2009年兰州市九州石峡口滑坡成因及其西侧高边坡稳定性研究

2009年5月16日兰州市九州石峡口小区西侧山体发生滑坡灾害,造成重大生命和财产损失。本文对石峡口滑坡的特征和成因进行了系统研究,认为滑坡区高陡的地形、不合理的绿化灌溉和不良的岩土体工程地质性质是诱发该滑坡的主要因素。在分析石峡口滑坡成因的基础上对与该滑坡相邻的西侧高边坡进行了稳定性研究,采用有限元强度折减法计算出潜在滑面的位置和稳定系数,并和极限平衡法计算结果做比较,结果表明有限元强度折减法与传统极限平衡法计算的稳定性系数很接近,增强了计算结果的可靠性。     

大渡河干海子滑坡稳定性研究

干海子滑坡位于大渡河流域,规模巨大。为研究该滑坡的稳定性,在对滑坡基本特征及变形破坏特征等深入研究的基础上,采用极限平衡法（Geo-slope软件）和有限差分法（FLAC-3D软件）对该滑坡的稳定性和应力应变特征进行了计算、模拟。稳定性计算模拟主要从深层、浅层及局部稳定三方面入手分析,计算模拟结果与滑坡的宏观地质现象均具有较高的吻合度。通过对该滑坡定性与定量的稳定性分析,判断其浅层滑体在暴雨工况下将处于极限平衡状态,而深层滑体在地震工况下依旧处于基本稳定状态,所得结论为下一步滑坡防治工作提供了翔实的依据。     

基于GeoStudio的滑坡稳定性计算方法对比分析

为了解决滑坡治理过程中的稳定性分析问题,将GeoStudio软件应用于滑坡稳定性分析计算中。以陕西巨亭滑坡为例,采用极限平衡法、滑面应力分析的有限元法分别进行了稳定性计算。对比分析2种计算方法得到的安全系数和潜在滑动面得出：安全系数较勾接近,但有限元法得出的潜在滑动面更准确。GeoStudio软件可以方便的计算出边坡安全系数,直观的表达出潜在滑动面,为滑坡的治理分析提供可靠依据。     

逆冲断层应力场的数值模拟

采用二维显式有限差分法与三维隐式有限单元法,分别计算了模型剖面上断层逆冲运动和三维断层逆冲运动伴随的断层邻域应力场。结果表明：（１）逆冲断层上盘下端部发育张应力场,下盘下端部发育压应力场;（２）对复杂的三维构造,在一定限定条件下,可以转化成二维问题进行计算;（３）显式差分法与隐式有限单元,都能较好地用接触模型模拟活动断层的应力场特征     

陕西铜川新区典型滑坡在不同强度地震作用下的稳定性——以铜川玉皇阁水库滑坡为例

采用极限平衡法和有限元强度折减法,对地震作用下的陕西铜川新区玉皇阁水库滑坡的稳定性进行计算分析,对比分析2种方法在天然、中震、大震3个工况下的安全系数,结果基本吻合,且随着地震动峰值加速度的增大边坡稳定性逐渐降低,安全系数最大降低幅度可达18%;根据计算结果进行稳定性评价,玉皇阁水库滑坡在大震作用下处于不稳定状态,中震作用下其稳定性也较低。该结果为该滑坡风险评价和防控提供参考,为铜川新区地震地质灾害评价提供基础性参考。     

瞬变电磁法正反演问题研究进展

对瞬变电磁法的方法发展概况和仪器研制状况做出了综述性评价.对瞬变电磁法正反演问题的研究成果进行了系统总结.目前的数值模拟正演方法主要有一维滤波系数法,三维积分方程法,二维,三维有限差分法,2.5维有限元法等,主要的反演方法有:一维浮动薄板解释法,人机对话自动反演法,烟圈理论解释法,神经网络反演法,成像类反演等,论述了瞬变电磁法各种计算方法的特点.瞬变电磁法的正反演发展趋势主要是研究三维正反演的计算方法和目标体成像系统.     

兰州市九州石峡口滑坡形成机制与稳定性分析

基于滑坡区地质环境,通过区域地质调查、大比例尺平面图测绘、滑坡微地貌和变形破坏特征测量、扫描电镜(SEM)分析滑带土微观结构等手段,对兰州市九州石峡口滑坡的特征和形成机制进行了系统研究.结果表明,该滑坡具有显著的分级分块滑动特性,降雨、不合理的人工绿化灌溉及滑坡区高陡的地形是诱发该滑坡复活的主要因素.采用多种极限平衡计算方法并结合滑坡所处的地质环境评价该滑坡在天然、降雨、地震以及降雨和地震耦合作用下的稳定性,为该滑坡的治理提供理论指导.     

