥的固化提供直接的参考数据，在室内展开对温州淤泥的固化研究，主要探究生石灰对淤泥各项物性指标的影响；并在现场对温州淤泥进行固化研究，采用单桥静力触探试验和平板荷载试验检测固化淤泥承载力。室内试验表明，生石灰的添加对温州淤泥的多项物性指标产生影响，淤泥的工程、力学性质得到改善，当生石灰掺量为4%，固化淤泥的无侧限抗压强度可达116 kPa。现场静力触探试验表明，生石灰对温州淤泥固化效果明显，当生石灰掺量为1% ~5%时，固化淤泥的比贯入阻力平均值为0.439~0.773 MPa；通过现场平板荷载试验可知，生石灰掺量为1% ~5%时，固化淤泥的承载力特征值为126~330 kPa。工程上采用生石灰固化温州淤泥，其承载力特征值可通过本研究的线性方程进行预测。 为替代温州地下开挖淤泥的填埋处理模式，探究生石灰对温州淤泥的固化效果，并为工程上采用生石灰对温州淤泥的固化提供直接的参考数据，在室内展开对温州淤泥的固化研究，主要探究生石灰对淤泥各项物性指标的影响；并在现场对温州淤泥进行固化研究，采用单桥静力触探试验和平板荷载试验检测固化淤泥承载力。室内试验表明，生石灰的添加对温州淤泥的多项物性指标产生影响，淤泥的工程、力学性质得到改善，当生石灰掺量为4%，固化淤泥的无侧限抗压强度可达116 kPa。现场静力触探试验表明，生石灰对温州淤泥固化效果明显，当生石灰掺量为1% ~5%时，固化淤泥的比贯入阻力平均值为0.439~0.773 MPa；通过现场平板荷载试验可知，生石灰掺量为1% ~5%时，固化淤泥的承载力特征值为126~330 kPa。工程上采用生石灰固化温州淤泥，其承载力特征值可通过本研究的线性方程进行预测。
为替代温州地下开挖淤泥的填埋处理模式，探究生石灰对温州淤泥的固化效果，并为工程上采用生石灰对温州淤泥的固化提供直接的参考数据，在室内展开对温州淤泥的固化研究，主要探究生石灰对淤泥各项物性指标的影响；并在现场对温州淤泥进行固化研究，采用单桥静力触探试验和平板荷载试验检测固化淤泥承载力。室内试验表明，生石灰的添加对温州淤泥的多项物性指标产生影响，淤泥的工程、力学性质得到改善，当生石灰掺量为4%，固化淤泥的无侧限抗压强度可达116 kPa。现场静力触探试验表明，生石灰对温州淤泥固化效果明显，当生石灰掺量为1% ~5%时，固化淤泥的比贯入阻力平均值为0.439~0.773 MPa；通过现场平板荷载试验可知，生石灰掺量为1% ~5%时，固化淤泥的承载力特征值为126~330 kPa。工程上采用生石灰固化温州淤泥，其承载力特征值可通过本研究的线性方程进行预测。 为替代温州地下开挖淤泥的填埋处理模式，探究生石灰对温州淤泥的固化效果，并为工程上采用生石灰对温州淤泥的固化提供直接的参考数据，在室内展开对温州淤泥的固化研究，主要探究生石灰对淤泥各项物性指标的影响；并在现场对温州淤泥进行固化研究，采用单桥静力触探试验和平板荷载试验检测固化淤泥承载力。室内试验表明，生石灰的添加对温州淤泥的多项物性指标产生影响，淤泥的工程、力学性质得到改善，当生石灰掺量为4%，固化淤泥的无侧限抗压强度可达116 kPa。现场静力触探试验表明，生石灰对温州淤泥固化效果明显，当生石灰掺量为1% ~5%时，固化淤泥的比贯入阻力平均值为0.439~0.773 MPa；通过现场平板荷载试验可知，生石灰掺量为1% ~5%时，固化淤泥的承载力特征值为126~330 kPa。工程上采用生石灰固化温州淤泥，其承载力特征值可通过本研究的线性方程进行预测。
2023, 31(2): 432-440.
摘要:
水泥固化软土是工程中一种常见的地基处理方法。然而众多工程实践表明，仅利用水泥加固软土，其早期强度偏低，且随着养护龄期的增长水泥固化土体积收缩，易造成工程土体的沉降和开裂等问题。本研究选用玄武岩纤维与水泥共同固化软土，探究玄武岩纤维对水泥固化土强度以及收缩性能的影响。本试验制备了不同水泥掺量、不同玄武岩纤维掺量的固化土试样，对各龄期条件下试样的无侧限抗压强度及收缩性质进行测试，结合力学性质及收缩特征，确定最佳的水泥及纤维掺量。并结合试样的微观结构特征来分析，考虑纤维对水泥固化土强度及收缩变形影响的机理。结果表明：纤维的加入能有效提高水泥土的强度，改善其收缩性。纤维在试样中随机离散分布，纤维的存在可起到一种“桥梁”作用，与水泥的水化产物一起充填于土样孔隙中，使得土颗粒间充分连接起来，限制了颗粒间的位移，提高了试样的强度，抑制了试样的收缩，提高了土体整体的稳定性。研究成果可为软土的有效固化处理及高效利用提供理论及实践参考。 水泥固化软土是工程中一种常见的地基处理方法。然而众多工程实践表明，仅利用水泥加固软土，其早期强度偏低，且随着养护龄期的增长水泥固化土体积收缩，易造成工程土体的沉降和开裂等问题。本研究选用玄武岩纤维与水泥共同固化软土，探究玄武岩纤维对水泥固化土强度以及收缩性能的影响。本试验制备了不同水泥掺量、不同玄武岩纤维掺量的固化土试样，对各龄期条件下试样的无侧限抗压强度及收缩性质进行测试，结合力学性质及收缩特征，确定最佳的水泥及纤维掺量。并结合试样的微观结构特征来分析，考虑纤维对水泥固化土强度及收缩变形影响的机理。结果表明：纤维的加入能有效提高水泥土的强度，改善其收缩性。纤维在试样中随机离散分布，纤维的存在可起到一种“桥梁”作用，与水泥的水化产物一起充填于土样孔隙中，使得土颗粒间充分连接起来，限制了颗粒间的位移，提高了试样的强度，抑制了试样的收缩，提高了土体整体的稳定性。研究成果可为软土的有效固化处理及高效利用提供理论及实践参考。
水泥固化软土是工程中一种常见的地基处理方法。然而众多工程实践表明，仅利用水泥加固软土，其早期强度偏低，且随着养护龄期的增长水泥固化土体积收缩，易造成工程土体的沉降和开裂等问题。本研究选用玄武岩纤维与水泥共同固化软土，探究玄武岩纤维对水泥固化土强度以及收缩性能的影响。本试验制备了不同水泥掺量、不同玄武岩纤维掺量的固化土试样，对各龄期条件下试样的无侧限抗压强度及收缩性质进行测试，结合力学性质及收缩特征，确定最佳的水泥及纤维掺量。并结合试样的微观结构特征来分析，考虑纤维对水泥固化土强度及收缩变形影响的机理。结果表明：纤维的加入能有效提高水泥土的强度，改善其收缩性。纤维在试样中随机离散分布，纤维的存在可起到一种“桥梁”作用，与水泥的水化产物一起充填于土样孔隙中，使得土颗粒间充分连接起来，限制了颗粒间的位移，提高了试样的强度，抑制了试样的收缩，提高了土体整体的稳定性。研究成果可为软土的有效固化处理及高效利用提供理论及实践参考。 水泥固化软土是工程中一种常见的地基处理方法。然而众多工程实践表明，仅利用水泥加固软土，其早期强度偏低，且随着养护龄期的增长水泥固化土体积收缩，易造成工程土体的沉降和开裂等问题。本研究选用玄武岩纤维与水泥共同固化软土，探究玄武岩纤维对水泥固化土强度以及收缩性能的影响。本试验制备了不同水泥掺量、不同玄武岩纤维掺量的固化土试样，对各龄期条件下试样的无侧限抗压强度及收缩性质进行测试，结合力学性质及收缩特征，确定最佳的水泥及纤维掺量。并结合试样的微观结构特征来分析，考虑纤维对水泥固化土强度及收缩变形影响的机理。结果表明：纤维的加入能有效提高水泥土的强度，改善其收缩性。纤维在试样中随机离散分布，纤维的存在可起到一种“桥梁”作用，与水泥的水化产物一起充填于土样孔隙中，使得土颗粒间充分连接起来，限制了颗粒间的位移，提高了试样的强度，抑制了试样的收缩，提高了土体整体的稳定性。研究成果可为软土的有效固化处理及高效利用提供理论及实践参考。
2023, 31(2): 441-448.
摘要:
为探究黄原胶及瓜尔胶对尾矿砂的改良效果及加固机理，通过无侧限抗压强度、扫描电镜及工业CT扫描试验研究不同含量的水溶性植物胶对尾矿砂的强度提升及其作用机理。试验结果表明：与未处理的尾矿砂相比，黄原胶与瓜尔胶的最优配比均为1%，抗压强度随养护龄期的增长而增长，28 d时黄原胶及瓜尔胶改良土的强度分别提升了266.84%和262.33%。微观试验表明：随着养护龄期的增长，土体中胶体演变发展形态为“小粒状-胶结状-包裹状”，内部裂缝及孔隙逐渐减少，尾矿砂的孔隙率为14.55%，而28 d黄原胶及瓜尔胶孔隙率分别为3.08%和3.26%。分析得到胶体聚合物的最优配合比、养护龄期对土体抗压强度、微观表面结构及内部裂缝孔隙的影响关系。 为探究黄原胶及瓜尔胶对尾矿砂的改良效果及加固机理，通过无侧限抗压强度、扫描电镜及工业CT扫描试验研究不同含量的水溶性植物胶对尾矿砂的强度提升及其作用机理。试验结果表明：与未处理的尾矿砂相比，黄原胶与瓜尔胶的最优配比均为1%，抗压强度随养护龄期的增长而增长，28 d时黄原胶及瓜尔胶改良土的强度分别提升了266.84%和262.33%。微观试验表明：随着养护龄期的增长，土体中胶体演变发展形态为“小粒状-胶结状-包裹状”，内部裂缝及孔隙逐渐减少，尾矿砂的孔隙率为14.55%，而28 d黄原胶及瓜尔胶孔隙率分别为3.08%和3.26%。分析得到胶体聚合物的最优配合比、养护龄期对土体抗压强度、微观表面结构及内部裂缝孔隙的影响关系。
为探究黄原胶及瓜尔胶对尾矿砂的改良效果及加固机理，通过无侧限抗压强度、扫描电镜及工业CT扫描试验研究不同含量的水溶性植物胶对尾矿砂的强度提升及其作用机理。试验结果表明：与未处理的尾矿砂相比，黄原胶与瓜尔胶的最优配比均为1%，抗压强度随养护龄期的增长而增长，28 d时黄原胶及瓜尔胶改良土的强度分别提升了266.84%和262.33%。微观试验表明：随着养护龄期的增长，土体中胶体演变发展形态为“小粒状-胶结状-包裹状”，内部裂缝及孔隙逐渐减少，尾矿砂的孔隙率为14.55%，而28 d黄原胶及瓜尔胶孔隙率分别为3.08%和3.26%。分析得到胶体聚合物的最优配合比、养护龄期对土体抗压强度、微观表面结构及内部裂缝孔隙的影响关系。 为探究黄原胶及瓜尔胶对尾矿砂的改良效果及加固机理，通过无侧限抗压强度、扫描电镜及工业CT扫描试验研究不同含量的水溶性植物胶对尾矿砂的强度提升及其作用机理。试验结果表明：与未处理的尾矿砂相比，黄原胶与瓜尔胶的最优配比均为1%，抗压强度随养护龄期的增长而增长，28 d时黄原胶及瓜尔胶改良土的强度分别提升了266.84%和262.33%。微观试验表明：随着养护龄期的增长，土体中胶体演变发展形态为“小粒状-胶结状-包裹状”，内部裂缝及孔隙逐渐减少，尾矿砂的孔隙率为14.55%，而28 d黄原胶及瓜尔胶孔隙率分别为3.08%和3.26%。分析得到胶体聚合物的最优配合比、养护龄期对土体抗压强度、微观表面结构及内部裂缝孔隙的影响关系。
2023, 31(2): 449-459.
