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模拟堆载作用的黄土边坡土体变形机理试验 总被引：3，自引：0，他引：3
通过固结不排水剪试验,研究了堆载作用下不同深度、含水量和围压的原状黄土的变形和破坏特征,并从黄土的微观结构角度分析了产生这一现象的原因,结合黄土边坡特殊的工程地质条件,分析了堆载作用下黄土边坡土体的变形破坏过程。试验结果表明,不同深度、含水量和围压的原状黄土的应力应变曲线和抗剪强度具有不同的特征;特殊的工程地质条件,使黄土坡体的某些部位形成了堆载作用下不利于黄土材料强度保持的含水量和围压的组合,导致了这些部位黄土的变形破坏,进而诱发坡体的变形破坏。 相似文献
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黄土地区重大工程建设引发的崩塌、滑坡、地面沉降等地质灾害,往往与黄土蠕变特性密切相关。从黄土蠕变研究阶段、研究方法、本构模型和蠕变引发的工程灾害等方面进行梳理,归纳总结了黄土蠕变研究的现状,探讨了黄土蠕变研究中存在的问题以及未来研究的趋势。具体来说,(1)在系统梳理国内外研究文献基础上,将黄土蠕变研究分为3个阶段,分别为黄土基本性质研究阶段、黄土工程灾害研究阶段和黄土重大工程研究阶段;(2)从黄土蠕变研究方法出发,分析讨论了黄土蠕变研究中采用的各类方法以及影响黄土蠕变的各类要素,尤其是含水量、干密度以及荷载对黄土蠕变特性的影响;(3)总结了黄土蠕变本构模型的研究特点,评述了包括元件理论本构模型、经验本构模型及半经验半理论本构模型等3类模型的优缺点;(4)对黄土地区常见的边坡、路(地)基、隧道等工程类型的蠕变破坏特征进行了梳理;(5)建立考虑多因素影响的黄土蠕变本构模型、系统研究黄土蠕变微结构的动态演化和微观本构模型及动荷载作用下的蠕变特征,是未来黄土蠕变研究的发展趋势。 相似文献
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通过室内试验模拟自然沉积作用下黄土中水的渗透性,发现黄土垂直节理是地表水入渗过程中形成的。根据室内模型试验,建立一理想颗粒排列模型,利用TEN-15型张力计实测的土-水特征曲线,计算从饱和到非饱和状态的变化过程中土颗粒的相互作用力的变化。结果表明:地表水在下渗过程中,初始沉积的黄土含水量发生变化,基质吸力和表面张力产生的粒间引力也发生变化;粒间引力会随着粒间距的减小而急剧增大,而且其随含水量的变化规律与粒间距的大小有很大关系;由于初始沉积的黄土粉粒结构疏松,粒间有极弱的支撑,改变含水量状态产生的粒间引力在较小的量级便会使土颗粒相互靠近,而颗粒间距减小,则粒间引力急剧增大,土体整体收缩导致局部拉裂形成垂向裂隙,即垂直节理。 相似文献
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卢万年 《地球科学与环境学报》1993,(2)
本文应用应变能密度与三向应力圆的等价关系,分析修正了莫尔准则,提出用任意确定静水压力下不同洛德参数的极限莫尔圆包络曲线簇作准则线,即谓之为应变能-莫尔准则线,并引用岩土真三轴试验资料进行验证;最后还得出应变能-莫尔屈服条件,分析了屈服曲面和屈服轨迹的形状等。 相似文献
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地壳孕震过程的重力变化研究 总被引：1，自引：1，他引：0
根据多孔介质中的力学理论,推导了在地壳中存在微孔洞时介质的应力应变本构关系的表示公式,讨论了描述地壳中空洞形成过程的孕震模型参数,讨论了孕震模型参数的变化与地壳介质状态的变化和地面重力变化的关系,并根据乘法分解理论推导了孕震过程计算重力变化的弹塑性递推计算方法,并采用GTN模型进行了数值模拟.在此基础上,将数值模拟结果与发生在1996年云南丽江Ms=7.0地震前后的重力变化进行了对比分析,讨论了微孔洞的形成过程与地面重力变化的关系,较合理地解释了丽江Ms7.0地震前后的重力变化过程. 相似文献
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黄土作为一种特殊的颗粒材料,微观上颗粒组成的结构决定了其力学特性。原状及重塑黄土因结构的差异而具有不同的力学特性。针对黄土结构性如何影响其力学特征这一基本问题,开展基于电镜扫描获取细观颗粒信息,同时考虑颗粒形状、颗粒破碎可能性进行建模的离散单元法进行原状黄土和饱和重塑土在恒定应变速率双轴试验下的宏观力学和细观力学性能研究。研究结果显示:试样微观结构的差异对变形破坏过程产生显著影响。当轴向应力较低时原状黄土及重塑黄土力链多分布于大型骨架颗粒附近,随着轴向应力增加,原状黄土力链形成网状图案但仍具备主要传导区域,重塑黄土无明显主要传导区,呈现均匀网状。原状土及重塑土骨架颗粒簇周围多形成张拉裂隙,剪切裂隙多数形成于骨架颗粒簇内部,又以颗粒簇相互挤压接触时最为明显。使用该建模方法,可以有效反映原状及重塑黄土由于内部结构组成差异导致相同应力条件下产生的不同内部应力状态。基于以上研究结论,给出了黄土结构性对宏观强度影响的微观解释。研究成果可为黄土地区地质灾害防治提供一定依据。使用该建模方法,可以有效反映原状及重塑黄土由于内部结构组成差异导致相同应力条件下产生的不同内部应力状态。基于以上研究结论,给出了黄土结构性对宏观强度影响的微观解释。 相似文献
