• 考虑非饱和浸润区的改进 Green-Ampt 模型

  经典 Green-Ampt 入渗模型计算简单，广泛应用于土壤入渗问题的研究，但在湿润锋处理上采用明显的干湿分离界 面，存在一定的理论假设。鉴于此，基于饱和区−非饱和浸润区分层模型，结合达西定律，推导出入渗过程中饱和区厚度与 非饱和浸润区厚度关系的理论公式，提出了水分剖面理论模型，消除了饱和区厚度和浸润区厚度的关系假设。在此基础上， 建立了考虑土壤水分剖面形状和非饱和浸润区等效参数的改进 Green-Ampt 模型，并采用试验和有限元数值仿真对该模型进 行了验证，结果表明：该模型有很高的精度，对不同类型的土有很好的适应性。同时该模型求解简单，参数物理意义明确， 便于工程应用。

  2024-11-22 iGeo

• 排矸方式对矸石山稳定性的研究

  为探究排矸方式对矸石山稳定性影响规律，提出有利于提高矸石山稳定性效果的矸石排弃方 法。 首先依据矸石来源进行分类，通过对矸石试样单轴压缩力学试验测试，分析其力学性质的特征及 产生该特征的原因，进而针对李家壕矸石山建立模型，利用数值模拟软件 ＧｅoＳｔｕｄｉo 中的 ＳＩＧＭＡ／ Ｗ 模块和 ＳＬＯＰＥ ／ Ｗ 模块进行父子项分析，采用模拟软件的有限元计算方法分析矸石山内部的应力分 布状态，根据应力重分布状态，结合极限平衡法对力学参数折减，得出采煤工作面矸石在不同排弃方 式条件下对矸石山整体稳定性的影响规律，并对采煤工作面矸石在不同排矸方式与不同埋深两种耦 合条件下，得出矸石山的稳定性变化规律，最终提出有利于矸石山稳定性的排矸方式。 结果表明：矿 井生产过程中根据矸石来源不同可分为采煤工作面矸石和掘进工作面矸石，这两类矸石的强度存在 差异，采煤工作面矸石强度明显弱于掘进工作面矸石强度，试验表明掘进工作面矸石试样的平均单轴 抗压强度是采煤工作面矸石试样的 １．６ 倍；不同排矸方式下采煤工作面矸石排弃后坡顶线位置相同， 且剖面上排矸面积相同条件下，平铺式、倾倒式排矸方式相比均一参数矸石山稳定性系数，分别降低 了 １６．４％和 ２９．０％，平铺式排矸更有利于矸石山的稳定性；采煤工作面矸石采用平铺式排矸时，其埋 深的变化对矸石山稳定性影响较小，深度为 ０ 时稳定性系数为 １．５６，降低 ７．９％，深度为 ５ ｍ 时稳定性 系数为 １．５３，降低 ９．６％；而采用倾倒式排矸时，埋深的变化对矸石山稳定性影响较大，深度为 ０ 时稳 定性系数为 １．０９，降低 ３５．３％，深度为 ５ ｍ 时稳定性系数为 １．０７，降低 ３６．５％，且危险滑动面常贯穿采 煤工作面矸石层。

  2024-11-22 iGeo

• ​膨胀各向异性对非饱和膨胀土边坡稳定性的影响

  为揭示降雨入渗条件下膨胀土膨胀各向异性对边坡破坏的作用机理，引入2个与基质吸力相关的弹 性模量描述膨胀的各向异性行为，对非饱和土非线性弹性模型进行修正，并通过室内膨胀试验结果对模型 的可靠性进行验证。通过二次开发和有限元计算软件，建立可考虑膨胀各向异性的非饱和膨胀土边坡数值 计算方法。依托湖北安猇路实体工程，针对膨胀各向异性、膨胀各向同性和不考虑膨胀这3种工况，通过 数值模拟得到降雨7 d内的膨胀土边坡内部湿度场和应力场分布与演变规律。根据摩尔−库仑强度理论，对 比分析降雨入渗条件下边坡坡脚、坡中、坡顶处的应力状态变化。研究结果表明：侧向力预测结果与实测 结果的相关性系数均大于0.9，修正后的本构模型可用于后续非饱和膨胀土边坡的数值模拟分析；与膨胀 各向异性工况相比，膨胀各向同性和不考虑膨胀的工况下侧向应力最大值分别偏小20.8%~38.3%和73.9%~ 88.3%；膨胀土增湿过程中产生的膨胀压力将导致边坡内的应力重新分布，主应力轴由竖向旋转至侧向； 坡脚将先于坡中和坡顶出现局部被动破坏；上部土体将失去坡脚的支撑并承受拉应力，致使破裂面逐步向 上延拓，继而出现渐进式破坏。