摘要:
三峡水库175 m蓄水以来，水位周期性涨落，使得岸坡岩体强度下降而逐渐劣化，易导致岩质岸坡失稳破坏，因此引起了广泛的关注。岩体劣化与库水位的波动有关，其损伤劣化区域必然与水力调整范围有一定的关系。本文提出了基于裂隙网络模型渗流差异的岩体劣化空间分析方法。利用Beacher模型结合裂隙几何参数分布概型模拟岩体裂隙的空间分布，并基于裂隙截面面积相等，在裂隙网络中简化面状渗流为管道流，构建出裂隙网络渗流空间图。同时利用拓扑关系求解实际工况中岩体裂隙网络渗流空间的水头分布区域，通过不同水位下的渗流差异区域来推测发生岩体劣化的空间，基于理论分析和数值模拟得出存在水力差异的区域和新增的渗流区域两种情况合集即为岩体劣化区域。这一预测方法将对量化三峡库区岩体劣化空间强度及岸坡稳定性有重要的指导意义。 三峡水库175 m蓄水以来，水位周期性涨落，使得岸坡岩体强度下降而逐渐劣化，易导致岩质岸坡失稳破坏，因此引起了广泛的关注。岩体劣化与库水位的波动有关，其损伤劣化区域必然与水力调整范围有一定的关系。本文提出了基于裂隙网络模型渗流差异的岩体劣化空间分析方法。利用Beacher模型结合裂隙几何参数分布概型模拟岩体裂隙的空间分布，并基于裂隙截面面积相等，在裂隙网络中简化面状渗流为管道流，构建出裂隙网络渗流空间图。同时利用拓扑关系求解实际工况中岩体裂隙网络渗流空间的水头分布区域，通过不同水位下的渗流差异区域来推测发生岩体劣化的空间，基于理论分析和数值模拟得出存在水力差异的区域和新增的渗流区域两种情况合集即为岩体劣化区域。这一预测方法将对量化三峡库区岩体劣化空间强度及岸坡稳定性有重要的指导意义。
三峡水库175 m蓄水以来，水位周期性涨落，使得岸坡岩体强度下降而逐渐劣化，易导致岩质岸坡失稳破坏，因此引起了广泛的关注。岩体劣化与库水位的波动有关，其损伤劣化区域必然与水力调整范围有一定的关系。本文提出了基于裂隙网络模型渗流差异的岩体劣化空间分析方法。利用Beacher模型结合裂隙几何参数分布概型模拟岩体裂隙的空间分布，并基于裂隙截面面积相等，在裂隙网络中简化面状渗流为管道流，构建出裂隙网络渗流空间图。同时利用拓扑关系求解实际工况中岩体裂隙网络渗流空间的水头分布区域，通过不同水位下的渗流差异区域来推测发生岩体劣化的空间，基于理论分析和数值模拟得出存在水力差异的区域和新增的渗流区域两种情况合集即为岩体劣化区域。这一预测方法将对量化三峡库区岩体劣化空间强度及岸坡稳定性有重要的指导意义。 三峡水库175 m蓄水以来，水位周期性涨落，使得岸坡岩体强度下降而逐渐劣化，易导致岩质岸坡失稳破坏，因此引起了广泛的关注。岩体劣化与库水位的波动有关，其损伤劣化区域必然与水力调整范围有一定的关系。本文提出了基于裂隙网络模型渗流差异的岩体劣化空间分析方法。利用Beacher模型结合裂隙几何参数分布概型模拟岩体裂隙的空间分布，并基于裂隙截面面积相等，在裂隙网络中简化面状渗流为管道流，构建出裂隙网络渗流空间图。同时利用拓扑关系求解实际工况中岩体裂隙网络渗流空间的水头分布区域，通过不同水位下的渗流差异区域来推测发生岩体劣化的空间，基于理论分析和数值模拟得出存在水力差异的区域和新增的渗流区域两种情况合集即为岩体劣化区域。这一预测方法将对量化三峡库区岩体劣化空间强度及岸坡稳定性有重要的指导意义。
2023, 31(2): 460-468.
摘要:
以直径20~50 mm，高径比为2︰1的粉砂岩、花岗岩和大理岩为研究对象，探讨尺寸变化和岩性对岩样应力-应变曲线、破坏、单轴抗压强度、弹性模量和泊松比的影响，并分析产生尺寸效应的原因。试验结果表明，随着尺寸的增大：3种岩样的应力-应变曲线吻合度逐渐增强；粉砂岩及大理岩的破坏形式由单斜面剪切破坏向X状共轭斜面剪切破坏发展，花岗岩主要以X状共轭斜面剪切破坏为主，破坏程度均逐渐增大；3种岩样的单轴抗压强度与弹性模量整体呈增大的趋势，且在直径20~30 mm之间增幅较大，30~50 mm之间增幅较小；不同岩样的破坏形式大致相同，但应力-应变曲线离散性、峰值后应力-应变曲线特征、破坏程度有所差别。泊松比无明确尺寸效应特征，使用电阻应变片式的局部测量方式并不能很好地反应岩石试件的变形特征。产生尺寸效应的主要原因为岩样本身的不均质性，其次为端部效应。 以直径20~50 mm，高径比为2︰1的粉砂岩、花岗岩和大理岩为研究对象，探讨尺寸变化和岩性对岩样应力-应变曲线、破坏、单轴抗压强度、弹性模量和泊松比的影响，并分析产生尺寸效应的原因。试验结果表明，随着尺寸的增大：3种岩样的应力-应变曲线吻合度逐渐增强；粉砂岩及大理岩的破坏形式由单斜面剪切破坏向X状共轭斜面剪切破坏发展，花岗岩主要以X状共轭斜面剪切破坏为主，破坏程度均逐渐增大；3种岩样的单轴抗压强度与弹性模量整体呈增大的趋势，且在直径20~30 mm之间增幅较大，30~50 mm之间增幅较小；不同岩样的破坏形式大致相同，但应力-应变曲线离散性、峰值后应力-应变曲线特征、破坏程度有所差别。泊松比无明确尺寸效应特征，使用电阻应变片式的局部测量方式并不能很好地反应岩石试件的变形特征。产生尺寸效应的主要原因为岩样本身的不均质性，其次为端部效应。
以直径20~50 mm，高径比为2︰1的粉砂岩、花岗岩和大理岩为研究对象，探讨尺寸变化和岩性对岩样应力-应变曲线、破坏、单轴抗压强度、弹性模量和泊松比的影响，并分析产生尺寸效应的原因。试验结果表明，随着尺寸的增大：3种岩样的应力-应变曲线吻合度逐渐增强；粉砂岩及大理岩的破坏形式由单斜面剪切破坏向X状共轭斜面剪切破坏发展，花岗岩主要以X状共轭斜面剪切破坏为主，破坏程度均逐渐增大；3种岩样的单轴抗压强度与弹性模量整体呈增大的趋势，且在直径20~30 mm之间增幅较大，30~50 mm之间增幅较小；不同岩样的破坏形式大致相同，但应力-应变曲线离散性、峰值后应力-应变曲线特征、破坏程度有所差别。泊松比无明确尺寸效应特征，使用电阻应变片式的局部测量方式并不能很好地反应岩石试件的变形特征。产生尺寸效应的主要原因为岩样本身的不均质性，其次为端部效应。 以直径20~50 mm，高径比为2︰1的粉砂岩、花岗岩和大理岩为研究对象，探讨尺寸变化和岩性对岩样应力-应变曲线、破坏、单轴抗压强度、弹性模量和泊松比的影响，并分析产生尺寸效应的原因。试验结果表明，随着尺寸的增大：3种岩样的应力-应变曲线吻合度逐渐增强；粉砂岩及大理岩的破坏形式由单斜面剪切破坏向X状共轭斜面剪切破坏发展，花岗岩主要以X状共轭斜面剪切破坏为主，破坏程度均逐渐增大；3种岩样的单轴抗压强度与弹性模量整体呈增大的趋势，且在直径20~30 mm之间增幅较大，30~50 mm之间增幅较小；不同岩样的破坏形式大致相同，但应力-应变曲线离散性、峰值后应力-应变曲线特征、破坏程度有所差别。泊松比无明确尺寸效应特征，使用电阻应变片式的局部测量方式并不能很好地反应岩石试件的变形特征。产生尺寸效应的主要原因为岩样本身的不均质性，其次为端部效应。
2023, 31(2): 469-478.
摘要:
岩石中超声波横波声学参数与力学参数密切相关，利用超声波横波传播特性可以反演岩石力学参数，但目前相关研究成果较少，因此需要深入开展岩石中超声波横波传播特性的研究。本文以灰砂岩、红砂岩和黄砂岩为研究对象，开展50 kHz、100 kHz和200 kHz频率下超声波横波传播试验；提取波速、主频和最大幅值等声学参数进行砂岩中超声波横波的传播特性研究；通过归一化处理，分析了3种声学参数对弹性模量变化的敏感性。结果表明，在3种砂岩中，横波波速、主频都随入射频率和弹性模量增大呈非线性递增趋势，最大幅值随入射频率呈降低趋势，而弹性模量和入射频率对3种声学参数变化率的影响呈现出不同规律；整体分析发现最大幅值对砂岩弹性模量变化的敏感性最强，基于最大幅值建立了砂岩弹性模量的估算公式；基于波形、信噪比、相关性的综合考虑，建议今后采用50 kHz作为砂岩超声波横波测试的入射频率。研究成果可以为超声波测试技术的发展提供参考。 岩石中超声波横波声学参数与力学参数密切相关，利用超声波横波传播特性可以反演岩石力学参数，但目前相关研究成果较少，因此需要深入开展岩石中超声波横波传播特性的研究。本文以灰砂岩、红砂岩和黄砂岩为研究对象，开展50 kHz、100 kHz和200 kHz频率下超声波横波传播试验；提取波速、主频和最大幅值等声学参数进行砂岩中超声波横波的传播特性研究；通过归一化处理，分析了3种声学参数对弹性模量变化的敏感性。结果表明，在3种砂岩中，横波波速、主频都随入射频率和弹性模量增大呈非线性递增趋势，最大幅值随入射频率呈降低趋势，而弹性模量和入射频率对3种声学参数变化率的影响呈现出不同规律；整体分析发现最大幅值对砂岩弹性模量变化的敏感性最强，基于最大幅值建立了砂岩弹性模量的估算公式；基于波形、信噪比、相关性的综合考虑，建议今后采用50 kHz作为砂岩超声波横波测试的入射频率。研究成果可以为超声波测试技术的发展提供参考。
岩石中超声波横波声学参数与力学参数密切相关，利用超声波横波传播特性可以反演岩石力学参数，但目前相关研究成果较少，因此需要深入开展岩石中超声波横波传播特性的研究。本文以灰砂岩、红砂岩和黄砂岩为研究对象，开展50 kHz、100 kHz和200 kHz频率下超声波横波传播试验；提取波速、主频和最大幅值等声学参数进行砂岩中超声波横波的传播特性研究；通过归一化处理，分析了3种声学参数对弹性模量变化的敏感性。结果表明，在3种砂岩中，横波波速、主频都随入射频率和弹性模量增大呈非线性递增趋势，最大幅值随入射频率呈降低趋势，而弹性模量和入射频率对3种声学参数变化率的影响呈现出不同规律；整体分析发现最大幅值对砂岩弹性模量变化的敏感性最强，基于最大幅值建立了砂岩弹性模量的估算公式；基于波形、信噪比、相关性的综合考虑，建议今后采用50 kHz作为砂岩超声波横波测试的入射频率。研究成果可以为超声波测试技术的发展提供参考。 岩石中超声波横波声学参数与力学参数密切相关，利用超声波横波传播特性可以反演岩石力学参数，但目前相关研究成果较少，因此需要深入开展岩石中超声波横波传播特性的研究。本文以灰砂岩、红砂岩和黄砂岩为研究对象，开展50 kHz、100 kHz和200 kHz频率下超声波横波传播试验；提取波速、主频和最大幅值等声学参数进行砂岩中超声波横波的传播特性研究；通过归一化处理，分析了3种声学参数对弹性模量变化的敏感性。结果表明，在3种砂岩中，横波波速、主频都随入射频率和弹性模量增大呈非线性递增趋势，最大幅值随入射频率呈降低趋势，而弹性模量和入射频率对3种声学参数变化率的影响呈现出不同规律；整体分析发现最大幅值对砂岩弹性模量变化的敏感性最强，基于最大幅值建立了砂岩弹性模量的估算公式；基于波形、信噪比、相关性的综合考虑，建议今后采用50 kHz作为砂岩超声波横波测试的入射频率。研究成果可以为超声波测试技术的发展提供参考。
2023, 31(2): 479-492.
