强震作用下山体崩塌破坏有限元分析

基于汶川大地震下,山体边坡发生大规模塌滑等地质灾害的现状,为了深入研究山体在强震动力作用下进入非线性状态并开裂破坏的力学机理,通过理论研究从拉张破裂的角度对山体崩塌机制进行分析,并给出拉张判据。用有限元开发程序对山体边坡在强震动力作用下拉张破坏进行数值模拟,并与振动平台相似材料实验下的监测结果对比分析。表明,强震荷载激励下,岩石第一主（拉）应力极易达到其抗拉强度,则岩体优先发生拉张破裂。在强震动力作用过程中,拉张破裂不断积累,即在松动区的松散程度和松散范围不断增大,形成山体塌滑趋势。揭示了山体边坡从连续介质状态开始崩塌破裂的发生机制,为后续进行复杂的山体破坏力学研究提供依据。     

地震载荷下斜坡稳定性数值模拟分析

地震载荷是影响复杂结构斜坡塌滑的一个重要因素。本文以汶川震区一边坡为实例,利用有限差分法FLAC-3D对地震动力下斜坡进行了数值模拟。并且在用FLAC-3D进行斜坡动力分析时探讨了边界条件设置、动力时程的合成以及输入和转化。从位移场与速度场进行了详细的动力分析,获得该斜坡地震载荷下位移场、速度场的变化规律,指出山体斜坡在非连续介质状态下软弱面区域位移和速度最大,为后续进行复杂的山体破坏力学研究提供理论依据。     

尾矿库灾害及其工程整治

尾矿库灾害造成的损失是相当严重的。已经引起国内外学者的广泛关注。文章在详细调查分析国内外尾矿库由于失稳造成的各种灾害类型的基础上，总结了现有灾害的治理方法。将其归纳为改善坝体渗流条件、提高坝体密度及改善坝体受力条件3类措施。并对各种治理方法的适应性进行了探讨。根据加筋土结构补强原理，提出利用土工合成材料对尾矿库坝坡进行加固、绿化的设计理念。通过加筋尾矿砂的力学性质试验，表明尾矿砂是适宜用作加筋土填料的材料。     

地震作用下顺倾多弱层岩质边坡动力响应

抚顺西露天矿由于长期开采造成地底岩层出露,形成众多顺倾多弱层岩质边坡。鉴于目前对于地震作用下顺倾多弱层岩质边坡的研究较少,选择抚顺西露天矿南帮E1000处顺倾多弱层岩质边坡,分析地震作用下多弱层对边坡动力响应的影响。利用有限差分软件对边坡进行数值建模,分析真实地震动作用下边坡不同弱层的动力响应变化规律,并将双弱层、单一弱层和无弱层四种情况进行对比,发现不同弱层的动力响应和对边坡的影响程度不同,位于边坡下部的弱层无高程放大效应但对边坡起主导作用,与坡面共线的弱层存在趋表放大效应和高程放大效应但对边坡无明显影响。双向地震动对顺倾多弱层边坡的弱层和坡面放大效应不受影响,Z（垂直）方向的加速度和速度显著增加,双向地震动作用下边坡的速度分布差异明显,但位移分布无显著变化。地震作用下顺倾多弱层边坡的动力响应规律与弱层的分布位置和作用机理有关,在边坡的防护和治理过程中应充分考虑弱层对边坡的影响。     

岩石力学系统运动稳定性问题及其研究现状

本文从岩石工程破坏过程稳定性的实际出发，提出了岩石力学系统及其运动稳定性的概念，分析了岩石力学系统的特点和岩石力学系统运动稳定性所要研究的内容，比较全面地总结了岩石力学系统稳定性研究的现状，提出在今后的岩石力学系统稳定性的研究中，要从系统运动的角度考虑，对各类稳定性问题可采用统一的研究思路，并对岩石力学系统中的各种参数进行研究，进而分析其对系统稳定性的影响。     

辽宁海州露天矿国家矿山公园边坡稳定性分析

海州露天矿是我国大型露天煤矿之一,目前已闭坑,准备建成国家矿山公园,但矿坑北帮受断层及弱层影响,滑坡、地裂缝等地质灾害十分严重,为保证海州露天矿国家矿山公园建设的顺利进行,对矿坑北帮边坡稳定性进行评价非常必要。本文利用FLAC-2D软件对E12、E16、E18、E20等四个剖面的边坡稳定性进行了数值模拟,用强度折减法计算出了各剖面的安全系数。对安全系数较低的区域提出了相应的加固措施,并对加固措施的效果进行了数值模拟,模拟结果表明加固措施是安全的、可行的。     

