沟岸侧蚀对泥石流形成和运动过程的影响

沟岸被侧蚀掉的松散物质会通过动量交换将能量传递给龙头,从而影响泥石流的形成和运动过程。前人建立了许多模型来研究泥石流的侵蚀过程对泥石流形成和运动过程的影响,但是模型中大多以底蚀作用为前提条件。通过侧蚀模型和底蚀模型两种水槽实验的对比,针对泥石流的形成和运动过程展开研究。实验发现侧蚀作用更有利于泥石流的形成和运动,泥石流的龙头高度和速度都有波动特征,但侧蚀作用使得这种波动特征更加明显。侧蚀作用使得泥石流的龙身速度更快于龙头速度,龙身颗粒源源不断地堆积于龙头,使得龙头有较大的高度和附加坡降,因此,侧蚀条件下龙头的速度更快。     

结构物附加应力对砂土地基液化影响分析

阐述了砂土地基的液化机理,分析了在工程结构物附加应力作用下砂土地基的影响区域与压缩再密实过程,给出了附加应力作用下砂土地基液化的进一步判别方法。指出在基础周围和过渡应力区Ⅱ存在液化薄弱区,是工程抗液化处理的重点防范区域。     

分层岸滩侧蚀坍塌过程及其水动力响应模拟

非均质岸滩广泛分布于冲积河流中,其侧蚀过程沿垂向具有分层特点。基于全三维水沙模型及河岸侧蚀坍塌力学模式,提出动态网格跟踪技术,构建了非均质岸滩侧蚀沿垂向差异的三维动力学模拟方法。以连续弯道概化水槽为例,模拟分析了非均质河岸侧蚀过程中三维水流结构的响应特征。研究结果表明:坡脚冲刷后,底部主流向凹岸偏移,在已有弯道环流的基础上,于坡脚处出现一反向次生流;上部粘性土层坍塌后,崩塌土体堆积于坡脚处,上部主流明显左偏,下部次生流消失;随着坡脚堆积体的冲刷搬运,下部主流进一步向凹岸偏移;如此循环,主流不断向凹岸偏移,致使岸坡持续崩退、河道摆动。     

分层岸滩侧蚀坍塌过程及其水动力响应模拟

非均质岸滩广泛分布于冲积河流中,其侧蚀过程沿垂向具有分层特点。基于全三维水沙模型及河岸侧蚀坍塌力学模式,提出动态网格跟踪技术,构建了非均质岸滩侧蚀沿垂向差异的三维动力学模拟方法。以连续弯道概化水槽为例,模拟分析了非均质河岸侧蚀过程中三维水流结构的响应特征。研究结果表明:坡脚冲刷后,底部主流向凹岸偏移,在已有弯道环流的基础上,于坡脚处出现一反向次生流;上部粘性土层坍塌后,崩塌土体堆积于坡脚处,上部主流明显左偏,下部次生流消失;随着坡脚堆积体的冲刷搬运,下部主流进一步向凹岸偏移;如此循环,主流不断向凹岸偏移,致使岸坡持续崩退、河道摆动。     

地下水对土坡稳定性的影响分析

总结地下水对土坡稳定性的多方面影响,认为土水间的相互作用影响土颗粒的性质,有效应力原理运用的关键,在于正确获得孔隙水压力;孔隙不压力并非不变的,给出土坡稳定性分析中对孔隙水压力和动水压力的近似计算方法。这些对提高土坡稳定性评价结果的可靠性至关重要     

地下水对土坡稳定性的影响分析

总结地下水对土坡稳定性的多方面影响。认为土水间的相互作用影响土颗粒的性质；有效应力原理运用的关键，在于正确获得孔隙水压力；孔隙水压力并非不变的；给出土坡稳定性分析中对孔隙水压力和动水压力的近似计算方法。这些对提高土坡稳定性评价结果的可靠性至关重要。     

软土次固结阶段桩侧负摩阻力变化规律研究

设计软黏土中单桩模型箱试验,模拟了桩周土逐级加荷沉降,通过量测超孔隙水压力、土体沉降及桩身轴力变化,分析了软黏土进入次固结阶段时,桩侧负摩阻力及桩身中性点位置变化情况。研究表明,在次固结阶段桩周土所产生的沉降对桩侧负摩阻力仍具有一定影响,沿桩身呈先增大后减小的趋势;当桩周土所施荷载等级达到一定程度时,桩身中性点位置将随着桩周土次固结时间的增长而逐渐上移。次固结阶段产生的沉降量与土体上所施加的荷载等级有关,随着桩周土荷载等级的增大,次固结阶段产生的沉降所占总沉降的比例逐渐减小,其蠕变效应逐渐减弱。     