摘要:
白鹤滩水电站为我国仅次于三峡水电站的第二大水电站，库区葫芦口—象鼻岭库岸段居民点较多，库岸稳定问题是关注的重点。由于该库段受地形地貌、构造作用、复杂地层等影响，蓄水前可能存在现今正在发生微小变形且高位隐蔽的活动性滑坡，水库蓄水和运行期间，可能会进一步加剧此类滑坡变形，严重威胁周边居民生命财产安全，因此，蓄水前对该库段活动性滑坡进行有效识别与分析具有重要意义。本研究利用Sentinel-1A升降轨和ALOS-1升轨卫星，基于地形可视性的SBAS-InSAR(Small Baseline Subset-InSAR)技术对该重点库段的活动性滑坡进行了有效识别，共识别出27处活动性滑坡，野外验证最终确定23处，其中12处坡脚涉及蓄水位线。统计发现研究区活动性滑坡在10°~40°，坡向为东北、西北方向以及相对高差小于500 m条件下发育最多，大部分受断层控制，不受断层控制的滑坡灾害所处岩层强度较低。其研究成果有利于水库运行期间滑坡的预防与预警，整体技术流程与识别分析方法也可为今后复杂地形下的区域活动性滑坡识别与分析提供重要的参考依据。 白鹤滩水电站为我国仅次于三峡水电站的第二大水电站，库区葫芦口—象鼻岭库岸段居民点较多，库岸稳定问题是关注的重点。由于该库段受地形地貌、构造作用、复杂地层等影响，蓄水前可能存在现今正在发生微小变形且高位隐蔽的活动性滑坡，水库蓄水和运行期间，可能会进一步加剧此类滑坡变形，严重威胁周边居民生命财产安全，因此，蓄水前对该库段活动性滑坡进行有效识别与分析具有重要意义。本研究利用Sentinel-1A升降轨和ALOS-1升轨卫星，基于地形可视性的SBAS-InSAR(Small Baseline Subset-InSAR)技术对该重点库段的活动性滑坡进行了有效识别，共识别出27处活动性滑坡，野外验证最终确定23处，其中12处坡脚涉及蓄水位线。统计发现研究区活动性滑坡在10°~40°，坡向为东北、西北方向以及相对高差小于500 m条件下发育最多，大部分受断层控制，不受断层控制的滑坡灾害所处岩层强度较低。其研究成果有利于水库运行期间滑坡的预防与预警，整体技术流程与识别分析方法也可为今后复杂地形下的区域活动性滑坡识别与分析提供重要的参考依据。
白鹤滩水电站为我国仅次于三峡水电站的第二大水电站，库区葫芦口—象鼻岭库岸段居民点较多，库岸稳定问题是关注的重点。由于该库段受地形地貌、构造作用、复杂地层等影响，蓄水前可能存在现今正在发生微小变形且高位隐蔽的活动性滑坡，水库蓄水和运行期间，可能会进一步加剧此类滑坡变形，严重威胁周边居民生命财产安全，因此，蓄水前对该库段活动性滑坡进行有效识别与分析具有重要意义。本研究利用Sentinel-1A升降轨和ALOS-1升轨卫星，基于地形可视性的SBAS-InSAR(Small Baseline Subset-InSAR)技术对该重点库段的活动性滑坡进行了有效识别，共识别出27处活动性滑坡，野外验证最终确定23处，其中12处坡脚涉及蓄水位线。统计发现研究区活动性滑坡在10°~40°，坡向为东北、西北方向以及相对高差小于500 m条件下发育最多，大部分受断层控制，不受断层控制的滑坡灾害所处岩层强度较低。其研究成果有利于水库运行期间滑坡的预防与预警，整体技术流程与识别分析方法也可为今后复杂地形下的区域活动性滑坡识别与分析提供重要的参考依据。 白鹤滩水电站为我国仅次于三峡水电站的第二大水电站，库区葫芦口—象鼻岭库岸段居民点较多，库岸稳定问题是关注的重点。由于该库段受地形地貌、构造作用、复杂地层等影响，蓄水前可能存在现今正在发生微小变形且高位隐蔽的活动性滑坡，水库蓄水和运行期间，可能会进一步加剧此类滑坡变形，严重威胁周边居民生命财产安全，因此，蓄水前对该库段活动性滑坡进行有效识别与分析具有重要意义。本研究利用Sentinel-1A升降轨和ALOS-1升轨卫星，基于地形可视性的SBAS-InSAR(Small Baseline Subset-InSAR)技术对该重点库段的活动性滑坡进行了有效识别，共识别出27处活动性滑坡，野外验证最终确定23处，其中12处坡脚涉及蓄水位线。统计发现研究区活动性滑坡在10°~40°，坡向为东北、西北方向以及相对高差小于500 m条件下发育最多，大部分受断层控制，不受断层控制的滑坡灾害所处岩层强度较低。其研究成果有利于水库运行期间滑坡的预防与预警，整体技术流程与识别分析方法也可为今后复杂地形下的区域活动性滑坡识别与分析提供重要的参考依据。
2023, 31(2): 493-501.
摘要:
通过在甘肃省天水市进行大量的现场调查，收集已经发生的黄土滑坡数据并建立数据库，利用Johnson分布体系建立了多维滑坡变量模型并预测潜在滑坡发生后的堆积区滑体长度、滑坡体的面积和滑坡体的宽度。通过对比预测结果与验证组中滑坡体真实数据发现预测模型具有较好的精准度，以预测结果90%置信区间上边界作为影响范围的安全值，推导出研究区域内潜在黄土滑坡影响范围的预测公式，并以研究区域以外的同类型黄土滑坡数据加以验证发现预测公式对天水市内其他区域同类型的黄土滑坡的评估具有一定的适用性。预测公式中只有不稳定边坡高度作为自变量，这对现场快速评估不稳定黄土潜在滑坡危害、影响范围提供了极大便利。 通过在甘肃省天水市进行大量的现场调查，收集已经发生的黄土滑坡数据并建立数据库，利用Johnson分布体系建立了多维滑坡变量模型并预测潜在滑坡发生后的堆积区滑体长度、滑坡体的面积和滑坡体的宽度。通过对比预测结果与验证组中滑坡体真实数据发现预测模型具有较好的精准度，以预测结果90%置信区间上边界作为影响范围的安全值，推导出研究区域内潜在黄土滑坡影响范围的预测公式，并以研究区域以外的同类型黄土滑坡数据加以验证发现预测公式对天水市内其他区域同类型的黄土滑坡的评估具有一定的适用性。预测公式中只有不稳定边坡高度作为自变量，这对现场快速评估不稳定黄土潜在滑坡危害、影响范围提供了极大便利。
通过在甘肃省天水市进行大量的现场调查，收集已经发生的黄土滑坡数据并建立数据库，利用Johnson分布体系建立了多维滑坡变量模型并预测潜在滑坡发生后的堆积区滑体长度、滑坡体的面积和滑坡体的宽度。通过对比预测结果与验证组中滑坡体真实数据发现预测模型具有较好的精准度，以预测结果90%置信区间上边界作为影响范围的安全值，推导出研究区域内潜在黄土滑坡影响范围的预测公式，并以研究区域以外的同类型黄土滑坡数据加以验证发现预测公式对天水市内其他区域同类型的黄土滑坡的评估具有一定的适用性。预测公式中只有不稳定边坡高度作为自变量，这对现场快速评估不稳定黄土潜在滑坡危害、影响范围提供了极大便利。 通过在甘肃省天水市进行大量的现场调查，收集已经发生的黄土滑坡数据并建立数据库，利用Johnson分布体系建立了多维滑坡变量模型并预测潜在滑坡发生后的堆积区滑体长度、滑坡体的面积和滑坡体的宽度。通过对比预测结果与验证组中滑坡体真实数据发现预测模型具有较好的精准度，以预测结果90%置信区间上边界作为影响范围的安全值，推导出研究区域内潜在黄土滑坡影响范围的预测公式，并以研究区域以外的同类型黄土滑坡数据加以验证发现预测公式对天水市内其他区域同类型的黄土滑坡的评估具有一定的适用性。预测公式中只有不稳定边坡高度作为自变量，这对现场快速评估不稳定黄土潜在滑坡危害、影响范围提供了极大便利。
2023, 31(2): 502-513.
摘要:
为研究滑体破碎对黄土滑坡动力学过程的影响，基于PFC2D建立了一种考虑到黄土特殊结构的可破碎离散元滑坡模型，通过改变细观强度参数生成不同强度滑体，模拟不同破碎率下的滑坡发生过程，分析了破碎对滑坡速度、流动性和堆积特征等方面的影响，再现了党川8#滑坡从启动到停止全过程。结果表明：(1)滑体峰值速度与破碎率呈负相关，具体表现为：滑体最大运动速度随破碎率的增大呈幂函数减小。(2)破碎对滑坡流动性的促进作用可能存在某阈值点，使得当破碎率小于该值时，有效摩擦系数随破碎率的增大不显著降低，反之则迅速减小。(3)随着破碎程度的增加，滑坡堆积厚度减小，水平分布范围越广，分选降低，孔隙的分布趋于均一化，且最大堆积厚度的位置多位于地形低洼处。(4)党川8#滑坡从失稳到停止运动总历时28 s，局部最大速度约17 m·s-1，最远滑动距离约195 m，破碎率达到19%。揭示了破碎对黄土滑坡动力学过程的影响，对黄土滑坡动力学研究具有一定参考价值。 为研究滑体破碎对黄土滑坡动力学过程的影响，基于PFC2D建立了一种考虑到黄土特殊结构的可破碎离散元滑坡模型，通过改变细观强度参数生成不同强度滑体，模拟不同破碎率下的滑坡发生过程，分析了破碎对滑坡速度、流动性和堆积特征等方面的影响，再现了党川8#滑坡从启动到停止全过程。结果表明：(1)滑体峰值速度与破碎率呈负相关，具体表现为：滑体最大运动速度随破碎率的增大呈幂函数减小。(2)破碎对滑坡流动性的促进作用可能存在某阈值点，使得当破碎率小于该值时，有效摩擦系数随破碎率的增大不显著降低，反之则迅速减小。(3)随着破碎程度的增加，滑坡堆积厚度减小，水平分布范围越广，分选降低，孔隙的分布趋于均一化，且最大堆积厚度的位置多位于地形低洼处。(4)党川8#滑坡从失稳到停止运动总历时28 s，局部最大速度约17 m·s-1，最远滑动距离约195 m，破碎率达到19%。揭示了破碎对黄土滑坡动力学过程的影响，对黄土滑坡动力学研究具有一定参考价值。
为研究滑体破碎对黄土滑坡动力学过程的影响，基于PFC2D建立了一种考虑到黄土特殊结构的可破碎离散元滑坡模型，通过改变细观强度参数生成不同强度滑体，模拟不同破碎率下的滑坡发生过程，分析了破碎对滑坡速度、流动性和堆积特征等方面的影响，再现了党川8#滑坡从启动到停止全过程。结果表明：(1)滑体峰值速度与破碎率呈负相关，具体表现为：滑体最大运动速度随破碎率的增大呈幂函数减小。(2)破碎对滑坡流动性的促进作用可能存在某阈值点，使得当破碎率小于该值时，有效摩擦系数随破碎率的增大不显著降低，反之则迅速减小。(3)随着破碎程度的增加，滑坡堆积厚度减小，水平分布范围越广，分选降低，孔隙的分布趋于均一化，且最大堆积厚度的位置多位于地形低洼处。(4)党川8#滑坡从失稳到停止运动总历时28 s，局部最大速度约17 m·s-1，最远滑动距离约195 m，破碎率达到19%。揭示了破碎对黄土滑坡动力学过程的影响，对黄土滑坡动力学研究具有一定参考价值。 为研究滑体破碎对黄土滑坡动力学过程的影响，基于PFC2D建立了一种考虑到黄土特殊结构的可破碎离散元滑坡模型，通过改变细观强度参数生成不同强度滑体，模拟不同破碎率下的滑坡发生过程，分析了破碎对滑坡速度、流动性和堆积特征等方面的影响，再现了党川8#滑坡从启动到停止全过程。结果表明：(1)滑体峰值速度与破碎率呈负相关，具体表现为：滑体最大运动速度随破碎率的增大呈幂函数减小。(2)破碎对滑坡流动性的促进作用可能存在某阈值点，使得当破碎率小于该值时，有效摩擦系数随破碎率的增大不显著降低，反之则迅速减小。(3)随着破碎程度的增加，滑坡堆积厚度减小，水平分布范围越广，分选降低，孔隙的分布趋于均一化，且最大堆积厚度的位置多位于地形低洼处。(4)党川8#滑坡从失稳到停止运动总历时28 s，局部最大速度约17 m·s-1，最远滑动距离约195 m，破碎率达到19%。揭示了破碎对黄土滑坡动力学过程的影响，对黄土滑坡动力学研究具有一定参考价值。
2023, 31(2): 514-525.
摘要:
2022年北京冬奥会延庆赛区造雪引水工程是赛区重要的配套工程，担负着为赛区造雪系统提供储水及供水的任务。受工程功能和场区地形地貌条件约束，工程场区主要水工设施面临较高的泥石流风险。针对目前利用泥石流动力学数值模拟方法难以考虑多种降雨条件下泥石流启动厚度以进行多情景泥石流灾害模拟预测的问题，基于雨洪法，本文提出了考虑多降雨重现期泥石流沟平均产水厚度和物源平均产石厚度两个指标及计算公式，并结合无人机精细测量、遥感解译、现场调查、Massflow等手段工具，开展了冬奥会延庆赛区造雪引水工程在不同降雨重现期下潜在泥石流灾害的模拟预测。结果表明：不同高程处的水工构筑物(塘坝和泵站)在不同降雨重现期(20 a、50 a、100 a)下受泥石流威胁的程度存在差异，其中1050塘坝泥石流风险最高，面临淤埋和冲击双重破坏；900塘坝和1290蓄水池泥石流风险次之，前者以淤埋破坏为主，后者以冲击破坏为主；900泵站和1050泵站泥石流风险较低。结合模拟分析和现场调查，建议在1050塘坝上游修建拦砂坝，在900塘坝库尾设置沉砂池，在1290蓄水池东侧修建导流槽，以保障水工设施长期安全运行。 2022年北京冬奥会延庆赛区造雪引水工程是赛区重要的配套工程，担负着为赛区造雪系统提供储水及供水的任务。受工程功能和场区地形地貌条件约束，工程场区主要水工设施面临较高的泥石流风险。针对目前利用泥石流动力学数值模拟方法难以考虑多种降雨条件下泥石流启动厚度以进行多情景泥石流灾害模拟预测的问题，基于雨洪法，本文提出了考虑多降雨重现期泥石流沟平均产水厚度和物源平均产石厚度两个指标及计算公式，并结合无人机精细测量、遥感解译、现场调查、Massflow等手段工具，开展了冬奥会延庆赛区造雪引水工程在不同降雨重现期下潜在泥石流灾害的模拟预测。结果表明：不同高程处的水工构筑物(塘坝和泵站)在不同降雨重现期(20 a、50 a、100 a)下受泥石流威胁的程度存在差异，其中1050塘坝泥石流风险最高，面临淤埋和冲击双重破坏；900塘坝和1290蓄水池泥石流风险次之，前者以淤埋破坏为主，后者以冲击破坏为主；900泵站和1050泵站泥石流风险较低。结合模拟分析和现场调查，建议在1050塘坝上游修建拦砂坝，在900塘坝库尾设置沉砂池，在1290蓄水池东侧修建导流槽，以保障水工设施长期安全运行。
2022年北京冬奥会延庆赛区造雪引水工程是赛区重要的配套工程，担负着为赛区造雪系统提供储水及供水的任务。受工程功能和场区地形地貌条件约束，工程场区主要水工设施面临较高的泥石流风险。针对目前利用泥石流动力学数值模拟方法难以考虑多种降雨条件下泥石流启动厚度以进行多情景泥石流灾害模拟预测的问题，基于雨洪法，本文提出了考虑多降雨重现期泥石流沟平均产水厚度和物源平均产石厚度两个指标及计算公式，并结合无人机精细测量、遥感解译、现场调查、Massflow等手段工具，开展了冬奥会延庆赛区造雪引水工程在不同降雨重现期下潜在泥石流灾害的模拟预测。结果表明：不同高程处的水工构筑物(塘坝和泵站)在不同降雨重现期(20 a、50 a、100 a)下受泥石流威胁的程度存在差异，其中1050塘坝泥石流风险最高，面临淤埋和冲击双重破坏；900塘坝和1290蓄水池泥石流风险次之，前者以淤埋破坏为主，后者以冲击破坏为主；900泵站和1050泵站泥石流风险较低。结合模拟分析和现场调查，建议在1050塘坝上游修建拦砂坝，在900塘坝库尾设置沉砂池，在1290蓄水池东侧修建导流槽，以保障水工设施长期安全运行。 2022年北京冬奥会延庆赛区造雪引水工程是赛区重要的配套工程，担负着为赛区造雪系统提供储水及供水的任务。受工程功能和场区地形地貌条件约束，工程场区主要水工设施面临较高的泥石流风险。针对目前利用泥石流动力学数值模拟方法难以考虑多种降雨条件下泥石流启动厚度以进行多情景泥石流灾害模拟预测的问题，基于雨洪法，本文提出了考虑多降雨重现期泥石流沟平均产水厚度和物源平均产石厚度两个指标及计算公式，并结合无人机精细测量、遥感解译、现场调查、Massflow等手段工具，开展了冬奥会延庆赛区造雪引水工程在不同降雨重现期下潜在泥石流灾害的模拟预测。结果表明：不同高程处的水工构筑物(塘坝和泵站)在不同降雨重现期(20 a、50 a、100 a)下受泥石流威胁的程度存在差异，其中1050塘坝泥石流风险最高，面临淤埋和冲击双重破坏；900塘坝和1290蓄水池泥石流风险次之，前者以淤埋破坏为主，后者以冲击破坏为主；900泵站和1050泵站泥石流风险较低。结合模拟分析和现场调查，建议在1050塘坝上游修建拦砂坝，在900塘坝库尾设置沉砂池，在1290蓄水池东侧修建导流槽，以保障水工设施长期安全运行。
2023, 31(2): 526-537.
