• 基于 ＲAMMS 数值模拟的短时强降雨型泥石流危险性评价

  浙江省由短时强降雨诱发的泥石流灾害频发，严重威胁当地居民的生命财产安全，因此对此类泥石流进 行危险性评价对浙江省“灾害智治”工作具有十分重要的理论与实际应用价值。为研究浙江短时强降雨诱发小型 泥石流的危险性，选取武山坑泥石流为对象，通过现场调查、三维倾斜摄影与数值模拟等手段，查明了武山坑泥石 流的地质环境与发育特征，揭示了由短时强降雨诱发的泥石流灾害链生过程特征，选用 ＲAMMS 软件对不同降雨 频率下泥石流运动特征进行了模拟，获取了泥石流深度、流速、堆积范围等特征参数，并基于特征参数进行了泥石 流危险性评价。研究结果表明: 陡坡处松散岩土体在短时强降雨作用下发生浅层滑坡，随后在坡面与沟道地形控 制下向沟口运移，运动过程中通过侵蚀作用扩大泥石流规模，最终在宽缓堆积区沉积。随着研究区降雨强度增大 至 50 a 一遇及 100 a 一遇，泥石流冲出规模扩大，但受限于堆积区宽缓的地形条件，未能于沟口形成有效冲出; 但 堆积扇上游居民区泥石流深度、流速等强度指标显著增大，堆积区内高强度区域面积大小由 7 276 m2 增大至 12 660 m2 。结合泥石流活跃性分析结果，采取形成区雨量监测、主沟谷流通区构建刚性、柔性或狭缝拦挡坝以及 堆积区设置导流渠相结合的治理措施，可有效保障居民生命财产安全。研究成果可为武山坑及浙江省此类泥石 流危险性评价、防治工程设计提供参考。

  2024-12-19 iGeo

• 顶管注浆压力变化对地层沉降影响机理的离心模型试验

  顶管工程同步注浆是减小地层扰动和最终地层沉降的一种重要手段。为研究注浆压力与顶管工程最终地 层沉降的关系，在实际工程中选择合理的注浆压力和注浆量以减小顶管法对周围地层的扰动，为顶管工程同步 注浆技术改进提供理论和试验支持，本文首先从土体颗粒和膨润土分子的结构特征角度对地层和泥浆的互相作 用及沉降机理进行分析，提出4个沉降阶段的理论假设；然后，使用岩土工程离心机和自主研制的顶管工程注浆 模拟系统进行缩尺模型试验，模拟现场不同注浆压力下的顶管顶进，通过对各组试验沉降曲线对比分析，验证理 论分析部分的结论；最后，将试验中的注浆压力等相关参数应用于苏州东汇公园顶管工程，并在现场布置沉降测 点，发现现场监测数据规律与试验结果吻合，进一步验证了本文的结论。研究表明：注浆后的沉降可分为土体塌 陷阶段、渗透失水阶段、泥皮形成阶段和补浆抬升阶段，其中：土体塌陷阶段时间短，沉降速度快；渗透失水阶段 持续时间长，总沉降量大，为地层沉降的主要部分；泥皮形成阶段，膨润土分子在泥浆–地层接触面堆积形成泥皮， 浆液不再大量向地层渗透，使得地层沉降大幅减缓；最后的补浆抬升阶段，泥浆的注浆压力作用于泥皮，对上覆 土产生推力，产生沉降补偿作用。注浆压力和注浆量的大小对最终地层沉降的影响很大，过小的注浆压力和注浆 量会增大土体塌陷和渗透失水造成的地层沉降，而过大的注浆压力产生的过度沉降补偿作用甚至会使地表隆起。 选择合理的注浆压力和注浆量对于控制地层沉降至关重要且效果显著，可应用于现场各类顶管工程。

  2024-12-04 iGeo

• 断层破碎带内隧道纵向受荷特征和变形分析

  为了探究断层破碎带处隧道沿纵向的变形和受力特征，首先基于筒仓理论和地层应力分布特 征，考虑断层破碎带的几何特征和围岩特性，建立了断层破碎带内隧道纵向荷载简化计算模型，并 利用应力传递原理进行了求解；其次将隧道简化为破碎带纵向荷载作用下的弹性地基梁，利用有限 差分理论计算了破碎带纵向荷载作用下的隧道变形和受力特征。开展了相应的数值模拟和室内模 型试验，结合试验数据和数值计算结果对理论模型进行了验证，并分析了埋深、破碎带宽度和倾角 变化对隧道纵向变形和受力的影响。结果表明：①埋深越大，破碎带内纵向荷载越大，但纵向荷载 的增长速率越小，隧道在上下盘与破碎带交界面附近的剪力和弯矩差值越小；②破碎带宽度越大， 纵向荷载整体越大，隧道在上下盘与破碎带交界面附近的剪力和弯矩差值越大，最大变形位置越接 近于下盘和破碎带交界面；③破碎带倾角越大，纵向荷载越接近于均布，上下盘和破碎带交界面附 近变形和受力越趋于对称。