循环加载方向角对饱和粉土不排水动力特性的影响

利用GDS空心圆柱仪进行了一系列主应力方向角?d变化的轴向、扭转、内压和外压四向耦合不排水循环剪切试验。在均等固结条件下,着重研究了循环加载方向角?d0对饱和粉土动力特性的影响。试验结果表明：饱和粉土的双规准化孔压发展模式与?d0无关,但受循环应力比CSR的影响;广义剪应变的发展模式不受?d0的影响。在循环剪切过程中,循环加载方向的变化对粉土的不排水动强度有显著影响,饱和粉土的动强度CRR随着?d0的增大呈现出先减小后增大的变化趋势,且当?d0=45°时CRR最小。同时,建立了反映?d0与CSR影响的孔压、变形的模型,并给出了相应的动强度表达式。     

考虑桩径和桩侧摩阻力分布的改进Geddes桩基沉降分析方法

Geddes方法是我国桩基工程实践中常用的计算群桩沉降的一种弹性理论方法,其原理简单,易于应用,但其也有着比较明显的缺点。首先,Geddes法没有考虑桩径的影响,计算时会在桩端平面产生很大的应力集中;其次,Geddes法中假设的侧摩阻力分布模式过于简单,与工作状态下长桩的侧阻分布差别较大。为了解决这些问题,在Geddes方法的基础上,首先假设端阻力沿桩端平面均匀分布,桩侧摩阻力沿桩侧表面分布,采用数学积分与高斯积分相结合的方法计算地基附加应力,改善应力集中的影响;其次通过对Geddes方法原有侧阻分布模式的几何叠加,得到桩侧摩阻力两段式分布时地基附加应力的计算公式。计算表明,改进后的Geddes方法计算桩基沉降要比原有的Geddes方法计算值小。     

关于水土压力计算及抗剪强度指标选用的探讨

抗剪强度指标是岩土计算中的重要参数,不同试验条件下的抗剪强度指标如何在工程实践中应用关乎工程的安全稳定与否,这一问题一直是工程界争论的热点.从基本概念入手,对一些似是而非的概念进行了梳理,提出了水土合算无实际工程意义,有效自重压力不能等同于有效应力的论断,概括了工程实践中如何选用抗剪强度指标的基本思路,期望能对正确理解土力学原理及工程实践有借鉴指导意义.     

Control of channel bank erosion using permeable groins

An experimental erosion control scheme in the Niger Delta was designed as a permeable groin using timber piles laced with strong cane nets. At the onset of the rains, when external channel water level was only 10 percent of its seasonal peak, a failure of the peripherial groin was recorded, which apparently was due to local sliding in the bank. At peak flood, a timber pile probably buried to a shallow depth failed, making the system of groins ineffective. The failure of the single timber pile resulted in extensive scouring and bed degradation, leading ultimately to the failure of the protective structure. Analyses carried out confirm that depth of embedment of the pile system is the single most important factor ensuring the stability of the groin structure.     

水流冲刷过程中河岸崩塌问题研究

采用土工数值分析方法,对水流冲刷过程中的河岸崩塌问题进行了分析。分析了水流冲刷引起的河岸后退距离及后退过程中坡内的渗流情况与坡体的稳定性;探讨了水流冲刷过程中岸坡崩塌的发生机理;指出了坡内的渗流作用与坡前水流的冲刷作用是岸坡发生崩塌的主要动力因素,而岸坡土体的物质组成和分布、岸坡坡度等则是岸坡发生崩塌的主要内在因素;并提出了相应的工程防护措施。     

黏性泥石流沟床冲刷深度研究

沟床冲刷深度是泥石流灾害防治工程设计最重要的参数之一,但到目前为止,关于黏性泥石流沟床冲刷的研究较少,沟床冲刷深度还没有权威可信的计算方法,是泥石流防治工程设计急需解决的技术问题。详细分析了黏性泥石流及可能冲刷沟床运动过程中受力情况,推导出黏性泥石流沟床最大冲刷深度计算公式。公式表明黏性泥石流沟床冲刷深度随泥石流泥深、泥石流重度和沟床纵比降及沟床堆积土体黏性的增大而增大,随沟床堆积土体内摩擦角的增大而减小。与现有计算方法相比,公式基于严格理论推导,计算结果更为精确,可用于计算已发生泥石流地区的不同频率的泥石流的冲刷深度,并举例说明了计算公式的实用价值,其结果为泥石流防治工程设计提供技术支撑。     