摘要:
本文以吉林省永吉县为研究区，结合历史资料与现场实际情况，研究了基于地理信息相似度的负样本采样策略在泥石流易发性评价中的应用，并探索了不同取值范围下选取的负样本对最终易发性评价结果的影响。本次研究选取了高程、坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、年平均降水量、归一化植被指数、地形湿度指数、断层密度、道路密度、水系密度、人口密度、土地利用类型、岩土体类型等14个因子，依离散型与连续型两种分类采用不同方法计算单因子相似度，综合获得全区地理信息相似度后按其不同阈值进行负样本采样，并以支持向量机模型为基础模型，采用受试者工作特征曲线、正样本准确率和预报效率曲线3种评价方法进行了评价。结果显示：当负样本的地理信息相似度值逐渐增大时，模型精度和正样本准确率逐步降低，预报效率先增后降，易发程度由高估向低估变化；在地理信息相似度取值范围0~0.5内选取的负样本兼顾了模型准确性与土地利用价值，并具有最高的预测效率，是一种优秀的负样本取样策略。本次研究结果与实际较为相近，基于地理信息相似度的负样本采样策略有效提升了负样本质量，提高了预测效率，合理平衡了易发区划分与土地利用的矛盾，可为研究区防灾政策的制订、区域防灾的土地规划提供依据，也为区域泥石流易发性评价提供了一种新的思路。 本文以吉林省永吉县为研究区，结合历史资料与现场实际情况，研究了基于地理信息相似度的负样本采样策略在泥石流易发性评价中的应用，并探索了不同取值范围下选取的负样本对最终易发性评价结果的影响。本次研究选取了高程、坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、年平均降水量、归一化植被指数、地形湿度指数、断层密度、道路密度、水系密度、人口密度、土地利用类型、岩土体类型等14个因子，依离散型与连续型两种分类采用不同方法计算单因子相似度，综合获得全区地理信息相似度后按其不同阈值进行负样本采样，并以支持向量机模型为基础模型，采用受试者工作特征曲线、正样本准确率和预报效率曲线3种评价方法进行了评价。结果显示：当负样本的地理信息相似度值逐渐增大时，模型精度和正样本准确率逐步降低，预报效率先增后降，易发程度由高估向低估变化；在地理信息相似度取值范围0~0.5内选取的负样本兼顾了模型准确性与土地利用价值，并具有最高的预测效率，是一种优秀的负样本取样策略。本次研究结果与实际较为相近，基于地理信息相似度的负样本采样策略有效提升了负样本质量，提高了预测效率，合理平衡了易发区划分与土地利用的矛盾，可为研究区防灾政策的制订、区域防灾的土地规划提供依据，也为区域泥石流易发性评价提供了一种新的思路。
本文以吉林省永吉县为研究区，结合历史资料与现场实际情况，研究了基于地理信息相似度的负样本采样策略在泥石流易发性评价中的应用，并探索了不同取值范围下选取的负样本对最终易发性评价结果的影响。本次研究选取了高程、坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、年平均降水量、归一化植被指数、地形湿度指数、断层密度、道路密度、水系密度、人口密度、土地利用类型、岩土体类型等14个因子，依离散型与连续型两种分类采用不同方法计算单因子相似度，综合获得全区地理信息相似度后按其不同阈值进行负样本采样，并以支持向量机模型为基础模型，采用受试者工作特征曲线、正样本准确率和预报效率曲线3种评价方法进行了评价。结果显示：当负样本的地理信息相似度值逐渐增大时，模型精度和正样本准确率逐步降低，预报效率先增后降，易发程度由高估向低估变化；在地理信息相似度取值范围0~0.5内选取的负样本兼顾了模型准确性与土地利用价值，并具有最高的预测效率，是一种优秀的负样本取样策略。本次研究结果与实际较为相近，基于地理信息相似度的负样本采样策略有效提升了负样本质量，提高了预测效率，合理平衡了易发区划分与土地利用的矛盾，可为研究区防灾政策的制订、区域防灾的土地规划提供依据，也为区域泥石流易发性评价提供了一种新的思路。 本文以吉林省永吉县为研究区，结合历史资料与现场实际情况，研究了基于地理信息相似度的负样本采样策略在泥石流易发性评价中的应用，并探索了不同取值范围下选取的负样本对最终易发性评价结果的影响。本次研究选取了高程、坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、年平均降水量、归一化植被指数、地形湿度指数、断层密度、道路密度、水系密度、人口密度、土地利用类型、岩土体类型等14个因子，依离散型与连续型两种分类采用不同方法计算单因子相似度，综合获得全区地理信息相似度后按其不同阈值进行负样本采样，并以支持向量机模型为基础模型，采用受试者工作特征曲线、正样本准确率和预报效率曲线3种评价方法进行了评价。结果显示：当负样本的地理信息相似度值逐渐增大时，模型精度和正样本准确率逐步降低，预报效率先增后降，易发程度由高估向低估变化；在地理信息相似度取值范围0~0.5内选取的负样本兼顾了模型准确性与土地利用价值，并具有最高的预测效率，是一种优秀的负样本取样策略。本次研究结果与实际较为相近，基于地理信息相似度的负样本采样策略有效提升了负样本质量，提高了预测效率，合理平衡了易发区划分与土地利用的矛盾，可为研究区防灾政策的制订、区域防灾的土地规划提供依据，也为区域泥石流易发性评价提供了一种新的思路。
2023, 31(2): 538-551.
摘要:
面向高精度地质灾害易发性评价研究中，历史灾害样本数据少而造成的预测准确度低等问题，本文提出基于灰色关联度与层次分析法耦合的地质灾害易发性评价模型。本文以浙江省丽水市云和县崇头镇为工程背景，结合该地区致灾机理，利用现场调查和遥感解释等手段，获取9项地质灾害评价因子。分析了9项评价因子与历史灾害点的关联度，分别以关联度数值、关联度数值指数标度和关联度排名构建了层次分析法的3种判别矩阵，建立了3种类型的灰色关联度与层次分析法耦合评价模型(G-A1、G-A2和G-A3)，以及单独灰色关联度评价模型(G)，最后对评价结果进行了可靠性分析。结果表明：(1)在易发性综合指数分布方面，耦合模型G-A1和单独模型G较为合理；(2)在预测准确度方面，耦合模型G-A1的ROC曲线AUC指标最大；(3)在易发性分区合理性方面，耦合模型G-A1的高易发区域面积所占比例最小、高易发性强度指数最大，工程适用性强。最终，推荐耦合模型G-A1作为丽水市云和县崇头镇地质灾害易发性评价模型。本文研究成果对浙西南地区地质灾害易发性评价具有重要参考价值，为高精度地质灾害评价和防控工作提供有效的耦合评价模型。 面向高精度地质灾害易发性评价研究中，历史灾害样本数据少而造成的预测准确度低等问题，本文提出基于灰色关联度与层次分析法耦合的地质灾害易发性评价模型。本文以浙江省丽水市云和县崇头镇为工程背景，结合该地区致灾机理，利用现场调查和遥感解释等手段，获取9项地质灾害评价因子。分析了9项评价因子与历史灾害点的关联度，分别以关联度数值、关联度数值指数标度和关联度排名构建了层次分析法的3种判别矩阵，建立了3种类型的灰色关联度与层次分析法耦合评价模型(G-A1、G-A2和G-A3)，以及单独灰色关联度评价模型(G)，最后对评价结果进行了可靠性分析。结果表明：(1)在易发性综合指数分布方面，耦合模型G-A1和单独模型G较为合理；(2)在预测准确度方面，耦合模型G-A1的ROC曲线AUC指标最大；(3)在易发性分区合理性方面，耦合模型G-A1的高易发区域面积所占比例最小、高易发性强度指数最大，工程适用性强。最终，推荐耦合模型G-A1作为丽水市云和县崇头镇地质灾害易发性评价模型。本文研究成果对浙西南地区地质灾害易发性评价具有重要参考价值，为高精度地质灾害评价和防控工作提供有效的耦合评价模型。
面向高精度地质灾害易发性评价研究中，历史灾害样本数据少而造成的预测准确度低等问题，本文提出基于灰色关联度与层次分析法耦合的地质灾害易发性评价模型。本文以浙江省丽水市云和县崇头镇为工程背景，结合该地区致灾机理，利用现场调查和遥感解释等手段，获取9项地质灾害评价因子。分析了9项评价因子与历史灾害点的关联度，分别以关联度数值、关联度数值指数标度和关联度排名构建了层次分析法的3种判别矩阵，建立了3种类型的灰色关联度与层次分析法耦合评价模型(G-A1、G-A2和G-A3)，以及单独灰色关联度评价模型(G)，最后对评价结果进行了可靠性分析。结果表明：(1)在易发性综合指数分布方面，耦合模型G-A1和单独模型G较为合理；(2)在预测准确度方面，耦合模型G-A1的ROC曲线AUC指标最大；(3)在易发性分区合理性方面，耦合模型G-A1的高易发区域面积所占比例最小、高易发性强度指数最大，工程适用性强。最终，推荐耦合模型G-A1作为丽水市云和县崇头镇地质灾害易发性评价模型。本文研究成果对浙西南地区地质灾害易发性评价具有重要参考价值，为高精度地质灾害评价和防控工作提供有效的耦合评价模型。 面向高精度地质灾害易发性评价研究中，历史灾害样本数据少而造成的预测准确度低等问题，本文提出基于灰色关联度与层次分析法耦合的地质灾害易发性评价模型。本文以浙江省丽水市云和县崇头镇为工程背景，结合该地区致灾机理，利用现场调查和遥感解释等手段，获取9项地质灾害评价因子。分析了9项评价因子与历史灾害点的关联度，分别以关联度数值、关联度数值指数标度和关联度排名构建了层次分析法的3种判别矩阵，建立了3种类型的灰色关联度与层次分析法耦合评价模型(G-A1、G-A2和G-A3)，以及单独灰色关联度评价模型(G)，最后对评价结果进行了可靠性分析。结果表明：(1)在易发性综合指数分布方面，耦合模型G-A1和单独模型G较为合理；(2)在预测准确度方面，耦合模型G-A1的ROC曲线AUC指标最大；(3)在易发性分区合理性方面，耦合模型G-A1的高易发区域面积所占比例最小、高易发性强度指数最大，工程适用性强。最终，推荐耦合模型G-A1作为丽水市云和县崇头镇地质灾害易发性评价模型。本文研究成果对浙西南地区地质灾害易发性评价具有重要参考价值，为高精度地质灾害评价和防控工作提供有效的耦合评价模型。
2023, 31(2): 552-561.