  2024-11-22 iGeo

• 高填方地基不排水稳定性分析强度指标研究

  目前国内工程界对高填方地基的排水稳定性关注较多，然而针对地下水位较高、排水性能较差的原状地基，由快速 填筑引起的不排水稳定性问题更为突出。综述了现行规范中关于边坡不排水稳定性分析的相关条文及国内外常用方法。通过 分析总应力摩擦角的应力路径相关性以及计算原状地基典型点位的总应力加载路径，解释了采用三轴固结不排水 （consolidated-undrained，简称 CU）总应力强度指标进行不排水分析，会高估高填方地基的不排水稳定性，该方法存在理论 缺陷和工程隐患。以简单假想边坡模型和某高填方机场实际工程为算例，利用简化 Bishop 法，选用 5 种不排水分析指标或 模型，分别计算其不排水稳定性安全系数。结果表明：CU 总应力法会高估高填方地基的不排水稳定性；其余 4 种方法计算 得到的不排水稳定性安全系数比较接近，相对适用。

  2024-11-22 iGeo

• 基于集对-组合赋权的填埋场失稳风险评价方法

  我国填埋场具有高水位、高气压特征，现有规范和研究中虽提出了不同的稳定性评价指标和分级标准，但对指标权 重和综合风险评估缺乏系统性研究。为此，本文建立了涵盖填埋场几何构型、垃圾土抗剪强度、液气赋存情况和降雨四类七 个指标的填埋场失稳风险评价指标体系，通过参数敏感性分析实现 5 级分类（稳定、较稳定、基本稳定、不稳定、极不稳定）， 并采用集对分析构建指标联系度函数。采用指标重要性排序法，通过参数敏感性分析、工程失稳事故、文献关注度统计和博 弈论组合赋权，确定了评价指标的综合权重。最后，将指标综合权重与指标联系度函数耦合，建立了填埋场失稳风险综合评 价模型，并应用于一实际填埋场工程中，与现场实际监测数据结果一致，验证了评价模型的准确性和有效性。

  2024-11-22 iGeo

• 基于改进极限平衡法的多级均质黄土边坡稳定性分析

  针对多级均质黄土边坡稳定性分析这一工程问题，给出了一种系统的分析方法。建立了多级黄土边坡整体破坏模式 下与局部破坏模式下坡脚圆、中点圆等可能的破坏机构；基于改进极限平衡法，推导出各破坏机构对应的边坡安全系数解析 式，进一步采用最优化方法来确定整体破坏模式下与局部破坏模式下各破坏机构所对应的边坡稳定安全系数极小值；给出了 系统地进行多级黄土边坡稳定性分析的流程来确定边坡的最小安全系数及临界滑移面。通过算例验证表明：该方法边坡稳定 性分析结果与传统条分法极为接近，两者最小安全系数相对偏差不超过−5%，确定的临界滑移面基本一致。该方法可广泛适 用各类多级均质黄土边坡乃至单级边坡，可对边坡稳定性分析达到全面精准的效果提供一定的参考。

  2024-11-22 iGeo

• 黄土地区海绵城市建设中一种雨水收集系统的开发研究

  随着城镇化建设步伐的加快，城市面临着诸多水灾害问题，针对黄土地区 海绵城市建设内容，设计了一种路面雨水收集系统． 根据透水混凝土路面的坡度 和粒径均匀程度，确定了透水混凝土层过水能力的计算公式，采 用 试 验 和 Fredlund ＆ Xing 模型预测的方法建立了黄土渗透系数与含水率之间的关系，并 通过 GeoStudio VADOSE /W 软件模拟了连续 3 日降雨条件下透水混凝土路面收 集雨水的能力和砂井排水规律． 对比数值模拟结果，0 时刻开始至 24h、48h 和 72h，砂井底部水分呈灯泡状向下扩散，避免了浅层黄土的湿陷变形，达到削弱城 市雨洪及补充地下水的目的，实现了黄土地区海绵城市建设中城市雨水的综合 利用．

  2024-11-22 iGeo

• 基于贝叶斯更新方法的尾矿坝材料参数随机反演

  为准确获得有限数据条件下的尾矿坝材料参数取值，在贝叶斯更新理论和有限元分析框架下，提出了考虑不 确定性的尾矿坝材料参数随机反演方法。为提高参数随机反演分析的计算效率，利用随机多项式展开建立尾矿坝代表 性监测点位移与输入参数之间的隐式函数关系。以某实际尾矿坝为例，基于有限的位移监测数据进行多层尾矿材料参 数随机反演分析，说明了提出方法的有效性。结果表明，提出方法可以有效缩减尾矿坝材料参数的不确定性，准确推 断尾矿坝材料参数的概率分布，并识别不同材料参数（弹性模量和泊松比等）对尾矿坝变形的影响程度。

  2024-11-21 iGeo