基于位移变化率和强度折减有限元的边坡失稳判定方法

采用强度折减有限元法计算边坡稳定时,以变形为基础的失稳判据具有显著的物理意义和工程意义。该文采用变步长的折减方法,基于位移变化率-强度折减系数曲线的转折突变作为失稳判据,并研究特征点的敏感性及选取范围。计算结果表明,当折减系数为1.42时,坡顶水平位移变化率、竖向位移变化率和总位移变化率均发生急剧性的转折。与位移相比,位移变化率-强度折减系数的曲线存在明显的转折突变,可更准确、明显地判断边坡稳定的安全度。至坡顶一定距离范围内的特征点,如位于非塑性区域且非滑动土体时,其位移变化率-强度折减系数的曲线发生转折突变,但曲线在转折点附近存在振荡现象。通过位移变化率计算得到的54个安全系数,平均值为1.420,变异系数为0.005 3,不同特征点根据水平位移变化率、竖向位移变化率和总位移变化率得到的安全系数基本一致。当特征点至坡顶的距离≤1倍坡高时,特征点的位移12 mm,且位移变化率均较大,此时特征点对位移变化率较敏感;当特征点至坡顶的距离1倍坡高时,特征点位移在5~18 mm之间,但位移变化率大幅度降低,此时特征点对位移变化率的敏感性大幅度降低。考虑边界约束的影响及特征点的敏感性,建议特征点的选取范围为:与坡顶距离为1倍坡高的范围。     

保腾高速公路龙江特大桥边坡监测及特性分析

龙江特大桥边坡动态监测是龙江特大桥勘察内容之一,监测内容有深孔位移监测、深孔推力监测以及地下水位监测,监测点主要布置在边坡和崩滑区。通过1年多的监测,桥位两河岸边坡现状整体稳定,局部有小量位移,深部比浅部稳定,第四系及全风化~强风化岩体稳定性相对较差。     

三峡库区淌里滑坡变形特征及影响因素分析

滑坡监测主要采用地表位移GPS监测和滑体深部位移监测等方法。根据多年滑坡变形、库区降雨、库区水位变化等相关资料,分析了三峡库区淌里滑坡的空间变形特征,并研究了降雨和库区水位两个因素对滑坡变形的影响。该滑坡变形区呈牵引式变形特征,多年位移监测数据曲线呈阶跃性特征,与降雨过程具有一定的相关性,同时库水位的大幅变动对滑体变形的节奏也产生一定影响。滑体变形对水位下降的情况较为敏感,尤其当水位在一段时间内按一定速率持续宽幅下降时对变形区的稳定性影响更为强烈。     

某电站缓裂控制边坡的变形特征及其机理探讨

某电站4#山梁为“缓裂控制边坡”,其中SN向中-缓节理对边坡的稳定具有决定性的控制作用。该边坡失稳模式为浅表部阶梯状滑动和深部阶梯状滑动(深部蠕滑-拉裂)。边坡切脚开挖后,主要是下部块体滑动牵引上部块体变形滑动。采用三维离散元数值模拟,重点分析了这类边坡在开挖过程中缓倾角结构面的倾角变化、连通率变化对这种阶梯状滑动的影响。进一步验证了上述机理模型。     

涪陵区植物油厂滑坡有限元强度折减分析

从滑坡变形监测规律出发结合有限元强度折减法,对重庆市涪陵区植物油厂滑坡建立了一种有限元特征点位移监测分析法,研究该滑坡的变形破坏过程.结果表明,植物油厂滑坡属于牵引式滑坡,处于顺层蠕滑初始阶段,滑坡中前部变形比较强烈;从位移与折减系数的关系曲线得出滑坡在达到极限平衡状态之前,存在一个明显的变形加速过程;通过有限元强度折减法和不平衡推力法的综合分析,得滑坡整体稳定系数F=1.15,中后部局部剪出体稳定系数为Fr=1.20.滑坡安全储备不足.     