摘要:
东非大裂谷肯尼亚段，与软流圈侵入和岩石圈减薄有关的岩浆活动导致了火山活动频发。火山活动造成地裂缝灾害直接威胁着裂谷内的工程设施。本文通过在肯尼亚裂谷的野外调查和地球物理勘探，归纳了地裂缝的平面分布特征和破裂特征，分析了基岩破裂与地裂缝的关系。结果表明地裂缝主要与火山伴生，呈线状展布，地表破坏特征以水平拉张为主。地裂缝与其下的基岩裂隙相连，基岩裂隙的存在决定着浅部土体地裂缝的发育位置和规模。地壳形变数据表明研究区存在以火山为中心的隆起区，基于此本文通过Mogi点源模型计算并分析了一次火山喷发引起的位移和应变特征。结果表明火山喷发引起的广泛不连续变形造成了基岩破裂，肯尼亚裂谷地裂缝的成因机制可归纳为火山喷发-基岩破裂-沉积物破坏。 东非大裂谷肯尼亚段，与软流圈侵入和岩石圈减薄有关的岩浆活动导致了火山活动频发。火山活动造成地裂缝灾害直接威胁着裂谷内的工程设施。本文通过在肯尼亚裂谷的野外调查和地球物理勘探，归纳了地裂缝的平面分布特征和破裂特征，分析了基岩破裂与地裂缝的关系。结果表明地裂缝主要与火山伴生，呈线状展布，地表破坏特征以水平拉张为主。地裂缝与其下的基岩裂隙相连，基岩裂隙的存在决定着浅部土体地裂缝的发育位置和规模。地壳形变数据表明研究区存在以火山为中心的隆起区，基于此本文通过Mogi点源模型计算并分析了一次火山喷发引起的位移和应变特征。结果表明火山喷发引起的广泛不连续变形造成了基岩破裂，肯尼亚裂谷地裂缝的成因机制可归纳为火山喷发-基岩破裂-沉积物破坏。
东非大裂谷肯尼亚段，与软流圈侵入和岩石圈减薄有关的岩浆活动导致了火山活动频发。火山活动造成地裂缝灾害直接威胁着裂谷内的工程设施。本文通过在肯尼亚裂谷的野外调查和地球物理勘探，归纳了地裂缝的平面分布特征和破裂特征，分析了基岩破裂与地裂缝的关系。结果表明地裂缝主要与火山伴生，呈线状展布，地表破坏特征以水平拉张为主。地裂缝与其下的基岩裂隙相连，基岩裂隙的存在决定着浅部土体地裂缝的发育位置和规模。地壳形变数据表明研究区存在以火山为中心的隆起区，基于此本文通过Mogi点源模型计算并分析了一次火山喷发引起的位移和应变特征。结果表明火山喷发引起的广泛不连续变形造成了基岩破裂，肯尼亚裂谷地裂缝的成因机制可归纳为火山喷发-基岩破裂-沉积物破坏。 东非大裂谷肯尼亚段，与软流圈侵入和岩石圈减薄有关的岩浆活动导致了火山活动频发。火山活动造成地裂缝灾害直接威胁着裂谷内的工程设施。本文通过在肯尼亚裂谷的野外调查和地球物理勘探，归纳了地裂缝的平面分布特征和破裂特征，分析了基岩破裂与地裂缝的关系。结果表明地裂缝主要与火山伴生，呈线状展布，地表破坏特征以水平拉张为主。地裂缝与其下的基岩裂隙相连，基岩裂隙的存在决定着浅部土体地裂缝的发育位置和规模。地壳形变数据表明研究区存在以火山为中心的隆起区，基于此本文通过Mogi点源模型计算并分析了一次火山喷发引起的位移和应变特征。结果表明火山喷发引起的广泛不连续变形造成了基岩破裂，肯尼亚裂谷地裂缝的成因机制可归纳为火山喷发-基岩破裂-沉积物破坏。
2023, 31(2): 562-573.
摘要:
多断层作为叶巴滩水电站坝址区一类典型的地质缺陷，对高拱坝坝基变形、抗滑稳定的影响不容忽视。本文基于坝区断层的发育情况及基本特征，提出了多断层的概念，并从动力运动学角度分析建基岩体多断层之间的地质力学形成机制及其空间展布特征，得出叶巴滩水电站坝址区多断层的3种基本组合模式：平行雁列型、共轭剪切型、主次共生型，将建基岩体复杂的断层情况化繁为简，并结合现场勘察数据，采用定性和定量相结合的方法，对比分析了不同组合模式下断层对建基岩体质量的劣化程度，其中：共轭剪切型、主次共生型断层组合模式对岩体的劣化程度强烈，使岩体质量下降一级；平行雁列型断层组合模式对岩体的劣化程度一般，使岩体质量下降半级。同时，讨论了不同模式下断层影响途径与劣化程度的关系。研究成果为叶巴滩水电站建基岩体的开挖处理和风险防控提供了技术支撑。 多断层作为叶巴滩水电站坝址区一类典型的地质缺陷，对高拱坝坝基变形、抗滑稳定的影响不容忽视。本文基于坝区断层的发育情况及基本特征，提出了多断层的概念，并从动力运动学角度分析建基岩体多断层之间的地质力学形成机制及其空间展布特征，得出叶巴滩水电站坝址区多断层的3种基本组合模式：平行雁列型、共轭剪切型、主次共生型，将建基岩体复杂的断层情况化繁为简，并结合现场勘察数据，采用定性和定量相结合的方法，对比分析了不同组合模式下断层对建基岩体质量的劣化程度，其中：共轭剪切型、主次共生型断层组合模式对岩体的劣化程度强烈，使岩体质量下降一级；平行雁列型断层组合模式对岩体的劣化程度一般，使岩体质量下降半级。同时，讨论了不同模式下断层影响途径与劣化程度的关系。研究成果为叶巴滩水电站建基岩体的开挖处理和风险防控提供了技术支撑。
多断层作为叶巴滩水电站坝址区一类典型的地质缺陷，对高拱坝坝基变形、抗滑稳定的影响不容忽视。本文基于坝区断层的发育情况及基本特征，提出了多断层的概念，并从动力运动学角度分析建基岩体多断层之间的地质力学形成机制及其空间展布特征，得出叶巴滩水电站坝址区多断层的3种基本组合模式：平行雁列型、共轭剪切型、主次共生型，将建基岩体复杂的断层情况化繁为简，并结合现场勘察数据，采用定性和定量相结合的方法，对比分析了不同组合模式下断层对建基岩体质量的劣化程度，其中：共轭剪切型、主次共生型断层组合模式对岩体的劣化程度强烈，使岩体质量下降一级；平行雁列型断层组合模式对岩体的劣化程度一般，使岩体质量下降半级。同时，讨论了不同模式下断层影响途径与劣化程度的关系。研究成果为叶巴滩水电站建基岩体的开挖处理和风险防控提供了技术支撑。 多断层作为叶巴滩水电站坝址区一类典型的地质缺陷，对高拱坝坝基变形、抗滑稳定的影响不容忽视。本文基于坝区断层的发育情况及基本特征，提出了多断层的概念，并从动力运动学角度分析建基岩体多断层之间的地质力学形成机制及其空间展布特征，得出叶巴滩水电站坝址区多断层的3种基本组合模式：平行雁列型、共轭剪切型、主次共生型，将建基岩体复杂的断层情况化繁为简，并结合现场勘察数据，采用定性和定量相结合的方法，对比分析了不同组合模式下断层对建基岩体质量的劣化程度，其中：共轭剪切型、主次共生型断层组合模式对岩体的劣化程度强烈，使岩体质量下降一级；平行雁列型断层组合模式对岩体的劣化程度一般，使岩体质量下降半级。同时，讨论了不同模式下断层影响途径与劣化程度的关系。研究成果为叶巴滩水电站建基岩体的开挖处理和风险防控提供了技术支撑。
2023, 31(2): 574-583.
摘要:
堰塞坝是由崩塌、滑坡等堵塞河道而形成的天然坝体。区别于人工坝，堰塞坝具有坝体结构松散、材料分布不均的特点，其一旦形成，极易在短时间内发生失稳破坏(漫顶溢流、渗流破坏及坝坡失稳)，威胁下游群众的生命财产安全。堰塞坝的失稳破坏主要受到上游水位、坝体渗流及余震作用的影响，本文以唐家山堰塞坝为研究背景，基于通用有限元软件ABAQUS建立堰塞坝渗流及动力响应分析模型，研究堰塞坝在渗流及余震作用下的稳定性，并进一步分析渗流及坝体余震对堰塞坝溃坝模式的影响。研究结果表明，(1)唐家山堰塞坝坝体发生渗透破坏的可能性较小，但随着上游水位的上升，堰塞坝发生渗流破化的概率增大；(2)堰塞坝内部动力响应特征表现为沿坝高从上到下，坝体的加速度放大倍数逐渐减小，动力响应呈现明显的“表面放大”效应；(3)余震作用下，堰塞坝不会发生整体失稳破坏，但余震使得堰塞坝坝高降低，从而加速其发生漫顶溢流破坏。 堰塞坝是由崩塌、滑坡等堵塞河道而形成的天然坝体。区别于人工坝，堰塞坝具有坝体结构松散、材料分布不均的特点，其一旦形成，极易在短时间内发生失稳破坏(漫顶溢流、渗流破坏及坝坡失稳)，威胁下游群众的生命财产安全。堰塞坝的失稳破坏主要受到上游水位、坝体渗流及余震作用的影响，本文以唐家山堰塞坝为研究背景，基于通用有限元软件ABAQUS建立堰塞坝渗流及动力响应分析模型，研究堰塞坝在渗流及余震作用下的稳定性，并进一步分析渗流及坝体余震对堰塞坝溃坝模式的影响。研究结果表明，(1)唐家山堰塞坝坝体发生渗透破坏的可能性较小，但随着上游水位的上升，堰塞坝发生渗流破化的概率增大；(2)堰塞坝内部动力响应特征表现为沿坝高从上到下，坝体的加速度放大倍数逐渐减小，动力响应呈现明显的“表面放大”效应；(3)余震作用下，堰塞坝不会发生整体失稳破坏，但余震使得堰塞坝坝高降低，从而加速其发生漫顶溢流破坏。
堰塞坝是由崩塌、滑坡等堵塞河道而形成的天然坝体。区别于人工坝，堰塞坝具有坝体结构松散、材料分布不均的特点，其一旦形成，极易在短时间内发生失稳破坏(漫顶溢流、渗流破坏及坝坡失稳)，威胁下游群众的生命财产安全。堰塞坝的失稳破坏主要受到上游水位、坝体渗流及余震作用的影响，本文以唐家山堰塞坝为研究背景，基于通用有限元软件ABAQUS建立堰塞坝渗流及动力响应分析模型，研究堰塞坝在渗流及余震作用下的稳定性，并进一步分析渗流及坝体余震对堰塞坝溃坝模式的影响。研究结果表明，(1)唐家山堰塞坝坝体发生渗透破坏的可能性较小，但随着上游水位的上升，堰塞坝发生渗流破化的概率增大；(2)堰塞坝内部动力响应特征表现为沿坝高从上到下，坝体的加速度放大倍数逐渐减小，动力响应呈现明显的“表面放大”效应；(3)余震作用下，堰塞坝不会发生整体失稳破坏，但余震使得堰塞坝坝高降低，从而加速其发生漫顶溢流破坏。 堰塞坝是由崩塌、滑坡等堵塞河道而形成的天然坝体。区别于人工坝，堰塞坝具有坝体结构松散、材料分布不均的特点，其一旦形成，极易在短时间内发生失稳破坏(漫顶溢流、渗流破坏及坝坡失稳)，威胁下游群众的生命财产安全。堰塞坝的失稳破坏主要受到上游水位、坝体渗流及余震作用的影响，本文以唐家山堰塞坝为研究背景，基于通用有限元软件ABAQUS建立堰塞坝渗流及动力响应分析模型，研究堰塞坝在渗流及余震作用下的稳定性，并进一步分析渗流及坝体余震对堰塞坝溃坝模式的影响。研究结果表明，(1)唐家山堰塞坝坝体发生渗透破坏的可能性较小，但随着上游水位的上升，堰塞坝发生渗流破化的概率增大；(2)堰塞坝内部动力响应特征表现为沿坝高从上到下，坝体的加速度放大倍数逐渐减小，动力响应呈现明显的“表面放大”效应；(3)余震作用下，堰塞坝不会发生整体失稳破坏，但余震使得堰塞坝坝高降低，从而加速其发生漫顶溢流破坏。
2023, 31(2): 584-595.
摘要:
我国西北旱区生态环境脆弱，是全球气候变化的敏感区域之一。近几年来，在全球暖化的大环境下，区域地表水产流机制改变诱发的水文与生态问题越发突出。本文以青藏高原北部极端干旱的格尔木河流域为例，利用SWAT建立流域主要产流的山区地表水文模型，结合区域水文资料等定量研究格尔木河径流演化及其渗漏补给地下水的时空演变特征。结果表明，在1976~2014年期间格尔木河出山口径流量呈递增趋势，年增长率达0.38(m3·s-1)·a-1，多年平均径流增量约1.66×108m3，且夏季径流量增加较冬季更为显著。降水和温度是影响流域山区地表产流量增加的主要气象因子。流域出山口径流量的增加改变了盆地内地表径流入渗补给地下水的条件，格尔木河多年平均渗漏补给地下水量为9.89×108m3。河流渗漏量的递增会打破区域地下水系统平衡，诱发一系列水文生态问题，威胁区域可持续发展。本研究可为我国应对全球气候变化带来的旱区水资源和生态环境挑战提供科学支撑。 我国西北旱区生态环境脆弱，是全球气候变化的敏感区域之一。近几年来，在全球暖化的大环境下，区域地表水产流机制改变诱发的水文与生态问题越发突出。本文以青藏高原北部极端干旱的格尔木河流域为例，利用SWAT建立流域主要产流的山区地表水文模型，结合区域水文资料等定量研究格尔木河径流演化及其渗漏补给地下水的时空演变特征。结果表明，在1976~2014年期间格尔木河出山口径流量呈递增趋势，年增长率达0.38(m3·s-1)·a-1，多年平均径流增量约1.66×108m3，且夏季径流量增加较冬季更为显著。降水和温度是影响流域山区地表产流量增加的主要气象因子。流域出山口径流量的增加改变了盆地内地表径流入渗补给地下水的条件，格尔木河多年平均渗漏补给地下水量为9.89×108m3。河流渗漏量的递增会打破区域地下水系统平衡，诱发一系列水文生态问题，威胁区域可持续发展。本研究可为我国应对全球气候变化带来的旱区水资源和生态环境挑战提供科学支撑。
我国西北旱区生态环境脆弱，是全球气候变化的敏感区域之一。近几年来，在全球暖化的大环境下，区域地表水产流机制改变诱发的水文与生态问题越发突出。本文以青藏高原北部极端干旱的格尔木河流域为例，利用SWAT建立流域主要产流的山区地表水文模型，结合区域水文资料等定量研究格尔木河径流演化及其渗漏补给地下水的时空演变特征。结果表明，在1976~2014年期间格尔木河出山口径流量呈递增趋势，年增长率达0.38(m3·s-1)·a-1，多年平均径流增量约1.66×108m3，且夏季径流量增加较冬季更为显著。降水和温度是影响流域山区地表产流量增加的主要气象因子。流域出山口径流量的增加改变了盆地内地表径流入渗补给地下水的条件，格尔木河多年平均渗漏补给地下水量为9.89×108m3。河流渗漏量的递增会打破区域地下水系统平衡，诱发一系列水文生态问题，威胁区域可持续发展。本研究可为我国应对全球气候变化带来的旱区水资源和生态环境挑战提供科学支撑。 我国西北旱区生态环境脆弱，是全球气候变化的敏感区域之一。近几年来，在全球暖化的大环境下，区域地表水产流机制改变诱发的水文与生态问题越发突出。本文以青藏高原北部极端干旱的格尔木河流域为例，利用SWAT建立流域主要产流的山区地表水文模型，结合区域水文资料等定量研究格尔木河径流演化及其渗漏补给地下水的时空演变特征。结果表明，在1976~2014年期间格尔木河出山口径流量呈递增趋势，年增长率达0.38(m3·s-1)·a-1，多年平均径流增量约1.66×108m3，且夏季径流量增加较冬季更为显著。降水和温度是影响流域山区地表产流量增加的主要气象因子。流域出山口径流量的增加改变了盆地内地表径流入渗补给地下水的条件，格尔木河多年平均渗漏补给地下水量为9.89×108m3。河流渗漏量的递增会打破区域地下水系统平衡，诱发一系列水文生态问题，威胁区域可持续发展。本研究可为我国应对全球气候变化带来的旱区水资源和生态环境挑战提供科学支撑。
2023, 31(2): 596-606.