饱和多孔介质三维时域黏弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法

本文基于Biot的饱和多孔介质本构方程,考察具有辐射阻尼的外行球面波,推导了饱和多孔介质三维黏弹性人工边界的法向和切向边界方程;在已有的饱和多孔介质二维显式有限元数值计算方法基础上,提出该理论的三维方法,并开发了实现该三维方法的有限元程序.算例表明饱和多孔介质三维时域黏弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法具有较好的精度和稳定性.     

基于有限元极限平衡法的锚固边坡稳定性分析

在平面应变条件下,采用极限平衡和有限元法对锚固边坡稳定性评价过程的关键问题进行研究。将条分法对锚固边坡安全系数的定义推广到有限元法中,通过弹塑性有限元分析计算结构整体应力场,再结合虎克-捷夫法完成最危险滑动面的优化搜索。以天然边坡、渗流作用下锚固边坡及开挖锚固边坡为例,对比分析了条分法、有限元极限平衡法及有限元强度折减法三者在安全系数大小、滑动面形状、位置及对锚固作用处理上的差异。结合工程实例分析发现:同条分法相比,有限元方法所得到的安全系数更大,滑动面也更深,其中,有限元极限平衡法具有良好的计算精度,而条分法在一定程度上削弱了锚固效应,有限元强度折减法在一定程度上会放大了锚固结构的稳定效果。     

两种强度折减法确定边坡稳定系数适用性探讨

强度折减法确定边坡稳定性系数比传统极限平衡方法优势明显,但是两种常用的强度折减法哪种更适合一直存在争议。本文针对某工程算例分别采用两种强度折减法进行了边坡稳定性系数计算,并把计算结果和传统极限平衡方法进行了对比,结果表明快速拉格朗日分析法更适合应用在边坡稳定性系数确定方面。该法的计算结果和传统计算方法极其接近,并可以克服传统方法人为指定滑动面的重大缺点。     

天水市水眼寨滑坡特征及稳定性分析

在对天水市水眼寨滑坡进行地质勘察和现场调查的基础上,结合区域环境研究滑坡的主要特征,分析地形条件、地层岩性、地质构造、地震、降水和人类活动对滑坡的影响,并利用GeoStudio计算软件,运用多种稳定性评价方法对滑坡静力和不同地震强度作用下的动力稳定性进行计算分析。结果表明,水眼寨滑坡属于黄土—泥岩滑坡,经过多期滑动,滑坡物质和滑坡体具有显著地平面分区性和剖面分层性,地层岩性和地质构造运动是其形成的主要内因,降水和地震是影响其稳定性重要外因。滑坡目前处于稳定状态,但未来环境变化会导致该滑坡稳定性降低,在Ⅶ度地震作用影响下该滑坡处于极限平衡状态,在Ⅶ度强以上地震作用影响下（＞0.15 g）,该滑坡稳定性大为降低,存在复活的可能性。     

水库触发地震研究中二维与三维有限元模拟结果比较

紫坪铺水库蓄水载荷引起的库仑应力变化以及是否可以触发汶川M_S8.0地震是地学界关注的一个热点问题。 已有较多研究均建立在二维有限元模拟基础上, 然而二维与三维结果存在较大差异, 本文定量给出了该差异的大小。 首先比较了有限元方法与解析方法求解半无限空间点载荷下弹性问题结果, 确认了三维有限元计算在百万网格下具有足够的计算精度; 然后数值计算并比较了二维、 三维模型中紫坪埔水库蓄水的弹性力学及渗流效应。 结果表明, 总体上弹性加载会造成逆断层更趋安全, 而水压渗透使其趋于危险, 两者叠加仍然没有导致增加汶川地震危险性; 但现有的二维有限元模拟夸大了真实结果, 在汶川震源位置三维计算的应力大小仅为二维计算的1/3到1/4, 因此在严格的讨论中必须使用三维建模。     

不规则地形对地震动及震害的影响

本文应用有限元法研究了不规则的孤突地形对地震动及震害的影响。文中提出了“双向剪切变形”有限元模型,使三维问题简化为二维问题,计算工作量大为减少。对典型震害实例进行了具体计算,其结果与实际震害分布相当一致。     

