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广西容县花岗岩残积土人工切坡诱发滑坡过程分析 被引量：4
1
作者 韦文智 赵瑞华 +1 位作者 廖丽萍 刘政委 《山地学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期396-410,共15页
广西容县花岗岩残积土属于中国华南地区特殊土,人工切坡频繁失稳诱发大量滑坡,严重威胁当地居民生命财产安全。过去研究多数聚焦于岩质或黄土切坡失稳问题,未考虑降雨激发下特殊土切坡引发滑坡的动力学过程。本文以花岗岩残积土人工切... 广西容县花岗岩残积土属于中国华南地区特殊土,人工切坡频繁失稳诱发大量滑坡,严重威胁当地居民生命财产安全。过去研究多数聚焦于岩质或黄土切坡失稳问题,未考虑降雨激发下特殊土切坡引发滑坡的动力学过程。本文以花岗岩残积土人工切坡为研究对象,采用数值模拟和人工降雨土槽模型试验,定量揭示切坡坡度和切坡高度对无裂隙边坡稳定性的影响规律,对比分析自然、无裂隙、含裂隙边坡的稳定性,探讨切坡诱发滑坡的动力学过程。结果表明:(1)当切坡坡度由50°增至70°或切坡高度由2 m增至14 m,切坡无裂隙边坡稳定性系数的减小幅值约为0.2;观测点a与c的孔隙水压力的响应时间分别提前3 h与11 h,4 h与16 h。(2)当切坡坡度为60°和高度为8 m时,降雨前后自然边坡、切坡无裂隙边坡的稳定性系数分别由1.30、1.21缓慢地下降至1.26、1.17,而切坡含裂隙边坡的稳定性系数却由1.21急剧下降至0.98,切坡与裂隙对边坡稳定性的耦合负面影响不容忽视。(3)坡脚的体积含水率响应时间最短;体积含水率的响应时间较孔隙水压力的早;孔隙水压力的增减波动与其消散的时间尺度、降雨入渗、土体剪切变形有关。(4)花岗岩残积土切坡诱发滑坡的动力学过程为卸荷裂隙形成→坡脚失稳→表面侵蚀与沟道侵蚀→张拉裂隙形成与局部土体滑动。研究成果将为花岗岩残积土工程边坡的防护治理提供理论依据。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 人工切坡 滑坡形成过程 广西 容县
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基于物质点法的土壤切削过程数值模拟分析
2
作者 周爱国 罗鸿 +2 位作者 许秀锋 许屹超 朱玉田 《机电工程技术》 2023年第5期1-6,171,共7页
在土壤切削数值模拟研究中,常见的有限元法会因网格扭曲变形严重而减慢甚至终止,而离散元法存在土壤参数标定复杂等问题。针对以上问题,为提高土壤切削数值模拟精度,采用数值计算方法——物质点法,基于土壤的理想弹塑性本构关系以及莫尔... 在土壤切削数值模拟研究中,常见的有限元法会因网格扭曲变形严重而减慢甚至终止,而离散元法存在土壤参数标定复杂等问题。针对以上问题,为提高土壤切削数值模拟精度,采用数值计算方法——物质点法,基于土壤的理想弹塑性本构关系以及莫尔-库伦失效准则和最大主应力失效准则建立了土壤切削模型。将数值模拟结果同已发表的试验数据对比,发现在土壤不同区域的变形预测及其动态演化过程中,本文数值模拟结果同试验结果高度吻合:剪切角误差不超过2.5°、剪切长度平均误差为10.4mm;在土壤发生剪切失效时,对土壤切削阻力预测精度较高,平均误差为3.4%。验证了物质点法在土壤切削过程模拟的可行性与有效性,为土壤切削过程的数值模拟提供了新思路。 展开更多
关键词 土壤切削过程 物质点法 数值模拟 土壤刀具互作模型
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基于亚塑性本构模型的土壤-触土部件SPH互作模型 被引量：1
3
作者 高涛 谢守勇 +4 位作者 胡嫚 谭秋亭 方瀚祯 易灿 鲍安红 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第13期47-55,共9页
触土部件是农机的主要组成部分,高精度的土壤-触土部件互作模型对农业耕作触土部件的节能优化设计具有重大意义。为提高土壤切削过程数值模拟的精确度,该研究基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)框架,从土壤... 触土部件是农机的主要组成部分,高精度的土壤-触土部件互作模型对农业耕作触土部件的节能优化设计具有重大意义。为提高土壤切削过程数值模拟的精确度,该研究基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)框架,从土壤亚塑性本构模型出发,结合土壤-触土部件接触模型,提出一种土壤-触土部件互作模型。通过砂土坍塌试验和土壤切削试验,对比分析了模拟仿真和物理试验中砂土自由表面演变、内部应力变化、土壤静止和运动分界面形态以及粒子位移。在此基础上对4种不同形状刀具的土壤切削过程进行模拟,以土壤切应力、位移分布表征刀具在切削过程中对土壤的破坏情况,讨论了大半径抛物线型刀具切削过程中的土壤粒子速度场,并得出不同形状刀具切削阻力的变化规律。结果表明,刀具水平切削阻力的模拟值和试验值平均相对误差为9.885%,说明所提模型对刀具水平切削阻力的预测精度较高。研究结果可为土壤-触土部件互作模型的建立提供新的思路,为触土部件的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 土壤 数值模拟 土壤切削过程 亚塑性本构模型 触土部件 光滑粒子流体动力学