摘要:
安全系数是判断边坡稳定性最常用的指标。应用传统极限平衡法求解边坡安全系数时，没有考虑土体内部的应力-应变关系，不能准确、真实地描述边坡土体破坏时的应力场、位移场及塑性区的发展情况。而应用有限元法虽然可以解决上述问题，但在计算过程中，会因网格畸变导致计算不收敛，造成求解困难。为此，本文基于物质点强度折减法，建立了安全系数无量纲参数F/tan φ与土体无量纲参数λ之间的关系，并绘制了求解均质边坡安全系数的稳定性图表。该方法无需任何迭代过程即可快速、方便地确定边坡安全系数。以文献中常见的4个典型边坡算例为例，将本文计算结果与文献中其他边坡稳定性图表进行对比，验证本文方法的准确性。结果表明，用本文研制的边坡安全系数分析图表计算获得的边坡安全系数与其他方法获得的安全系数计算结果相接近，吻合较好，证明该方法是一种有效且保守的估计边坡安全系数的计算方法，为快速评估边坡安全系数提供了一种新的途径。 安全系数是判断边坡稳定性最常用的指标。应用传统极限平衡法求解边坡安全系数时，没有考虑土体内部的应力-应变关系，不能准确、真实地描述边坡土体破坏时的应力场、位移场及塑性区的发展情况。而应用有限元法虽然可以解决上述问题，但在计算过程中，会因网格畸变导致计算不收敛，造成求解困难。为此，本文基于物质点强度折减法，建立了安全系数无量纲参数F/tan φ与土体无量纲参数λ之间的关系，并绘制了求解均质边坡安全系数的稳定性图表。该方法无需任何迭代过程即可快速、方便地确定边坡安全系数。以文献中常见的4个典型边坡算例为例，将本文计算结果与文献中其他边坡稳定性图表进行对比，验证本文方法的准确性。结果表明，用本文研制的边坡安全系数分析图表计算获得的边坡安全系数与其他方法获得的安全系数计算结果相接近，吻合较好，证明该方法是一种有效且保守的估计边坡安全系数的计算方法，为快速评估边坡安全系数提供了一种新的途径。
安全系数是判断边坡稳定性最常用的指标。应用传统极限平衡法求解边坡安全系数时，没有考虑土体内部的应力-应变关系，不能准确、真实地描述边坡土体破坏时的应力场、位移场及塑性区的发展情况。而应用有限元法虽然可以解决上述问题，但在计算过程中，会因网格畸变导致计算不收敛，造成求解困难。为此，本文基于物质点强度折减法，建立了安全系数无量纲参数F/tan φ与土体无量纲参数λ之间的关系，并绘制了求解均质边坡安全系数的稳定性图表。该方法无需任何迭代过程即可快速、方便地确定边坡安全系数。以文献中常见的4个典型边坡算例为例，将本文计算结果与文献中其他边坡稳定性图表进行对比，验证本文方法的准确性。结果表明，用本文研制的边坡安全系数分析图表计算获得的边坡安全系数与其他方法获得的安全系数计算结果相接近，吻合较好，证明该方法是一种有效且保守的估计边坡安全系数的计算方法，为快速评估边坡安全系数提供了一种新的途径。 安全系数是判断边坡稳定性最常用的指标。应用传统极限平衡法求解边坡安全系数时，没有考虑土体内部的应力-应变关系，不能准确、真实地描述边坡土体破坏时的应力场、位移场及塑性区的发展情况。而应用有限元法虽然可以解决上述问题，但在计算过程中，会因网格畸变导致计算不收敛，造成求解困难。为此，本文基于物质点强度折减法，建立了安全系数无量纲参数F/tan φ与土体无量纲参数λ之间的关系，并绘制了求解均质边坡安全系数的稳定性图表。该方法无需任何迭代过程即可快速、方便地确定边坡安全系数。以文献中常见的4个典型边坡算例为例，将本文计算结果与文献中其他边坡稳定性图表进行对比，验证本文方法的准确性。结果表明，用本文研制的边坡安全系数分析图表计算获得的边坡安全系数与其他方法获得的安全系数计算结果相接近，吻合较好，证明该方法是一种有效且保守的估计边坡安全系数的计算方法，为快速评估边坡安全系数提供了一种新的途径。
2023, 31(2): 607-616.
摘要:
由于常用的拟静力法存在诸多局限性，将更合理的拟动力法与边坡极限平衡分析法相结合对地震边坡稳定性分析具有重要的理论和实际意义。基于拟动力法与边坡极限平衡分析中的剩余推力法，推导了考虑振动放大效应的边坡地震力求解公式及地震边坡剩余推力计算公式。在此基础上，借助MATLAB软件编写了计算地震边坡剩余推力和安全系数的程序，得到了一种拟动力地震边坡稳定性分析新方法。应用已开发的程序，通过算例分析，讨论了地震动特性、坡体材料特性、坡体几何形状、地形放大效应对地震边坡稳定性的影响。研究表明：地震边坡安全系数随输入地震动的初始相位呈周期性波动变化，且土体放大系数不会改变其波动周期；地震边坡安全系数随地震系数、土体放大系数、地震动波长与坡高比值的增大而减小；当不考虑振动放大效应时，λ/H等于2是拟动力安全系数由急剧减小到趋于稳定的转折点，λ/H值越小，拟动力安全系数与静力安全系数越接近，λ/H值越大，拟动力安全系数与拟静力安全系数越接近；当考虑振动放大效应时，拟动力安全系数可能小于拟静力安全系数，因此，无论从安全还是经济的角度出发，拟动力法都比现行的拟静力法更合理，应该是地震边坡稳定性分析的首选方法。 由于常用的拟静力法存在诸多局限性，将更合理的拟动力法与边坡极限平衡分析法相结合对地震边坡稳定性分析具有重要的理论和实际意义。基于拟动力法与边坡极限平衡分析中的剩余推力法，推导了考虑振动放大效应的边坡地震力求解公式及地震边坡剩余推力计算公式。在此基础上，借助MATLAB软件编写了计算地震边坡剩余推力和安全系数的程序，得到了一种拟动力地震边坡稳定性分析新方法。应用已开发的程序，通过算例分析，讨论了地震动特性、坡体材料特性、坡体几何形状、地形放大效应对地震边坡稳定性的影响。研究表明：地震边坡安全系数随输入地震动的初始相位呈周期性波动变化，且土体放大系数不会改变其波动周期；地震边坡安全系数随地震系数、土体放大系数、地震动波长与坡高比值的增大而减小；当不考虑振动放大效应时，λ/H等于2是拟动力安全系数由急剧减小到趋于稳定的转折点，λ/H值越小，拟动力安全系数与静力安全系数越接近，λ/H值越大，拟动力安全系数与拟静力安全系数越接近；当考虑振动放大效应时，拟动力安全系数可能小于拟静力安全系数，因此，无论从安全还是经济的角度出发，拟动力法都比现行的拟静力法更合理，应该是地震边坡稳定性分析的首选方法。
由于常用的拟静力法存在诸多局限性，将更合理的拟动力法与边坡极限平衡分析法相结合对地震边坡稳定性分析具有重要的理论和实际意义。基于拟动力法与边坡极限平衡分析中的剩余推力法，推导了考虑振动放大效应的边坡地震力求解公式及地震边坡剩余推力计算公式。在此基础上，借助MATLAB软件编写了计算地震边坡剩余推力和安全系数的程序，得到了一种拟动力地震边坡稳定性分析新方法。应用已开发的程序，通过算例分析，讨论了地震动特性、坡体材料特性、坡体几何形状、地形放大效应对地震边坡稳定性的影响。研究表明：地震边坡安全系数随输入地震动的初始相位呈周期性波动变化，且土体放大系数不会改变其波动周期；地震边坡安全系数随地震系数、土体放大系数、地震动波长与坡高比值的增大而减小；当不考虑振动放大效应时，λ/H等于2是拟动力安全系数由急剧减小到趋于稳定的转折点，λ/H值越小，拟动力安全系数与静力安全系数越接近，λ/H值越大，拟动力安全系数与拟静力安全系数越接近；当考虑振动放大效应时，拟动力安全系数可能小于拟静力安全系数，因此，无论从安全还是经济的角度出发，拟动力法都比现行的拟静力法更合理，应该是地震边坡稳定性分析的首选方法。 由于常用的拟静力法存在诸多局限性，将更合理的拟动力法与边坡极限平衡分析法相结合对地震边坡稳定性分析具有重要的理论和实际意义。基于拟动力法与边坡极限平衡分析中的剩余推力法，推导了考虑振动放大效应的边坡地震力求解公式及地震边坡剩余推力计算公式。在此基础上，借助MATLAB软件编写了计算地震边坡剩余推力和安全系数的程序，得到了一种拟动力地震边坡稳定性分析新方法。应用已开发的程序，通过算例分析，讨论了地震动特性、坡体材料特性、坡体几何形状、地形放大效应对地震边坡稳定性的影响。研究表明：地震边坡安全系数随输入地震动的初始相位呈周期性波动变化，且土体放大系数不会改变其波动周期；地震边坡安全系数随地震系数、土体放大系数、地震动波长与坡高比值的增大而减小；当不考虑振动放大效应时，λ/H等于2是拟动力安全系数由急剧减小到趋于稳定的转折点，λ/H值越小，拟动力安全系数与静力安全系数越接近，λ/H值越大，拟动力安全系数与拟静力安全系数越接近；当考虑振动放大效应时，拟动力安全系数可能小于拟静力安全系数，因此，无论从安全还是经济的角度出发，拟动力法都比现行的拟静力法更合理，应该是地震边坡稳定性分析的首选方法。
2023, 31(2): 617-627.
