库岸滑坡涌浪二维光滑粒子动力学数值模拟

库岸高速滑坡产生的巨大涌浪常常导致严重灾难.建立了高速滑坡块体运动全程预测模型,对滑坡冲击产生的水体运动,则根据可压缩流连续方程和Navier-Stokes方程由SPH法(光滑粒子动力学法)求解.对SPH法的基本原理、核函数及控制方程离散格式、边界处理方法等进行了介绍.在此基础上结合滑坡体及水体的运动变形,建立了涌浪SPH立面二维数值模型,将所得初始涌浪高度、波浪爬坡高度与其他理论方法得到的结果进行了比较.结果表明该方法能够模拟滑坡涌浪运动过程,SPH法适于模拟具有瞬时大变形等物理力学问题.     

川西高原冻融型高速滑坡特征与成因分析

对于川西高原这类特殊环境下发育的滑坡,因其发生前无明显的滑动迹象,滑坡隐蔽性强,其危害性极大。这类滑坡在无地震和降雨作用情况下,因冻融作用使得上部岩体突然溃滑,继而转化为碎屑流,并沿途携卷铲刮坡体表层松散物质而产生高速运动,表现出与一般重力条件下滑坡不同的运动和堆积特征。以四川省德格县中扎科乡赵玛滑坡为例,对其发育特征及失稳过程进行了论述。根据滑坡的分区及动力学特征,将其失稳过程概括为孕育阶段,高速运动-碎屑化阶段和堆积阶段。结果表明,赵玛滑坡的运动速度最大可达75 m/s,强烈的冻融作用以及滑坡区特有的地质构造是引起该滑坡高速远程运动的根本原因。研究结果可为川西高原因冻融过程诱发的滑坡灾害的防灾减灾提供理论依据。     

基于低速困油模型的外啮合齿轮泵高速困油特性分析

为了更好地预测高速下外啮合齿轮泵的困油程度,以及高速离心作用对困油的影响。在现有研究成果的基础上,简述了困油压力仿真的静、动态模型。利用龙格-库塔法的迭代运算,获得高速下困油压力和齿轮副振动在一个困油周期内的动态仿真结果,且就困油压力与泵齿轮副动力学特性的耦合性进行了分析。结果表明,高速下泵的困油压力比较严重;困油压力越大,齿轮副的振动越剧烈;高速离心作用对困油压力的缓解效果明显;齿侧间隙和卸荷槽的共同作用能使困油压力大幅降低;高速下应尽量通过卸荷槽结构的创新设计来降低困油压力和减缓振动。该研究为下一步高速下外啮合齿轮泵的开发提供理论指导。     

四川省美姑县则租滑坡泥石流＊

这是一个厚层岩质顺层高速滑坡，主滑体长１３００ｍ，宽５５０ｍ，平均厚度２８ｍ，总方量２０００万ｍ＾３。滑坡物质堆积在沟道中，形成三个临时性堰塞湖，其中最下游方的堰塞堤局部溃决，形成流量约５４０ｍ＾３／ｓ的大规模泥石流。这次滑坡泥石流造成了严重灾害。     

裂隙岩质边坡非饱和降雨入渗特征分析

[目的]研究降雨入渗过程中,裂隙岩质边坡渗流场和暂态饱和区的变化规律,为裂隙岩体降雨入渗规律、工程技术及水土保持方面的研究提供支持。[方法]基于非连续裂隙模型,采用Matlab编制裂隙岩体渗透张量的计算程序;基于等效连续介质渗流模型,采用FLAC3D内置的FISH语言编制程序进行非饱和渗流分析。[结果]依托实际工程分析得出了裂隙岩体的渗透张量,在降雨过程中随着降雨强度的增加或者降雨时间的延长,边坡表层区域零孔隙水压力面不断向内部发展,暂态饱和区的范围不断扩大,且暂态饱和区的出现发生在降雨强度大于边坡的入渗率的情况。[结论]采用非连续裂隙网络模型和等效连续介质渗流模型对裂隙岩质边坡降雨入渗分析能较好反映裂隙岩体各向异性和非饱和渗流的特点。     

坡面管涌对滑坡(泥石流)的影响

山体斜坡的管涌可能诱发泥石流的发生,从而导致山体滑坡。而目前在研究山体滑坡时,很少考虑管涌影响因子。日本学者内田太郎等运用数值计算方法分析了管涌的闭塞土层孔隙水的压力分布对斜坡安全的影响。其结论为:当土壤饱和渗水系数k=6.4×10-6cm/s时,滑坡宽5m、坡长3-8 m的条件与影响范围无关,900 s以内安全系数均ks<1。当土壤的饱和系数k=6.4×10-2cm/s时,任何情况下安全系数ks<1。当滑坡长3～8 m时,ks降到1以下所需的时间最短。此项研究成果对我国泥石流研究可起到借鉴作用。     