基于机载LiDAR技术的泥石流物源侵蚀量定量评价研究

泥石流物源是形成泥石流的三大基本条件之一,物源侵蚀堆积变化量则是衡量泥石流规模和频率的重要指标,然而目前采用常规技术手段仍难以实现对物源侵蚀堆积变化的定量研究。针对这一问题,本文以西昌市邛海水厂后山冲沟泥石流为例,采用机载LiDAR技术建立了该流域雨季前后的高精度数字高程模型（DEM）,并基于此开展了泥石流物源侵蚀量定量评价研究。结果表明：邛海水厂后山冲沟流域总体过火面积达65%,流域内主要发育坡面堆积物源、崩滑堆积物源以及沟道堆积物源;两期次高精度DEM数据差分叠加可实现泥石流物源侵蚀量的估算,该沟雨季前后泥石流物源侵蚀减少量为12209 m³,物源侵蚀变化呈分布区域广、数量多、散状发育的特点;泥石流物源的启动以坡面堆积物源侵蚀为主,侵蚀厚度多在0.5 m以内;邛海水厂后山冲沟泥石流在今后一段时间内将以高频泥石流为主。

     

岸滩侧蚀对航道条件影响的三维数值模拟——以长江中游太平口水道为例

长江中游河道岸滩侧蚀现象普遍,易对航道稳定形成不利影响,深入研究岸滩侧蚀冲刷机理及其航道响应过程具有重要意义。建立了考虑相邻土体影响的黏性岸滩侧蚀坍塌力学模式,以长江中游太平口水道为例,基于局部网格可动技术,构建了岸滩侧蚀及其河床冲淤变化的三维水沙动力学模型;在模型验证相似的基础上,分析了清水冲刷条件下腊林洲边滩侧蚀对太平口水道航道格局的影响。研究结果表明:模型可较好地模拟由岸滩侧蚀所引发的河势演变过程;上游来沙减少后,太平口水道河床以及未守护低滩部位将进一步产生冲刷;腊林洲边滩稳定与否,对太平口水道“南槽-北汊”航道格局的稳定具有重要作用。     

基坑降水总应力变化时有效应力增量和沉降量计算

针对基坑降水引起地面沉降计算值比实际值偏大的情况，本文系统分析了潜水和承压含水层在降水后，不同条件下土中总应力及有效应力的计算。基坑降水后土体中的总应力不是通常认为的一成不变。特别是基坑降水中常遇到的降低潜水含水层水头的情况，总应力是减小的，有效应力增量值也小于孔隙水压力下降值。对比分析了通常采用的不变原理和本文提出的可变原理两种情况，降水后土体总应力和有效应力增量计算值有差异，采用分层总和法计算了基于两种原理的沉降量。潜水含水土层沉降量计算偏差最大，基于总应力不变的沉降量比总应力可变的计算沉降量约大20%。本文计算原理对于抽取深层承压地下水导致地面沉降同样适用。     

泥石流运动衰减动力学初步研究

我国公路泥石流病害严重，泥石流淤埋公路构建筑物是一类常见的公路泥石流病害类型。泥石流衰减动力学是防治泥石流淤埋病害的重要关键技术，也是泥石流运动学、动力学研究的核心问题之一。本文作者运用泥沙运动力学及流体力学原理，初步建立了泥石流固相颗粒和液相浆体的能量衰减条件，把泥石流衰减模式概化为两类，即能量抑制衰减和能量自由衰减；通过泥石流沉积模型试验，得到了不同粘度泥石流体的沉积扇变化形态，随着泥石流体粘度的增大，沉积扇边缘变陡、扩展范围变小、纵轴线长度减小等结论与实际情况吻合；初步建立了泥石流能量衰减速率计算方法。研究成果为防治公路泥石流病害奠定了基础。     

矿山开发环境影响评价中废弃岩土侵蚀的分析

各类矿山开发,都会大量扰动原始岩层,并且形成松散的废弃岩土体。矿山开发中形成的废弃土方、岩屑、矿渣等,就近倾倒在附近沟谷中,是一种很常见的现象。通过计算分析表明,这种处理废弃岩土的方式,将会造成严重的水土流失,不仅大量增加了河流的泥沙量,甚至引发泥石流,从而对矿山安全生产、河流下游人民生活以及矿区周边生态环境造成危害。笔者从理论上探讨了矿山开发松散岩土的冲蚀机理,同时给出了冲蚀量的计算方法。