摘要:
球状风化花岗岩类土质边坡高度的非均质性、非连续性以及土-球接触界面的复杂性致使其失稳破坏复杂多变，综合运用几何学、计算机随机模拟技术等，以有限元软件ABAQUS为平台，基于Python开发了球状风化花岗岩类土质边坡的随机结构模型程序，研究了球状风化体的含量、空间分布、粒度组成以及土-球接触界面等作用下球状风化体类土质边坡的失稳破坏模式。结果表明：球状风化花岗岩类土质边坡破坏模式复杂多变，且由于球状风化体的存在，使得该类边坡的潜在滑动面极其不规则，甚至出现多条滑动面；位于滑动面附近的风化体阻碍了滑动面的发育，迫使其出现“绕石、分流或者包含”的塑性扩展模式。随着球状风化体含量的增长，坡体内部越来越难以形成单一的、上下贯通的滑动面，安全系数随之逐步提高；(0.22~0.3)Lc粒径风化体含量越多，Ⅱ区风化体所占面积越大，越有利于边坡稳定；土-球接触界面最有可能发展为滑动面，界面接触类型显著影响着球状风化花岗岩类土质边坡的失稳演化过程。研究成果可为合理准确地评价球状风化花岗岩类土质边坡的稳定性提供科学依据和理论支撑。 球状风化花岗岩类土质边坡高度的非均质性、非连续性以及土-球接触界面的复杂性致使其失稳破坏复杂多变，综合运用几何学、计算机随机模拟技术等，以有限元软件ABAQUS为平台，基于Python开发了球状风化花岗岩类土质边坡的随机结构模型程序，研究了球状风化体的含量、空间分布、粒度组成以及土-球接触界面等作用下球状风化体类土质边坡的失稳破坏模式。结果表明：球状风化花岗岩类土质边坡破坏模式复杂多变，且由于球状风化体的存在，使得该类边坡的潜在滑动面极其不规则，甚至出现多条滑动面；位于滑动面附近的风化体阻碍了滑动面的发育，迫使其出现“绕石、分流或者包含”的塑性扩展模式。随着球状风化体含量的增长，坡体内部越来越难以形成单一的、上下贯通的滑动面，安全系数随之逐步提高；(0.22~0.3)Lc粒径风化体含量越多，Ⅱ区风化体所占面积越大，越有利于边坡稳定；土-球接触界面最有可能发展为滑动面，界面接触类型显著影响着球状风化花岗岩类土质边坡的失稳演化过程。研究成果可为合理准确地评价球状风化花岗岩类土质边坡的稳定性提供科学依据和理论支撑。
球状风化花岗岩类土质边坡高度的非均质性、非连续性以及土-球接触界面的复杂性致使其失稳破坏复杂多变，综合运用几何学、计算机随机模拟技术等，以有限元软件ABAQUS为平台，基于Python开发了球状风化花岗岩类土质边坡的随机结构模型程序，研究了球状风化体的含量、空间分布、粒度组成以及土-球接触界面等作用下球状风化体类土质边坡的失稳破坏模式。结果表明：球状风化花岗岩类土质边坡破坏模式复杂多变，且由于球状风化体的存在，使得该类边坡的潜在滑动面极其不规则，甚至出现多条滑动面；位于滑动面附近的风化体阻碍了滑动面的发育，迫使其出现“绕石、分流或者包含”的塑性扩展模式。随着球状风化体含量的增长，坡体内部越来越难以形成单一的、上下贯通的滑动面，安全系数随之逐步提高；(0.22~0.3)Lc粒径风化体含量越多，Ⅱ区风化体所占面积越大，越有利于边坡稳定；土-球接触界面最有可能发展为滑动面，界面接触类型显著影响着球状风化花岗岩类土质边坡的失稳演化过程。研究成果可为合理准确地评价球状风化花岗岩类土质边坡的稳定性提供科学依据和理论支撑。 球状风化花岗岩类土质边坡高度的非均质性、非连续性以及土-球接触界面的复杂性致使其失稳破坏复杂多变，综合运用几何学、计算机随机模拟技术等，以有限元软件ABAQUS为平台，基于Python开发了球状风化花岗岩类土质边坡的随机结构模型程序，研究了球状风化体的含量、空间分布、粒度组成以及土-球接触界面等作用下球状风化体类土质边坡的失稳破坏模式。结果表明：球状风化花岗岩类土质边坡破坏模式复杂多变，且由于球状风化体的存在，使得该类边坡的潜在滑动面极其不规则，甚至出现多条滑动面；位于滑动面附近的风化体阻碍了滑动面的发育，迫使其出现“绕石、分流或者包含”的塑性扩展模式。随着球状风化体含量的增长，坡体内部越来越难以形成单一的、上下贯通的滑动面，安全系数随之逐步提高；(0.22~0.3)Lc粒径风化体含量越多，Ⅱ区风化体所占面积越大，越有利于边坡稳定；土-球接触界面最有可能发展为滑动面，界面接触类型显著影响着球状风化花岗岩类土质边坡的失稳演化过程。研究成果可为合理准确地评价球状风化花岗岩类土质边坡的稳定性提供科学依据和理论支撑。
2023, 31(2): 628-637.
摘要:
近年，浅层滑坡、泥石流灾害发生在植被良好区的频率较大。一方面，植被对灾害的抑制或促进作用还有待进一步深入认知；另一方面，目前灾害风险源评估方法中较少考虑植被对斜坡稳定性的影响。为探究不同植被类型对浅层斜坡的稳定性影响，本文以大渡河流域作为研究区，通过对区域坡度、坡向及植被等数据提取和坡面划分，采用有限差分数值计算方法，对区域内划分的40 000余个斜坡进行了稳定性计算，获取了该区域不同植被覆被条件下浅层斜坡的稳定性系数，探究在不同植被覆被条件下浅层不稳定斜坡的分布规律。结果表明随着坡度增加不同植被类型稳定斜坡数下降程度不一，总体上乔木林覆被斜坡稳定性较差，灌丛次之，草甸较好。进一步对区域内潜在浅层不稳定斜坡的植被类型和坡度进行统计分析，发现不同植被类型覆被条件下不稳定斜坡的坡度分布具有正态分布特征，基于建立的3种不同植被类型不稳定斜坡发育概率与坡度间的函数关系，确定出不同植被类型不稳定斜坡发育概率最高的坡度区间：乔木林为26.0°~37.0°，灌丛为28.0°~39.0°，草甸为31.0°~39.0°。本研究可以为流域尺度滑坡、泥石流等地质灾害的防治与规划提供依据，为良好植被区灾害风险评估中指标量化和权重确定提供数据支撑和思路参考。 近年，浅层滑坡、泥石流灾害发生在植被良好区的频率较大。一方面，植被对灾害的抑制或促进作用还有待进一步深入认知；另一方面，目前灾害风险源评估方法中较少考虑植被对斜坡稳定性的影响。为探究不同植被类型对浅层斜坡的稳定性影响，本文以大渡河流域作为研究区，通过对区域坡度、坡向及植被等数据提取和坡面划分，采用有限差分数值计算方法，对区域内划分的40 000余个斜坡进行了稳定性计算，获取了该区域不同植被覆被条件下浅层斜坡的稳定性系数，探究在不同植被覆被条件下浅层不稳定斜坡的分布规律。结果表明随着坡度增加不同植被类型稳定斜坡数下降程度不一，总体上乔木林覆被斜坡稳定性较差，灌丛次之，草甸较好。进一步对区域内潜在浅层不稳定斜坡的植被类型和坡度进行统计分析，发现不同植被类型覆被条件下不稳定斜坡的坡度分布具有正态分布特征，基于建立的3种不同植被类型不稳定斜坡发育概率与坡度间的函数关系，确定出不同植被类型不稳定斜坡发育概率最高的坡度区间：乔木林为26.0°~37.0°，灌丛为28.0°~39.0°，草甸为31.0°~39.0°。本研究可以为流域尺度滑坡、泥石流等地质灾害的防治与规划提供依据，为良好植被区灾害风险评估中指标量化和权重确定提供数据支撑和思路参考。
近年，浅层滑坡、泥石流灾害发生在植被良好区的频率较大。一方面，植被对灾害的抑制或促进作用还有待进一步深入认知；另一方面，目前灾害风险源评估方法中较少考虑植被对斜坡稳定性的影响。为探究不同植被类型对浅层斜坡的稳定性影响，本文以大渡河流域作为研究区，通过对区域坡度、坡向及植被等数据提取和坡面划分，采用有限差分数值计算方法，对区域内划分的40 000余个斜坡进行了稳定性计算，获取了该区域不同植被覆被条件下浅层斜坡的稳定性系数，探究在不同植被覆被条件下浅层不稳定斜坡的分布规律。结果表明随着坡度增加不同植被类型稳定斜坡数下降程度不一，总体上乔木林覆被斜坡稳定性较差，灌丛次之，草甸较好。进一步对区域内潜在浅层不稳定斜坡的植被类型和坡度进行统计分析，发现不同植被类型覆被条件下不稳定斜坡的坡度分布具有正态分布特征，基于建立的3种不同植被类型不稳定斜坡发育概率与坡度间的函数关系，确定出不同植被类型不稳定斜坡发育概率最高的坡度区间：乔木林为26.0°~37.0°，灌丛为28.0°~39.0°，草甸为31.0°~39.0°。本研究可以为流域尺度滑坡、泥石流等地质灾害的防治与规划提供依据，为良好植被区灾害风险评估中指标量化和权重确定提供数据支撑和思路参考。 近年，浅层滑坡、泥石流灾害发生在植被良好区的频率较大。一方面，植被对灾害的抑制或促进作用还有待进一步深入认知；另一方面，目前灾害风险源评估方法中较少考虑植被对斜坡稳定性的影响。为探究不同植被类型对浅层斜坡的稳定性影响，本文以大渡河流域作为研究区，通过对区域坡度、坡向及植被等数据提取和坡面划分，采用有限差分数值计算方法，对区域内划分的40 000余个斜坡进行了稳定性计算，获取了该区域不同植被覆被条件下浅层斜坡的稳定性系数，探究在不同植被覆被条件下浅层不稳定斜坡的分布规律。结果表明随着坡度增加不同植被类型稳定斜坡数下降程度不一，总体上乔木林覆被斜坡稳定性较差，灌丛次之，草甸较好。进一步对区域内潜在浅层不稳定斜坡的植被类型和坡度进行统计分析，发现不同植被类型覆被条件下不稳定斜坡的坡度分布具有正态分布特征，基于建立的3种不同植被类型不稳定斜坡发育概率与坡度间的函数关系，确定出不同植被类型不稳定斜坡发育概率最高的坡度区间：乔木林为26.0°~37.0°，灌丛为28.0°~39.0°，草甸为31.0°~39.0°。本研究可以为流域尺度滑坡、泥石流等地质灾害的防治与规划提供依据，为良好植被区灾害风险评估中指标量化和权重确定提供数据支撑和思路参考。
2023, 31(2): 638-649.
摘要:
降雨作为边坡失稳破坏的最常见诱因，在非均质性、非连续性特征显著的球状风化花岗岩类土质边坡中具有更为复杂的影响特征。依托ABAQUS及其二次开发，通过构建降雨条件下球状风化体类土质边坡渗流模型，综合考虑降雨参数的影响，开展了降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡渗流特性与其稳定性研究。研究结果表明：受球状风化体影响，边坡浅层土体更快达到饱和，并且其饱和速率亦受风化体的埋藏深度、“迎雨”面横截面积和含量控制；降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡潜在滑动面仍表现出显著的复杂多样性，存在与无雨状态相似的滑面，也可能拓展形成新的浅层滑面；边坡安全系数与降雨历时和降雨强度为负相关，随着降雨的持续有趋于平缓的趋势，但也能在球状风化体的影响下失去平缓趋势而持续降低；在所设雨型中，渐变递增型对边坡稳定性影响最大。研究成果可为降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡稳定性评价提供科学依据。 降雨作为边坡失稳破坏的最常见诱因，在非均质性、非连续性特征显著的球状风化花岗岩类土质边坡中具有更为复杂的影响特征。依托ABAQUS及其二次开发，通过构建降雨条件下球状风化体类土质边坡渗流模型，综合考虑降雨参数的影响，开展了降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡渗流特性与其稳定性研究。研究结果表明：受球状风化体影响，边坡浅层土体更快达到饱和，并且其饱和速率亦受风化体的埋藏深度、“迎雨”面横截面积和含量控制；降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡潜在滑动面仍表现出显著的复杂多样性，存在与无雨状态相似的滑面，也可能拓展形成新的浅层滑面；边坡安全系数与降雨历时和降雨强度为负相关，随着降雨的持续有趋于平缓的趋势，但也能在球状风化体的影响下失去平缓趋势而持续降低；在所设雨型中，渐变递增型对边坡稳定性影响最大。研究成果可为降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡稳定性评价提供科学依据。
降雨作为边坡失稳破坏的最常见诱因，在非均质性、非连续性特征显著的球状风化花岗岩类土质边坡中具有更为复杂的影响特征。依托ABAQUS及其二次开发，通过构建降雨条件下球状风化体类土质边坡渗流模型，综合考虑降雨参数的影响，开展了降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡渗流特性与其稳定性研究。研究结果表明：受球状风化体影响，边坡浅层土体更快达到饱和，并且其饱和速率亦受风化体的埋藏深度、“迎雨”面横截面积和含量控制；降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡潜在滑动面仍表现出显著的复杂多样性，存在与无雨状态相似的滑面，也可能拓展形成新的浅层滑面；边坡安全系数与降雨历时和降雨强度为负相关，随着降雨的持续有趋于平缓的趋势，但也能在球状风化体的影响下失去平缓趋势而持续降低；在所设雨型中，渐变递增型对边坡稳定性影响最大。研究成果可为降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡稳定性评价提供科学依据。 降雨作为边坡失稳破坏的最常见诱因，在非均质性、非连续性特征显著的球状风化花岗岩类土质边坡中具有更为复杂的影响特征。依托ABAQUS及其二次开发，通过构建降雨条件下球状风化体类土质边坡渗流模型，综合考虑降雨参数的影响，开展了降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡渗流特性与其稳定性研究。研究结果表明：受球状风化体影响，边坡浅层土体更快达到饱和，并且其饱和速率亦受风化体的埋藏深度、“迎雨”面横截面积和含量控制；降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡潜在滑动面仍表现出显著的复杂多样性，存在与无雨状态相似的滑面，也可能拓展形成新的浅层滑面；边坡安全系数与降雨历时和降雨强度为负相关，随着降雨的持续有趋于平缓的趋势，但也能在球状风化体的影响下失去平缓趋势而持续降低；在所设雨型中，渐变递增型对边坡稳定性影响最大。研究成果可为降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡稳定性评价提供科学依据。
2023, 31(2): 650-660.