降雨入渗作用下秭归向斜核部南段斜坡稳定性评价

[目的]开展降雨条件下湖北省秭归县向斜核部斜坡稳定性评价研究,为政府部门减灾防灾工程提供科学支持,为滑坡灾害的预测和管理提供科学依据。[方法]以耦合了地下水动力学的TRIGRS无限斜坡稳定性计算模型为基础,详细介绍了斜坡稳定性评价的数据处理过程以及参数选取方法。[结果]发生斜坡失稳的区域多位于松散土体中等厚—较厚,地形坡度中等的区域,尤其是土层厚度在7—10m,地形坡度在20°~30°范围内为斜坡失稳高发区。[结论]在土层厚度和地形地貌的双重控制下,短历时强降雨入渗作用导致孔隙水压力增大,这些区域的斜坡土体极易发生滑动,为滑坡危险性较高的多发区域。斜坡稳定性评价结果和滑坡实际分布吻合程度较高,在一定程度上反映出降雨诱发滑坡空间分布关系和分布规律。     

渠道渗漏对黄土斜坡稳定性影响研究——以泾阳南塬庙店滑坡为例

以泾阳庙店滑坡为研究对象,在非饱和土特性试验基础上,结合野外地质调查结果建立典型斜坡的饱和-非饱和渗流模型,模拟渠道渗漏对于斜坡渗流场的影响,研究了渠道渗漏对于斜坡稳定性的影响。计算结果显示,渠道渗漏引起的水分入渗湿润锋面呈近似椭圆状增大,使得饱和区域面积逐渐增加;当入渗时间足够长时,地表水入渗开始补给地下水,原始补给排泄平衡遭到破坏、之后又逐渐形成新的平衡。在渠道水渗漏与地表水入渗优势通道共同作用下,斜坡稳定性系数随渗水时间的增长而逐渐减小。该地区滑坡发生的主要原因是长期农业灌溉过程中,渠道渗漏水体长时间入渗,改变了斜坡内部孔隙水压力与基质吸力,改变了斜坡的原有的渗流场,降低斜坡土体抗剪强度所致。     

滑坡机理与斜坡稳定性的研究成果与展望

介绍了滑坡机理和斜坡稳定性研究在理论与技术方面取得的有代表性的成果,论述了地震动触发滑坡、高速远程滑坡及大型滑坡的运动机理,着重阐述了振动台试验与"3S"技术在斜坡稳定性研究方面的应用并总结了两者的优点,最后结合"数字滑坡"的概念,介绍了"数字滑坡"技术在斜坡稳定性研究与滑坡调查中的工作模式,提出了斜坡稳定性研究未来的主要发展趋势。     

论水库滑坡

本文主要论述了一些水库滑块预测性勘测、稳定性分析和计算以及模型斜坡的渗透分析和稳定性计算的方法。根据这些方法和一些水库滑坡的实例,分析了水库滑坡产生的原因,并提出预測滑坡的工程措施。经过对水库滑坡的分析及共实测研究认为,浸水和库水位急剧降低和降雨,是水库滑坡形成的主要因素。     

Prediction of Vertical DNAPL Vapour Fluxes in Soils Using Quasi-Analytical Approaches: Bias Related to Density-Driven and Pressure-Gradient-Induced Advection

This study focuses on a detailed analysis of the errors introduced by two quasi-analytical approaches based on either Fick??s first law or a combination of Fick??s and Darcy??s laws to evaluate the vapour flux of chlorinated solvents from a source zone located in the unsaturated zone towards the atmosphere. A coupled one-dimensional numerical flow and transport model was developed and applied to three case studies characterised by different water content profiles in the vadose zone and under different levels of maximum dense nonaqueous-phase liquid vapour concentrations and vapour pressure conditions of the source zone. The steady-state concentration and pressure profiles obtained were then used in the two quasi-analytical approaches to estimate the flux towards the atmosphere. When mass fluxes due to density-driven advection become dominant and the vertical advective mass fluxes are increased due to strong pressure gradients in the soil air, the error was observed to increase when using the pure diffusion approach in the quantification of the surface flux calculated by the numerical model with increasing dimensionless Rayleigh numbers. Without taking into account the advective transport in the approach, the relative error calculated with only Fick??s law overestimates the real vapour flux when density-driven advection is dominant and underestimates it when pressure-gradient-driven advection dominates. The more advanced advective?Cdiffusive quasi-analytical approach fits reasonably well with the numerically obtained mass fluxes except near soil layer discontinuities, where the evaluation of both the concentration gradient and pressure gradient in the porous media as well as the determination of the average effective diffusion coefficients are rendered more difficult.     