三峡库区典型滑坡监测及治理措施研究

根据三峡库区典型滑坡火石滩滑坡的结构及变形特征，分析滑坡形成的原因。对该滑坡进行大地形变监测、地下水位监测、滑体深部位移监测和宏观监测；依据监测资料并考虑到未来三峡水库蓄水，认为火石滩滑坡目前处于潜在不稳定状态。滑坡体在饱水及水库蓄水后，将处于临界蠕滑或失稳状态。结合滑坡体实际对滑坡防治进行初步研究，建议采用回填压脚支档为主、辅以排水的综合治理措施。     

环境物质磁性对重金属污染的指示作用研究进展

重金属污染并通过食物链对人体健康的危害已成为环境科学研究的重点,通过对土壤、沉积物及大气颗粒物的磁性测量,以监测环境中重金属污染的程度、来源和范围是国内外新近发展的新技术。本文着重阐述了环境物质磁测的基本原理和磁性参数,土壤、沉积物和大气颗粒物的磁性特征及其对重金属污染的指示作用,并对应用环境物质磁性监测重金属污染的前景进行了讨论。     

基于傅里叶函数拟合的滑坡变形监测分析

滑坡变形监测和预测对滑坡灾害治理决策具有重要的参考意义,而研究计算简便、精度较高的数学模型来分析处理滑坡变形监测数据是关键。以G316线稍子坡段(K2556+345～K2563+000)10~#滑坡的深部位移监测数据为例,根据累计位移-深度曲线上突变位置在滑坡纵剖面上确定出滑动面,利用MATLAB软件中的curve fitting tool曲线拟合工具,通过多种拟合函数拟合效果对比分析,确定利用傅里叶函数拟合位移-时间监测数据,并利用拟合曲线进行滑坡变形趋势预测。该方法对小数据量的监测数据能够达到较高的预测精度,并具有计算简便的特点。     

土壤氧化铁的磁性参数及其应用

应用矿物磁测技术测定了土壤氧化铁的磁化率、频率依变磁化率、饱和等温剩磁、磁化和退磁曲线等磁性参数,对磁性参数在阐明土壤铁磁性氧化铁数量、类型与起源方面的应用及其意义进行了讨论。     

紫金山金铜矿东南矿段B块地质灾害分析

以福建省上杭县紫金山金铜矿东南矿段B块B1、B2排土场边坡为研究对象,根据气候、地形、地质条件等,采用极限平衡法,分自重、自重＋地下水作用力、自重＋地震水平惯性力3种荷载组合,进行边坡稳定性分析,结果表明,正常条件下排土场边坡处于极限平衡一不稳定状态,当发生暴雨或地震时处于不稳定状态。排土场边坡治理建议采取削坡减载、截排水、坡面减蚀以及生物措施等,并加强对边坡沉降位移的长期监测。     

马别河流域石漠化影响因素分析

影响岩溶地区石漠化发生发展的因素有自然因素与人为因素两种。以贵州省马别河流域石漠化现状的遥感调查数据为基础,叠加该流域的坡度图进行空间分析,揭示了岩溶地区石漠化的发生率与发育程度随坡度而变化的规律,指出坡度是石漠化发生的重要驱动力,随着坡度的变陡石漠化发生率与发育程度都显著增加。结合前人的研究成果,提出石漠化的发生以自然因素影响为主,人类活动起到了促进的作用。25°坡度带是人类活动与自然因素影响作用的转换带,坡度>25°时,自然因素对石漠化的发生起主导作用。根据地形变化合理地限制人类活动,能有效地减少石漠化带来的危害。     