摘要:
目前土压力研究大都以极限状态下的土体为研究对象，且假定土体处于饱和或干燥状态，未考虑墙体位移与土体非饱和特性对土压力的影响，在实际工程的应用中有局限性。鉴于此，开展主动平动模式下墙后不同含水量砂土的刚性挡墙土压力室内模型试验，并采用渗压计和土压力盒分别量测不同深度处土中的基质吸力和土压力，以及利用DIC图像关联技术观察不同挡墙位移时的土体位移情况。试验结果表明，当墙后土体处于非极限状态时，土体破坏面始终通过墙踵，且其形态接近于平面；其次，在此基础上，结合非极限状态下墙土摩擦强度发挥特性和非饱和土强度准则，提出位移相关的非饱和土强度模型，并建立非极限状态下非饱和土主动土压力计算模型，以及与室内试验结果对比验证了该模型的合理性；最后，针对提出的计算方法探讨了墙体位移和土体基质吸力对主动土压力的影响。参数分析结果表明，非饱和土主动土压力随挡墙位移量的增大而逐渐减小，而随着基质吸力的增大呈现先减小再增加的趋势，且存在一极小土压力值，朗肯土压力值和Fredlund扩展朗肯土压力值分别为该模型在饱和与非饱和情况下位移达到极限状态时的特殊值。 目前土压力研究大都以极限状态下的土体为研究对象，且假定土体处于饱和或干燥状态，未考虑墙体位移与土体非饱和特性对土压力的影响，在实际工程的应用中有局限性。鉴于此，开展主动平动模式下墙后不同含水量砂土的刚性挡墙土压力室内模型试验，并采用渗压计和土压力盒分别量测不同深度处土中的基质吸力和土压力，以及利用DIC图像关联技术观察不同挡墙位移时的土体位移情况。试验结果表明，当墙后土体处于非极限状态时，土体破坏面始终通过墙踵，且其形态接近于平面；其次，在此基础上，结合非极限状态下墙土摩擦强度发挥特性和非饱和土强度准则，提出位移相关的非饱和土强度模型，并建立非极限状态下非饱和土主动土压力计算模型，以及与室内试验结果对比验证了该模型的合理性；最后，针对提出的计算方法探讨了墙体位移和土体基质吸力对主动土压力的影响。参数分析结果表明，非饱和土主动土压力随挡墙位移量的增大而逐渐减小，而随着基质吸力的增大呈现先减小再增加的趋势，且存在一极小土压力值，朗肯土压力值和Fredlund扩展朗肯土压力值分别为该模型在饱和与非饱和情况下位移达到极限状态时的特殊值。
目前土压力研究大都以极限状态下的土体为研究对象，且假定土体处于饱和或干燥状态，未考虑墙体位移与土体非饱和特性对土压力的影响，在实际工程的应用中有局限性。鉴于此，开展主动平动模式下墙后不同含水量砂土的刚性挡墙土压力室内模型试验，并采用渗压计和土压力盒分别量测不同深度处土中的基质吸力和土压力，以及利用DIC图像关联技术观察不同挡墙位移时的土体位移情况。试验结果表明，当墙后土体处于非极限状态时，土体破坏面始终通过墙踵，且其形态接近于平面；其次，在此基础上，结合非极限状态下墙土摩擦强度发挥特性和非饱和土强度准则，提出位移相关的非饱和土强度模型，并建立非极限状态下非饱和土主动土压力计算模型，以及与室内试验结果对比验证了该模型的合理性；最后，针对提出的计算方法探讨了墙体位移和土体基质吸力对主动土压力的影响。参数分析结果表明，非饱和土主动土压力随挡墙位移量的增大而逐渐减小，而随着基质吸力的增大呈现先减小再增加的趋势，且存在一极小土压力值，朗肯土压力值和Fredlund扩展朗肯土压力值分别为该模型在饱和与非饱和情况下位移达到极限状态时的特殊值。 目前土压力研究大都以极限状态下的土体为研究对象，且假定土体处于饱和或干燥状态，未考虑墙体位移与土体非饱和特性对土压力的影响，在实际工程的应用中有局限性。鉴于此，开展主动平动模式下墙后不同含水量砂土的刚性挡墙土压力室内模型试验，并采用渗压计和土压力盒分别量测不同深度处土中的基质吸力和土压力，以及利用DIC图像关联技术观察不同挡墙位移时的土体位移情况。试验结果表明，当墙后土体处于非极限状态时，土体破坏面始终通过墙踵，且其形态接近于平面；其次，在此基础上，结合非极限状态下墙土摩擦强度发挥特性和非饱和土强度准则，提出位移相关的非饱和土强度模型，并建立非极限状态下非饱和土主动土压力计算模型，以及与室内试验结果对比验证了该模型的合理性；最后，针对提出的计算方法探讨了墙体位移和土体基质吸力对主动土压力的影响。参数分析结果表明，非饱和土主动土压力随挡墙位移量的增大而逐渐减小，而随着基质吸力的增大呈现先减小再增加的趋势，且存在一极小土压力值，朗肯土压力值和Fredlund扩展朗肯土压力值分别为该模型在饱和与非饱和情况下位移达到极限状态时的特殊值。
2023, 31(2): 661-670.
摘要:
基坑尺寸影响其支护结构的变形特征，在大尺寸基坑中，长冠梁的作用并不十分明晰。为探究其受力、变形形式及对其他支护结构的影响，在前人研究基础上对大、小尺寸基坑的冠梁荷载条件及约束条件进行了研究，得出了长、短冠梁的基本变形特征；通过数值法验证了长冠梁的变形特性，并对冠梁完整性、锚杆预应力的设置效果等进行了评价；通过总结长冠梁支护效果的优劣点，提出了一种拼接式的新型冠梁，利用数值法对其支护效果、抗破坏扩展性进行了评价。研究表明：长冠梁比短冠梁有更完整的“波形特征”，该特征可能恶化局部排桩的稳定条件、阻碍预应力锚杆发挥作用，提出的新型冠梁通过先铰接、再刚接的方式，在减小变形、提高锚杆支护效力的基础上，保留了传统冠梁加强支护结构整体性的作用，是一种优化设计。 基坑尺寸影响其支护结构的变形特征，在大尺寸基坑中，长冠梁的作用并不十分明晰。为探究其受力、变形形式及对其他支护结构的影响，在前人研究基础上对大、小尺寸基坑的冠梁荷载条件及约束条件进行了研究，得出了长、短冠梁的基本变形特征；通过数值法验证了长冠梁的变形特性，并对冠梁完整性、锚杆预应力的设置效果等进行了评价；通过总结长冠梁支护效果的优劣点，提出了一种拼接式的新型冠梁，利用数值法对其支护效果、抗破坏扩展性进行了评价。研究表明：长冠梁比短冠梁有更完整的“波形特征”，该特征可能恶化局部排桩的稳定条件、阻碍预应力锚杆发挥作用，提出的新型冠梁通过先铰接、再刚接的方式，在减小变形、提高锚杆支护效力的基础上，保留了传统冠梁加强支护结构整体性的作用，是一种优化设计。
基坑尺寸影响其支护结构的变形特征，在大尺寸基坑中，长冠梁的作用并不十分明晰。为探究其受力、变形形式及对其他支护结构的影响，在前人研究基础上对大、小尺寸基坑的冠梁荷载条件及约束条件进行了研究，得出了长、短冠梁的基本变形特征；通过数值法验证了长冠梁的变形特性，并对冠梁完整性、锚杆预应力的设置效果等进行了评价；通过总结长冠梁支护效果的优劣点，提出了一种拼接式的新型冠梁，利用数值法对其支护效果、抗破坏扩展性进行了评价。研究表明：长冠梁比短冠梁有更完整的“波形特征”，该特征可能恶化局部排桩的稳定条件、阻碍预应力锚杆发挥作用，提出的新型冠梁通过先铰接、再刚接的方式，在减小变形、提高锚杆支护效力的基础上，保留了传统冠梁加强支护结构整体性的作用，是一种优化设计。 基坑尺寸影响其支护结构的变形特征，在大尺寸基坑中，长冠梁的作用并不十分明晰。为探究其受力、变形形式及对其他支护结构的影响，在前人研究基础上对大、小尺寸基坑的冠梁荷载条件及约束条件进行了研究，得出了长、短冠梁的基本变形特征；通过数值法验证了长冠梁的变形特性，并对冠梁完整性、锚杆预应力的设置效果等进行了评价；通过总结长冠梁支护效果的优劣点，提出了一种拼接式的新型冠梁，利用数值法对其支护效果、抗破坏扩展性进行了评价。研究表明：长冠梁比短冠梁有更完整的“波形特征”，该特征可能恶化局部排桩的稳定条件、阻碍预应力锚杆发挥作用，提出的新型冠梁通过先铰接、再刚接的方式，在减小变形、提高锚杆支护效力的基础上，保留了传统冠梁加强支护结构整体性的作用，是一种优化设计。
2023, 31(2): 671-679.
摘要:
在散粒体最大最小孔隙比理论的基础上，采用一种新的液化势指标对不同颗粒级配的二元砂粉混合物进行抗液化能力预测。通过对已有文献数据中砂粉混合物的体积应变势进行计算，分析混合物的细粒含量、粒径比与循环抗力比CRR的关系，结合混合物所处实际孔隙比提出了一个新的液化势指标\begin{document}$\varepsilon_{\mathrm{v}}^{\prime}$\end{document} \begin{document}$\varepsilon_{\mathrm{v}}^{\prime}$\end{document} \begin{document}$\varepsilon_{\mathrm{v}}^{\prime}$\end{document} \begin{document}$\varepsilon_{\mathrm{v}}^{\prime}$\end{document} \begin{document}$\varepsilon_{\mathrm{v}}^{\prime}$\end{document} \begin{document}$\varepsilon_{\mathrm{v}}^{\prime}$\end{document} \begin{document}$\varepsilon_{\mathrm{v}}^{\prime}$\end{document} \begin{document}$\varepsilon_{\mathrm{v}}^{\prime}$\end{document}
在散粒体最大最小孔隙比理论的基础上，采用一种新的液化势指标对不同颗粒级配的二元砂粉混合物进行抗液化能力预测。通过对已有文献数据中砂粉混合物的体积应变势进行计算，分析混合物的细粒含量、粒径比与循环抗力比CRR的关系，结合混合物所处实际孔隙比提出了一个新的液化势指标
2023, 31(2): 680-687.
摘要:
本文以孟加拉达卡绕城高速公路为依托，通过模型试验研究了以粉细砂为填料的土工格室柔性挡墙在静载作用下的受力变形机理。试验过程对挡墙土压力、结构层的水平位移和土工格室壁应变进行了监测。试验结果表明：墙踵处水平土压力最大，最大值为24.8 kPa，墙中心位置的土压力最小，最小值为15.8 kPa；挡墙同一高度处，墙背的土压力要大于挡墙中部土压力，土压力分布曲线均为内凹曲线；挡墙墙身最大水平位移位于墙高H/2处，水平位移最大值为66 mm，为墙宽的2.2%，墙身水平位移分布呈外凸曲线，墙身变形模式为鼓型；土工格室应变在墙趾处最大，柔性挡墙墙身内土工格室的最大应变连线在墙高H/2以下区域从墙趾到墙背线性发展，最大应变连线与水平面的夹角为34°，在墙高H/2以上区域，格室最大应变连线沿墙背向挡墙顶面发展。柔性挡墙破坏模式为内部破坏，破裂面为折线型。试验结果为柔性挡墙设计提供了参考。 本文以孟加拉达卡绕城高速公路为依托，通过模型试验研究了以粉细砂为填料的土工格室柔性挡墙在静载作用下的受力变形机理。试验过程对挡墙土压力、结构层的水平位移和土工格室壁应变进行了监测。试验结果表明：墙踵处水平土压力最大，最大值为24.8 kPa，墙中心位置的土压力最小，最小值为15.8 kPa；挡墙同一高度处，墙背的土压力要大于挡墙中部土压力，土压力分布曲线均为内凹曲线；挡墙墙身最大水平位移位于墙高H/2处，水平位移最大值为66 mm，为墙宽的2.2%，墙身水平位移分布呈外凸曲线，墙身变形模式为鼓型；土工格室应变在墙趾处最大，柔性挡墙墙身内土工格室的最大应变连线在墙高H/2以下区域从墙趾到墙背线性发展，最大应变连线与水平面的夹角为34°，在墙高H/2以上区域，格室最大应变连线沿墙背向挡墙顶面发展。柔性挡墙破坏模式为内部破坏，破裂面为折线型。试验结果为柔性挡墙设计提供了参考。
本文以孟加拉达卡绕城高速公路为依托，通过模型试验研究了以粉细砂为填料的土工格室柔性挡墙在静载作用下的受力变形机理。试验过程对挡墙土压力、结构层的水平位移和土工格室壁应变进行了监测。试验结果表明：墙踵处水平土压力最大，最大值为24.8 kPa，墙中心位置的土压力最小，最小值为15.8 kPa；挡墙同一高度处，墙背的土压力要大于挡墙中部土压力，土压力分布曲线均为内凹曲线；挡墙墙身最大水平位移位于墙高H/2处，水平位移最大值为66 mm，为墙宽的2.2%，墙身水平位移分布呈外凸曲线，墙身变形模式为鼓型；土工格室应变在墙趾处最大，柔性挡墙墙身内土工格室的最大应变连线在墙高H/2以下区域从墙趾到墙背线性发展，最大应变连线与水平面的夹角为34°，在墙高H/2以上区域，格室最大应变连线沿墙背向挡墙顶面发展。柔性挡墙破坏模式为内部破坏，破裂面为折线型。试验结果为柔性挡墙设计提供了参考。 本文以孟加拉达卡绕城高速公路为依托，通过模型试验研究了以粉细砂为填料的土工格室柔性挡墙在静载作用下的受力变形机理。试验过程对挡墙土压力、结构层的水平位移和土工格室壁应变进行了监测。试验结果表明：墙踵处水平土压力最大，最大值为24.8 kPa，墙中心位置的土压力最小，最小值为15.8 kPa；挡墙同一高度处，墙背的土压力要大于挡墙中部土压力，土压力分布曲线均为内凹曲线；挡墙墙身最大水平位移位于墙高H/2处，水平位移最大值为66 mm，为墙宽的2.2%，墙身水平位移分布呈外凸曲线，墙身变形模式为鼓型；土工格室应变在墙趾处最大，柔性挡墙墙身内土工格室的最大应变连线在墙高H/2以下区域从墙趾到墙背线性发展，最大应变连线与水平面的夹角为34°，在墙高H/2以上区域，格室最大应变连线沿墙背向挡墙顶面发展。柔性挡墙破坏模式为内部破坏，破裂面为折线型。试验结果为柔性挡墙设计提供了参考。
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