基于矢量有限元法的三维张量CSAMT正演模拟（英文）

标量CSAMT只适合一维及测量方向与构造方向垂直的二维情况,对于复杂的三维地电结构,CSAMT需采用张量测量。本文试图采用矢量有限元法实现三维张量CSAMT的正演模拟。为了验证算法的正确性,本文在层状介质中计算了三维CSAMT远区的电场,磁场及阻抗张量,并且与层状介质中的理论解进行了比较,接着还模拟了均匀半空间中含有三维异常体的模型,并且分析了四个阻抗张量、视电阻率及阻抗相位的响应特征。得出如下结论:采用矢量有限元法来模拟三维张量CSAMT,其电磁场及阻抗张量的实虚部计算精度都比较高,并且该方法本身满足电场法向不连续,不用进行散度校正。     

地下结构地震反应的平面计算模型研究

采用平面应变模型对地下结构进行地震反应分析时,其核心问题是中柱的二维等效简化。常用的简化方法是将中柱的材料性质（如弹性模量和密度）进行折减。在此基础上,进一步引入空间约束影响系数和三维还原系数,提出新的中柱二维等效简化方法。针对不同简化方法,分别建立对应的地下结构地震反应分析平面应变模型,计算各模型的地震反应。通过与三维模型计算结果进行对比分析,研究不同简化方法的合理性。计算结果表明,本研究建议的方法可有效提高地下结构平面应变模型的计算精度。     

不平衡弯矩作用下板柱节点抗冲切性能非线性分析

通过研究不平衡弯矩作用下板柱节点变参数、刚度变化等受力性能的特点和规律,为弥补试验研究的局限性,全面认识板柱节点的受力特征、内力分布规律提供新的研究途径,同时也为工程设计与实践提供理论指导.应用OpenSees(Open System for Earthquake Engineering Simulation)有限元计算平台建立了与试验相同的三维网格梁数值模型,通过数值模拟结果与试验结果的对比分析,验证了有限元分析模型的可行性.对不同的板厚,以不平衡弯矩水平、配筋率及混凝土强度为变参数分别进行了数值模拟.结果表明:数值模拟结果与试验结果吻合较好,不同的不平衡弯矩水平对节点抗冲切性能影响显著,配筋率的变化对构件开裂荷载、极限承载力以及延性影响显著.因此,合理地建立有限元模型可较好地模拟不平衡弯矩作用下板柱节点的受力性能;随着不平衡弯矩水平的增大,极限承载力显著降低,随着配筋率的增大,极限承载力显著增大、延性降低.     

大地电磁场三维地形影响的数值模拟

用边界单元法解决了大地电磁(MT)三维地形影响的数值模拟问题.采用特殊的网格剖分,数值模拟方法,可以在微机上运行.在二维地形上,其结果与二维模拟结果基本吻合,对三维地形的模拟结果表明,三维模拟与二维模拟有较大差别.     

软弱地基土层震陷简化计算方法研究

基于震陷宏调调查资料，土力学中的分层总和法及软化模型概念，编制了震陷简化分析程序，计算结果与宏观现象和二维有限元法计算结果十分接近，可供工程部门使用。     

海洋可控源电磁三维非结构矢量有限元数值模拟

本文实现了海洋可控源电磁三维矢量有限元数值模拟.由于采用非结构四面体单元进行三维网格剖分,该方法可以模拟复杂电性异常体和海底地形.一维模型的数值模拟结果表明,电场实、虚部均与解析解吻合得相当好,计算误差基本小于1%.二维模型的计算结果与已有的二维自适应非结构有限元模拟结果吻合很好.带地形模型的数值模拟结果显示,海底地形对电场影响很大,有可能掩盖海底油气藏产生的异常.     

大地电磁二维对称各向异性介质的有限元数值模拟

假定垂直轴为二维对称各向异性介质主轴之一，构造走向与另一主轴方向成任一夹角，用伽勒金（Ｇａｌｅｒｋｉｎ）有限元法和矩形网格，优化地合成总体刚度矩阵，使二维各向异性介质的基本方程形成有限元代数方程组，求出各节点场值，并利用ＭＯＭ法求出辅助场，进而求出张量阻抗等响应函数．同时还对有关文献的计算模型进行了数值模拟检验