  2024-11-20 iGeo

• 基于 RAMMS 的冰湖溃决型泥石流演进模拟及危害性

  冰湖溃决型泥石流作为目前西藏境内最主要的地质灾害之一,对下游工程的建设与运营造成潜在威胁。 以西藏洛 隆县冻错曲冰湖为例,基于现场调查、遥感解译、特征值计算和数值模拟方法,对冻错曲冰湖泥石流孕灾条件、动力学特征及 溃决演进过程进行研究,分析其对下游工程建设的影响。 采用无量纲堵塞指数(dimensionless blockage index,DBI)方法对冻错 曲冰湖堰塞体稳定性进行评价,结果表明该堰塞体位于非稳定区与稳定区之间,存在发生溃决的风险。 基于三维动态模拟软 件 RAMMS 的 Voellmy-Salm 单相流模型,模拟分析了冻错曲冰湖泥石流在 2 种溃决模式下的演进过程。 模拟结果显示:冻错 曲冰湖泥石流溃决演进过程可归纳为初始溃决、加速运动、减速运动、沟口停淤 4 个阶段;2 种溃决模式下冰湖溃决影响范围 都经过拟建工程位置,潜在威胁区泥石流平均深度分别为 4. 87 m 和 8. 26 m;在瞬时全部溃决场景下,冰湖溃决泥石流在拟建 工程处最大流速为 5. 74 m / s,最大流量为 2 843. 38 m3 / s。 研究成果有助于评价冰湖溃决型泥石流的危害性,并为工程防治设 计提供参考。

  2024-12-19 iGeo

• 堤坝软土碎石桩复合地基计算参数研究

  目前确定碎石桩复合地基参数时，工程界常采用碎石与原状土参数按平面面积占比叠加的简化方法进行计算，对其 适用条件较少关注。以卢旺达那巴龙格河二号水电站高土石坝深厚覆盖层软弱地基处理项目为背景，基于 PLAXIS 有限元平 台，对不同面积置换率下含碎石芯软黏土复合试样进行三轴固结排水试验数值模拟，经室内三轴试验验证了数值模拟方案的 合理性。对软土碎石桩复合地基的桩-土作用机制和土体硬化模型计算参数进行研究，将所获参数应用于坝基的变形分析， 并与传统参数叠加法和碎石桩墙法进行对比。结果表明：采用数值复合试样法确定的土石坝软土碎石桩复合地基参数是合理 的，在计算复合地基沉降时误差小；传统参数叠加法低估了软土碎石桩复合地基的沉降，仅适用于低应力水平、高面积置换 率的情况，并且会高估复合地基的强度参数。采用数值复合试样法参数对坝基变形的二维有限元分析表明，根据坝体高度不 同采取不同置换率的碎石桩分区加固地基的优化方案是可行的。

  2024-11-25 iGeo

• 海上风机结构振动监测试验与特性分析

  以某海上风电试验样机为研究对象，基于现场原型观测获取整体风机结构在停机、正常运行、开(停)机及 台风工况下的振动响应数据，系统地分析海上风机结构在不同运行状态下的振动响应时频域特性与变化规律，探讨 影响海上风机结构振动的关键因素及其对风机振动安全性的影响规律．结果表明：在风机处于停机状态下，结构振 动随环境风速的增加而显著增大；而运行状态时，叶轮转速对结构振动影响效应明显，对振动变化起到主导作 用．海上风机在开(停)机过渡过程中振动显著大于正常运行状态，台风期风机在额定转速运行时的振动超过实测最 大风速时停机工况的响应．塔筒顶部与基础顶部振动响应同步性说明整体风机具有很好的变形协调性．

  2024-11-20 iGeo

• 基于 RAMMS 锄头沟泥石流运动过程模拟

  2013 年 7 月，汶川县锄头沟受暴雨影响爆发泥石流灾害，对沟口居民区和交通干线造成严重破坏， 造成巨大经济损失。通过对泥石流的发育特征分析和运动特征参数计算，利用 RAMMS 软件基于 Voellmy 模型 和 REK 模型对泥石流运动堆积过程进行数值模拟，获得泥石流平均流速、泥深的运动变化特征。模拟结果表明， 沟口处沟道泥深约 2~6m，平均流速 2~4m/s。对堆积范围进行校核，与实地调查结果基本吻合，模拟结果对泥 石流运动特征分析及其防治具有积极意义。

  2024-12-19 iGeo

• 地表临时堆载诱发下既有盾构隧道纵向变形分析

  违规临时地表堆载将引起地层附加应力，对既有盾构隧道产生不利的影响，严重者将导致隧道结构破坏。现有方法 多是将隧道简化为搁置于 Winkler 地基的 Euler-Bernoulli 梁，不能考虑隧道的剪切变形和隧道埋深对基床反力系数的影响。 针对既有研究的不足，提出考虑隧道剪切效应和隧道埋深的地表堆载下既有盾构隧道变形和受力的简化解析解。将既有盾构 隧道简化为搁置于 Winkler 地基的 Timoshenko 梁，地基反力系数考虑隧道埋深的影响。通过三维有限元模型和已发表工程 案例的实测数据，验证所提方法的正确性及适用性。通过参数分析发现，在荷载中心与隧道中心距离较近情况下，浅埋盾构 隧道将发生较大的沉降变形；提高等效抗弯刚度和基床反力系数可以减少隧道沉降变形。而增大等效剪切刚度对隧道的沉降 变形贡献较小，但是可以明显减小管片之间的错台变形。该研究成果可为合理预测地表堆载对既有盾构隧道的影响提供一定 的理论支持。

  2024-11-25 iGeo