• 典型覆冰导线空气动力学特性数值和试验模拟

  输电线路覆冰舞动是由覆冰导线气动力引起的，因此了解覆冰导线的空气动力学特性是研究其舞动的关 键因素。为此，结合覆冰导线空气动力学特性的研究现状，采用 Spalart-Allmaras(SA)湍流计算模型和 ADINA 有 限元软件对不同覆冰厚度的典型新月型、翼型、扇型和 D 型覆冰导线的升力系数、阻力系数及扭矩系数等空气动 力学参数进行了系统研究。利用流场压力分布特性对空气动力学参数随攻角变化出现的尖峰突跳现象进行了分析。 结果表明，数值模拟与试验结果具有较好的一致性，覆冰导线空气动力学参数仅与导线规格、覆冰厚度、覆冰类 型和攻角有关，受测试风速影响较小。随着导线覆冰厚度的增加，覆冰导线空气动力参数曲线负斜率和变化率变 大，即线路起舞阈值降低，发生舞动的可能性增大。

  2024-11-20 iGeo

• 基于空-地协同调查的西天山阿尔先沟雪崩过程数值模拟

  为精确识别雪崩流动特性及流态信息，全面分析其运动过程。本研究基于无人机倾斜摄影技术获取高分 辨率航拍数据，以阿尔先沟雪崩易发区为例，通过现场调查、无人机遥感解译精细探测雪崩活动过程，确定RAMMS 模型输入参数，在此基础上对不同类型雪崩事件进行模拟和重建，对比分析传统地面调查、无人机遥感解译结果与 模拟结果的差异，探讨不同类型、不同雪层释放条件下雪崩活动过程。研究结果表明：（1）以倾斜摄影技术为核心 的雪崩调查分析体系，将传统的地面调查方法结合无人机遥感和数值模拟相互验证，提高了灾害发育状况评估的 准确性。（2）2月中旬阿尔先沟坡面积雪厚度趋近于临界厚度值，持续降雪使雪层失稳触发新雪雪崩。调查时仍处 于灾害孕育阶段，雪层裂缝加剧变形，风力作用下雪檐自重逐步增大，有超过雪的抗断强度的趋势，整体稳定性较 差。（3）以坡面上方积雪平台为潜在释放区的坡面型雪崩，释放量可达8.2669×104 m3 ，运动时长约为128 s，并在120 s内堆积区流动高度达到最大，约为3.55 m，最大流动速度为18.34 m·s -1 ，最大冲击力可达到32.67 kPa，形成面积 3369.7 m2 ，体积1.8525×104 m3 的堆积体。通过相互验证，坡面型雪崩并非积雪平台的释放，地面调查结果与数值模 拟解译结果存在差异。（4）沟槽—坡面复合型雪崩为沟槽坡面雪层断裂释放且断裂深度仅为临界厚度值的60%左 右，雪崩持续时间接近于300 s，堆积区最大流动速度6.58 m·s -1 ，最大冲击力17.97 kPa，平均堆积深度为1.64 m，影响 范围1178.5 m2 ，堆积量3107.76 m3 ，地面调查结果与数值模拟结果一致。研究结果一定程度上提高了雪崩事件信息获 取的准确性，可为今后雪崩潜在危险预测、风险规避及灾害应急处置提供强有力的数据支撑及科学依据。

  2024-12-19 iGeo

• 盾构隧道开挖及补偿注浆对地层扰动影响的室内试验及数值模拟研究

  针对盾构法施工过程中产生的土体损失，补偿注浆是一种应用广泛的沉降控制措施。通过模型试验及数值模 拟，研究了盾构隧道开挖及补偿注浆对周围土体的扰动影响。将开挖和补偿注浆连续考虑，重点研究了既有土体损失 情况下补偿注浆对地表沉降和周围土体应力的影响规律，研究结果表明，盾构隧道开挖过程中，地表沉降可以用 Peck 公式有效预测，且沉降最大值与土体损失率呈线性关系，隧道周围土体按照应力变化情况分为正拱区、卸荷区、塑性 区。补偿注浆过程中，土体按应力变化情况分为抬升挤压区和正拱补偿区。应用小应变本构模型（HSS）进行数值模拟， 模拟结果与试验规律对应良好，进一步验证了模型试验揭示的隧道开挖和补偿注浆对土体的扰动机理。

  2024-12-04 iGeo

• 混凝土结构非线性徐变计算方法研究

  为准确分析既有病害条件下的混凝土结构长期变形及受力行为，该文进行了混凝土材料非线性徐变计算 方法研究。以非线性弹性徐变本构理论为基础，利用 Hongnestad 模型推导出材料软化系数，提出一种新的非线性 徐变本构模型，采用初应变法进行显式迭代，实现混凝土材料非线性徐变分析。以混凝土徐变及开裂的线性耦合 假定为基础，模拟长期持载过程中裂缝的扩展。采用 ADINA 用户子程序二次开发实现了相关算法，并通过混凝 土非线性徐变经典试验的对比分析，验证了计算方法的可靠性。

  2024-11-20 iGeo

• 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