三峡库区某滑坡变形影响因素分析

根据三峡库区某滑坡5年左右的GPS位移监测以及降雨量、库水位监测数据,选取降雨和库水位两个因素研究了其对滑坡变形的影响。结果表明:降雨的入渗增加了滑体重量、软化了岩土体、润滑了滑带与滑床的接触面,会降低滑坡的稳定性;库水位的上升一般对岩土堆积层滑坡的稳定性无明显不利影响,而其下降却使滑坡变形加速;两者对滑坡变形的影响均表现出一定的"滞后效应",滞后期一般为5~10 d。     

土凤岩—马家坝古滑坡复活机制及发展趋势

继1982年鸡筏子滑坡、1985年新滩滑坡之后,于1986年7月16日,距长江南岸7.5公里的秭归县土凤岩—马家坝又发生一起灾害性滑坡。滑坡性质,属历史上古滑坡的一次全面复活。滑体总量约3,000万立方米。滑坡为特大暴雨触发,起始于坡体上部基岩崩塌堵沟。沟内水位迅速陡涨,洪水在短时间内侧向注入古崩滑体内,产生强大的动水、静水压力,推动坡体中下部各级古滑体向下滑移,直至河谷为止。目前滑体重心还相当高,地表裂缝密集,两侧天然排水沟被滑坡堆积物充填,滑坡堵江的趋势已势在必然。防治措施是,继续开展滑坡监测及报警工作,修复排水系统,改水田为旱地,夯实地表裂缝。     

基于U-DEC数值分析的龙洞水滑坡变形特征及成因机制分析

[目的]借助龙洞水滑坡典型实例,从静水压力和滑带软化角度分析滑坡的成因机制,为该类滑坡的进一步识别及研究提供理论依据。[方法]通过详细的现场地质调查、遥感摄影、工程地质测绘及离散元数值模拟分析,对滑坡的变形破坏特征进行分区评价,并对其成灾机制进行探究。[结果]地质构造形成的宽缓向斜形成了滑坡的雏形,软硬相间的互层结构提供了滑坡的物质基础,三面临空的地形地貌条件为其提供运动变形空间,卸荷及构造裂隙为地表水的入渗提供了优势通道,地下水对潜在滑面的软化作用和静水压力是滑坡启动发生的诱发因素。[结论]滑体的运动不仅仅是后缘裂隙静水压力的作用或者地下水的物理软化作用,而是后缘裂隙静水压力和滑带物理软化的共同作用,并且后缘静水压力在斜坡的变形破坏和滑体的运动中起到加速的作用。     

三峡库区动水压力型土质滑坡排水管布置优化——以卧沙溪滑坡为例

[目的]为降低动水压力型滑坡体内的动水压力,提高其稳定性,采取布设水平排水管的措施对该类型滑坡进行治理,并对排水管的布设方案进行优化,为同类滑坡的加固设计以及获得高效合理的排水管布设方案提供参考。[方法]利用土体级配曲线,采用间接方法近似确定滑体土土—水特征曲线,并尝试通过FredlundXing函数模型预测获得滑体土非饱和渗透函数曲线。采用均匀设计方法、有限元、神经网络和遗传算法相结合的综合集成方法开展排水管布设方案优化研究。[结果]获得了卧沙溪滑坡最优的排水管布设方案为:管长L为26.6m,间距D为6.88m,倾斜角θ为7.3o。[结论]采用该排水方案加固后的滑坡安全系数为1.101,大于设计安全系数1.10,满足滑坡加固安全与经济的要求。     

宁夏回族自治区西吉县地震诱发型黄土滑坡发育特征与分布规律

地震诱发型黄土滑坡是宁夏回族自治区西吉县最严重的地震次生灾害。该区域西南部滑坡规模大,密度高,其主要类型是低角度、高速、远程黄土滑坡。西吉县地震活动处于活跃期,老滑坡在地震、降雨等诱发因素下极易复活,严重威胁当地群众的生命财产安全,阻碍社会、经济的发展。基于西吉县地质灾害详细调查资料,从规模、形成时代、滑体厚度等方面对地震诱发型黄土滑坡进行了分类统计。结合实地调查资料和遥感解译成果,分析了滑坡的边界特征、表部及内部特征、变形特征、滑动特征,并进一步总结了滑坡的空间分布规律和时间分布规律,为地震滑坡的形成机理研究提供了理论基础。     