饱和黏土中固定锚腚拖曳锚嵌入轨迹预测模型

饱和黏土中固定锚腚拖曳锚的嵌入轨迹和承载力预测是深水系泊系统设计的关键。从固定锚腚拖曳锚在饱和黏土海床嵌土的初始状态出发,将固定锚腚拖曳锚和周围土体视作宏单元,假设在锚链拉力作用下宏单元沿土体屈服面法向运动,利用锚链方程计算锚眼拉力,基于增量迭代法建立了预测固定锚腚拖曳锚嵌入运动轨迹和锚眼拉力的模型,编制了相应的计算程序。利用程序预测了Bruce Dennla MK4固定锚腚拖曳锚、Murff算例拖曳锚在饱和黏土中的运动轨迹和承载力,结果表明：本文所建立的模型预测结果正确,可以用于预测固定锚腚拖曳锚嵌入饱和黏土全过程中板锚的运动轨迹、运动形态和锚眼拉力;固定锚腚拖曳锚嵌入过程中,锚运动形态有一个调整过程,因此,旋转角先减小,而后增加,并逐渐趋于稳定值。     

部分排水时饱和粉质黏土变围压循环三轴试验研究

围压循环变化将引起土体孔压累积,加剧土体累积塑性应变,导致地基灾变事故。为研究围压循环变化对饱和粉质黏土变形特性的影响,利用GDS双向振动三轴仪,进行部分排水时饱和粉质黏土的变围压循环三轴试验,研究不同应力路径斜率和循环动应力比时饱和粉质黏土的孔压、轴向累积塑性应变和体应变发展规律,建立部分排水条件时考虑循环围压和循环动应力耦合作用的地基粉质黏土累积应变数学模型。试验结果表明：部分排水时饱和粉质黏土孔压、轴向累积塑性应变和体应变均随循环动应力比和应力路径斜率的增大而增大;动孔压比随着振动次数的增加明显分为急剧增加、快速下降和持续平稳3个阶段;轴向累积塑性应变和体应变均随振动次数的增加而增大。当加载次数超过2 500次时,粉质黏土孔压趋于平稳,变形速率略有降低,但变形持续增加。补充试验结果表明,所建立模型与试验结果具有较高的一致性。研究结果将为交通循环荷载导致的地基灾变控制技术提供理论依据。     

含单一滑面岩石试件滑动过程的模拟实验研究

根据设计的实验装置．对含有单一滑面岩石试件滑动过程进行模拟实验研究，得到了滑动过程、动摩擦阻力系数、阻尼系数等随滑动速度的变化规律，同时测得动摩擦力系数、阻尼系数随压力的变化关系。实验证实在一定的速度范围内，随着滑块的相对滑动速度不断增加，阻尼力反而减小，这种现象就是负阻尼。     

资源枯竭城市衍生灾害问题探讨

随着时间的推移，我国将有大量的各类矿业城市资源全部或部分枯竭。在资源枯竭过程中会产生大量新的衍生灾害。文中介绍了资源枯竭城市继续大规模损毁土地、岩层结构抗震性能降低、水资源流失、塌陷区积水、废旧地下采场积水形成地下暗湖、固体废矿渣积存污染、有害气体污染、大型露天矿闭坑后对环境影响等主要衍生灾害类型和现象；分析了资源枯竭城市衍主灾害国内外的研究现状和发展趋势；根据灾害现象，探讨了资源枯竭城市地层结构，水、气循环系统，生态系统与降雨(雪)、地震、地应力场调整等多种、多相复杂环境耦合作用而导致灾害的原理；提出了研究资源枯竭城市衍生灾害演化的复杂巨系统模型，多相、多场耦合作用下大面积采动地层结构演变与灾变机理，地表及地下水系破坏动态演化机理及地下水的污染、扩散与迁移规律以及废弃矿山有害气体生成、迁移、致灾机理及控制等几方面科学技术难题；该科学难题具有非线性、随机性、复杂性等特点，须深入开展以现代科学交叉、融合为特征，以现代高新技术为标志的资源枯竭城市衍生灾害机理与控制的基础理论研究，为科学有效地防灾减灾、保护环境提供理论基础。