磁力泵导轴承及平衡用永磁环的研究

磁力泵在运行时经常发生导轴承失效问题,如果将导轴承承受的正压力降低,可以提高磁力泵运行的可靠性。该文首先介绍了设计磁力泵导轴承的基本方法,并以一种卧式磁力泵为模型,通过分析退磁曲线法获得的磁钢能量公式,给出了磁力泵转子在有轴向偏移时,磁力联轴器回复力的计算方法;在转子两端各加装一对异性磁化磁环,将外环预先偏置,产生对转子的托力,理论上托力可以完全平衡转子重量,并使得转子所承受的合力偶为零。研究说明,利用永磁磁环的作用力可以用来平衡转子重量,提高磁力泵导轴承寿命,方案可行。     

磁力轮式塑料大棚清洗装置的设计与试验

针对塑料大棚清洗困难的问题,设计了一种磁力轮式塑料大棚清洗装置。该装置主要由磁力轮式行走机构和毛刷清洗机构组成,其核心部件分别为磁力轮、行走电机、毛刷和清洗电机。工作时,由行走电机驱动磁力轮靠磁力吸附在大棚钢制骨架上行走,并由清洗电机驱动毛刷进行清洗工作。该装置适用于骨架间距1 m的拱形钢架塑料大棚,对大棚跨度和脊高无特殊要求。试验结果与分析表明,在纯自来水和洗涤液条件下,大棚透光率分别从清洗前最低的50.9%和49.0%提高至清洗后最高的88.4%和88.9%,最佳清洗流量分别为1.0和1.2 L/min;磁力轮行走机构最小驱动力69 N,满足行走要求;清洗装置平均工作效率6.6 m2/min;大棚倾角变化时,透光率整体平均提高46.7%,使用效果良好。该研究解决了塑料大棚清洗难题,延长了大棚使用寿命,增加了大棚维护安全性。     

基于磁场梯度张量的拉索断丝监测方法

针对目前兴起的拉索损伤磁记忆检测方法易受环境干扰磁场影响的问题,该研究基于磁场梯度张量和磁荷面积分理论研究温室拉索断丝监测方法,推导拉索钢丝的磁场梯度计算公式,提出拉索断丝位置和断丝数量的判定方法,并采用磁场试验进行对比验证。为了验证试验的可重复性,对于每一种测试工况均设定了2组试验。理论计算表明,3个方向的磁感应强度沿拉索长度方向的磁场梯度（Bxz,Byz和Bzz）曲线均在断丝位置（500 mm）出现突变,一束拉索中断丝2根与断丝1根时3个磁场梯度曲线突变处包围的面积的比值的平均值约为2。磁场试验结果表明,断丝位置为496 mm,与实际断丝位置（500mm）的误差为0.8%,通过2次测量,一束拉索中断丝2根与断丝1根时3个磁场梯度曲线突变处包围的面积的比值的平均值约为2。2次测量结果的差别极小,验证了试验的可重复性和可靠性。实际工程中,取3个磁场梯度判断的断丝数量的平均值,可以有效减小三轴磁传感器探头位置带来的误差。该研究为拉索断丝监测提供了理论依据,且有效排除了环境磁场干扰。     

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。     

西南某水电站工程边坡软岩时效变形特性研究

以研究西南某大型水电站大坝在蓄水后的长期稳定性为背景，以室内饱水直剪流变试验为手段，系统地研究了坝区内高边坡软岩的流变特性。通过对所有流变曲线的分析，获得了长期强度参数，并建立了各种类型软岩和软弱结构面的时效本构方程，得出该区软岩在饱水状态下，长期强度参数较瞬时变形降低了约60％。结论表明该区软岩的时效变形很明显，这个特性是坝区多个开挖边坡可能沿软岩蠕滑拉裂破坏的潜在因素，表明其存在对边坡及未来的稳定性起主要的控制作用。     