挠力河流域丘陵-平原-湿地区径流变化驱动力分析

为了减少或者防止丘陵-平原-湿地区蒸发变大、径流减少和湿地退化等问题产生,有必要找到丘陵-平原-湿地区径流变化的驱动力。该文针对这种情况选定典型丘陵-平原-湿地区挠力河流域为研究对象,识别研究区水文气象、降雨径流关系、覆盖类型和旱田作物种类等径流影响因素的变化情况,利用情景模式反映影响因素的组合情况,将情景模式输入水文模型,分析径流影响因素及其变化对水文循环过程和径流的影响。结果表明:研究区域降水变化是径流变化的关键驱动力,降雨与径流总体上均呈递减趋势,并且径流深的递减趋势强于降水量的递减趋势;径流减少影响因素除了关键性因素降雨外还有其他因素在起作用,并且影响在逐渐增强;气候变化也是径流变化的重要驱动力之一,1965—2014年期间夏季和秋季的气温、水汽压、日照和风速等都存在显著增加趋势,春季的气温和水汽压显著升高,春季的风速在降低;1965—2014年期间流域蒸发在5—10月间并不是总是随着气温、日照、水汽压和风速等增加而增加,在某些时段某些覆盖类型蒸发量存在减小的现象;集水区域内覆盖类型变化是径流变化的重要驱动力之一,未利用地转变成旱地、旱地转换为水田以及农业产业结构的调整,加速了研究区内流域蒸散发,导致径流深的递减速度加快,同时引起了径流深对降水响应的异常;降水、气候因素和土地覆盖类型等综合影响着蒸发、根系区含水量、非饱和带含水量和径流等水循环过程因素的时空变化。     

低速大扭矩水压马达的配流性能分析及试验

为了提高低速大扭矩水压马达的容积效率,以马达的配流副为研究对象,基于力平衡方程及流量方程,建立了配流体端面与转子端面间的泄漏流量损失和功率损失的数学模型。以配流体转子间的水膜厚度、介质温度和马达转速等为性能指标,分析了不同供流方式下间隙、温度和转速对其性能的影响。研究结果表明:间隙越大,配流体转子端面的泄漏流量损失和功率损失越大,温度越高,功率损失越大,同时内环供流时水压马达的性能要优于外环供流。因此,减小水膜厚度,降低水温,可减小配流副的泄漏流量损失和功率损失,提高水压马达的容积效率及马达性能。综合考虑,配流间隙控制在4~5μm较为合适,水温控制在室温(20±5)℃状态下为宜。同时基于上述研究,设计加工出低速大扭矩水压马达物理样机,并对样机的性能进行了加载试验测试,得到了相应的性能曲线,试验结果表明:加工完成的水压马达样机在带载时的容积效率最高可达到90.97%,机械效率最高可达到93.59%,从而验证了所研制的低速大扭矩水压马达原理正确可行,也证明了上述研究结果的正确性,解决了低速大扭矩水压马达的设计理论及关键技术问题。该研究为低速大扭矩水压马达进一步的产品化提供了参考。     

地表水-地下水交互下傍河土壤硝酸盐氮迁移规律试验研究

为了研究地表水与地下水不同补给关系下硝酸盐氮在傍河农田的迁移规律,选取大沽河河床沙样作为沙槽试验介质,设计地表水与地下水相互补给装置,模拟无补给、地表水补给地下水和地下水补给地表水3种方式下硝酸盐氮在土壤中的迁移,通过测定各取样点硝酸盐氮含量和到达时间,分析了其迁移规律。结果表明:纯淋洗实验中,淋洗强度与沙样颗粒越小,硝酸盐氮在表层沙中的累积越明显,硝酸盐氮的迁移也越慢。地表水与地下水相互补给试验中,补给水位上升,硝酸盐氮的积累量增加、迁移到饱水带的时间缩短;补给水力坡度为0.5时,硝酸盐氮在细沙饱水带中迁移速度约为5.3 cm/min;水力坡度变为0.7时,迁移速度约为9.4 cm/min;补给水力坡度为0.5时,硝酸盐氮在中沙饱水带的迁移速度约为12.3 cm/min。硝酸盐氮在包气带中的积累量随着沙层深度的增加而减少;淋洗强度、水力坡度及沙样颗粒越大,硝酸盐氮在包气带和饱水带中的迁移速度越快;补给水位越高,硝酸盐氮迁移至饱水带的时间越短。