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牧草根土复合体锯切力学模型和试验研究
4
作者 李辉 郭玉明 +3 位作者 薛淑萍 闫金顺 刘丽 马骉 《农机化研究》 北大核心 2015年第4期188-192,218,共6页
通过分析切根刀工作时的受力状况,建立根土复合体锯切力学模型。在万能试验机上,用自制的锯式切根刀对白羊草构成的根土复合体进行锯切力学性能试验。分析结果表明:经回归拟合获得单位刀宽工作阻力的响应面数学模型,并与锯切力学模型进... 通过分析切根刀工作时的受力状况,建立根土复合体锯切力学模型。在万能试验机上,用自制的锯式切根刀对白羊草构成的根土复合体进行锯切力学性能试验。分析结果表明:经回归拟合获得单位刀宽工作阻力的响应面数学模型,并与锯切力学模型进行比较,得到一常数,使得工作阻力可通过力学模型乘以该常数来计算;贯入深度与贯入阻力之间呈正比关系;切根刀在往复运动情况下,切根作业时上行和下行工作阻力存在差别,下行时的工作阻力大于上行工作阻力。 展开更多
关键词 根土复合体 锯切性能 切根过程 力学模型
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砂卵石地层土压盾构掘进掌子面稳定性室内试验与三维离散元仿真研究 被引量：23
5
作者 王俊 王闯 +2 位作者 何川 胡雄玉 江英超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期3038-3046,3054,共10页
采用Φ800 mm模型土压盾构开展室内掘进试验,以探究砂卵石中土压盾构隧道掌子面失稳诱发地层变形特征。同时,补充开展三维离散元仿真以挖掘室内试验难以获取的掌子面失稳信息,并研究隧道埋深对掌子面稳定性的影响规律。研究结果表明:砂... 采用Φ800 mm模型土压盾构开展室内掘进试验,以探究砂卵石中土压盾构隧道掌子面失稳诱发地层变形特征。同时,补充开展三维离散元仿真以挖掘室内试验难以获取的掌子面失稳信息,并研究隧道埋深对掌子面稳定性的影响规律。研究结果表明:砂卵石地层中盾构隧道掌子面失稳发展到地表后,沉降曲面呈上大下小逐步收缩的沙漏状,影响范围小于砂土地层。考虑盾构动态掘进过程后,卵石颗粒接触关系变化十分剧烈,掌子面稳定性被削弱,极限支护压力随之增大。掌子面极限支护压力随隧道埋深基本呈线性增加,极限支护压力与初始支护压力之比则随埋深增大而减小。掌子面失稳机制可根据隧道埋深划分为3种模式。与既有研究相比,考虑了盾构动态掘进过程与实际工程更加接近,可为确保砂卵石地层土压盾构隧道施工掌子面稳定提供参考。 展开更多
关键词 砂卵石地层 土压盾构 掌子面失稳 室内试验 三维离散元 动态掘削
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基于AHP-CRITIC的公路土质路堑边坡风险评估模型 被引量：4
6
作者 芦磊 张斌 郑达 《人民长江》 北大核心 2023年第1期133-139,共7页
公路沿线边坡具有数量多、灾害频、危害大等特点,如何快速分析评估公路土质路堑边坡安全风险性等问题尤为紧迫。通过总结公路土质路堑边坡的破坏模式与稳定性影响因素,归纳出该类边坡风险评估的关键因子与评估指标,引入层次分析法并基... 公路沿线边坡具有数量多、灾害频、危害大等特点,如何快速分析评估公路土质路堑边坡安全风险性等问题尤为紧迫。通过总结公路土质路堑边坡的破坏模式与稳定性影响因素,归纳出该类边坡风险评估的关键因子与评估指标,引入层次分析法并基于指标的数据波动性与相关关系,构建出公路土质路堑边坡风险评估模型,通过CRITIC法,利用数据的差异性与冲突性对评估模型各指标权重进行优化。结合指标权重法提出的防护工程评价模型,完善公路土质路堑边坡评估体系,最终通过深圳市S359省道11个公路土质路堑边坡进行评估验证。评估结果显示:评价结果与专家判断结果的相似度达到90.90%,说明公路土质路堑边坡风险评估模型较为可靠。该风险评估体系弥补了边坡风险评估中将自然条件、危害程度与防护工程综合评估的空白,可为实际工程评估提供方法理论支撑。 展开更多
关键词 公路土质路堑边坡 风险评估 层次分析法 CRITIC法
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