小流域水源涵养林林木耗水基于3S技术的量化分析

圆弧条分法是土坡稳定分析常用方法之一,但该方法假定各土条稳定性相等且与整个土坡相等,这种假定存在一定的不合理性,属于不严密的刚体极限平衡法。以简单土坡为研究模型,将圆弧条分法加以改进:假定土条间传递水平内力,考虑土条稳定性不等时,研究各土条间的传力规律,提出土坡稳定状态的判别条件,分析并推导出土坡稳定情况下,计算条间力大小的理论公式;并按照分合性原则和滑动系数的重量加权平均原则,推导了由土条稳定系数计算土坡稳定系数的理论公式。     

土坡稳定分析的改进条分法

对于土地沙漠化程度的量化评价至今仍处于研究阶段,还没有比较成熟的方法。在分析已有研究成果的基础上,提出以沙漠化指数来表达区域土地的沙漠化程度。以全国沙漠化土地普查资料为基础数据源,首先确定了对具体的沙漠化土地斑块数据的标准化处理方法,然后分别对中国北方12省区沙漠化重点县进行土地沙漠化程度计算,结果表明,沙漠化指数的分布趋势与沙尘暴发生日数的分布趋势相似,沙漠化指数可以相对准确地体现区域沙漠化程度。     

重庆缙云山森林火灾干扰边坡的滑坡易发期预测

为明确缙云山火灾后边坡的失稳机制并预测未来滑坡风险,该研究通过对火林地根-土体物理性质勘测和试验,借鉴森林砍伐与根系强度预测模型-SIDLE曲线模型预测了根系强度的衰减和恢复动态,并采用COMSOL模拟了未来40 a林地边坡在正常状态和极端降雨事件后的稳定性动态。结果表明：1）缙云山林缘边坡为约1.5 m厚的砂质壤土-砂质泥岩双层土坡结构,上下层渗透性和土体强度差异悬殊;2）林缘边坡在自然状态下处于稳定状态,潜在滑动面位于深层（稳定系数F_OS>2）;极端降雨条件下,潜在滑动面位于土层结构面上,该处易出现带状积水,正孔隙水压力约10 kPa,极端降雨后无根系状态临界F_OS为1.13,根系固土状态下临界F_OS为1.32;3）火灾发生后对自然状态下边坡深层稳定性影响较小,而极端降雨后边坡浅层稳定性随火灾后的年动态呈现快速降低而后缓慢恢复的趋势,期间F_OS谷值处便出现长达数年的浅层滑坡易发期。缙云山林缘边坡的失稳机制为降雨过程中土层界面处正孔隙水压力积累弱化了有效应力。结合文献已有灌木根系数据和本区植物根系固土特性和土层特征,保守估计该次火灾发生后6～9 a为滑坡易发期, F_OS为1.22～1.32,至少18～24 a后才可完全恢复至火灾前的稳定条件。研究结果有助于了解区域浅层滑坡形成机制,为火后森林恢复和边坡风险评估提供初步参考。     

垂直摇臂式喷头驱动力计算及试验修正

驱动力的大小不仅会影响喷头自身结构的应力分布和寿命,而且还会影响喷头运转的平稳性。为了提高垂直摇臂式喷头驱动力计算公式的精确度,该文采用试验测试结果对理论计算公式进行修正,分别提出了水平和垂直驱动力理论计算公式的修正系数公式,并对修正后的驱动力计算公式进行验证。研究结果表明:驱动力理论计算公式推导过程中的假设条件对驱动力的计算有较大影响,导致理论计算公式存在较大的偏差,尤其是在低压情况下,2个方向的驱动力计算最大偏差都达到20%左右。通过试验数据回归得到的水平和垂直驱动力理论计算公式的修正系数公式具有较高的精度,决定系数R2分别达到0.9799和0.9289,水平驱动力计算公式的修正系数与工作压力呈指数关系,垂直驱动力计算公式的修正系数与工作压力呈对数关系。修正后公式的计算值与试验值较接近,计算偏差较小,基本都在5%以内,表明了修正后的驱动力计算公式具有较高的精确度。该研究可为垂直摇臂式喷头的摇臂与导流器的设计及优化提供参考。