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土工格室加筋正常固结粉质黏土对工程建设意义重大。基于土工格室与填土的相互作用机制和增量法,采用弹塑性理论、邓肯-张双曲线模型、修正剑桥屈服函数以及剪胀方程,推导了土工格室加筋正常固结黏土的应力应变响应计算模型,进行了土工格室加筋正常固结黏土的三轴固结排水剪切试验,实测不同围压下的应力应变关系,采用三轴试验结果验证了所提理论模型的正确性和可靠性。此外,采用所提理论模型进行了参数敏感分析,研究了填土的力学性质参数、格室的网格尺寸和力学性质参数对于加筋土应力应变响应的影响。研究结论表明,与砂砾料相似,土工格室约束作用对于正常固结黏土的内摩擦角影响较小,而黏聚力有所增加;随着轴向应变的增加或围压的减小,加筋效果逐渐明显;加筋正常固结黏土的强度和刚度随着非线性弹性常数k的增加、强度参数φ的增加和Rf的减小而增大,常数n对于加筋土应力应变响应影响较小。本研究成果可为工程建设提供理论借鉴。 相似文献
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泾河下游黄土台塬区侵蚀诱发的黄土滑坡不仅威胁当地居民的生命财产安全,而且引发严重的水土流失 及文物损毁等问题.以该类黄土滑坡为研究对象,在详细地质调查的基础上,取唐家村 L２滑坡坡脚原状黄土进 行减Χ压三轴剪切(RTC)试验,研究了饱和黄土的应力、孔压、Χ压特征以及剪切速率对土体力学行为的影响. 结果表明,RTC应力·径下Χ压率达到０．５５时,土体会因偏应力增大而引起塑性剪切破坏;同时,该应力·径下 的饱和黄土内摩擦角很小,仅为１０．７°;RTC应力·径下的破坏面,十分接近 K０ 状态面,说明天然斜坡坡脚饱和 黄土在小幅水平应力降低条件下易于发生破坏,从而诱发滑坡失稳. 相似文献
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黄土滑坡和降雨关系尤为密切。为深入研究降雨入渗对滑坡的促发作用,在对陕西西安地区“9·17”灞桥滑坡现场勘察的基础上,利用数值模拟方法系统研究了黄土边坡在降雨入渗条件下土体相关物理力学指标的变化响应特征及时空分布规律;从滑动面安全系数变化的角度分析了边坡的失稳过程,并揭示了该类滑坡的启动机制。结果表明：(1)降雨入渗首先引起坡面土体的基质吸力逐渐降低,而且不同分布位置的降幅不同;(2)滑坡启动前,坡体的高体积含水量范围随降雨明显扩大,且体积含水量表现出从古土壤层向邻近黄土层递减的规律;(3)边坡的水平方向位移自坡面中部向坡体的上下部呈放射状递减特征,垂直方向位移由上至下逐渐减小,而临界滑动面的安全系数也随降雨入渗过程逐步递减;(4)节理处土体的孔隙水压力和体积含水量的变化响应时间及幅度都早于且强于坡体其他区域,坡体内最大剪应变的区域分布与坡面基本平行,模拟结果与原型滑坡一致;(5)基于黄土独特的水敏性、地质构造和人类工程活动等诱因的影响,加上节理裂隙为水的入渗和运移提供了优势通道,降雨加速了黄土潜蚀和坡体结构破坏过程,改变了边坡内部应力场、位移场和水文地质条件,进而促发了滑坡。 相似文献
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黄土滑坡是一类典型的地质灾害,但目前并没有针对这类滑坡的区域性预警模型。介绍了黄土滑坡的分类和滑带特征研究现状,讨论了降雨型滑坡的两类预警模型:降雨型滑坡临界雨量模型,包括区域统计概率预警和临界雨量阈值预警;物理预警模型,主要为通过建立力学稳定性分析和降雨入渗模型耦合得到的预警模型。分析了降雨或地下水作用下土体含水量变化对滑坡稳定性的影响研究和黄土滑坡的预警研究现状,最后根据前人研究现状讨论了现有预警模型的特点并提出了未来降雨型黄土滑坡预警可能的发展方向。 相似文献
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在分析可持续发展指标特征基础上，提出按持续、协调、结构和集聚四类建立可持续发展分类单项指标指数公式和综合指数公式，并用遗传算法对公式中参数进行优化，建立了可持续发展的综合指数评价模型。该模型应用于乌鲁木齐市的可持续发展评价结果与实况分析结果基本一致，该模型有简单、实用的特点。 相似文献
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The sinkage of a moving tracked mining vehicle is greatly af fected by the combined compression-shear rheological properties of soft deep-sea sediments. For test purposes, the best sediment simulant is prepared based on soft deep-sea sediment from a C-C poly-metallic nodule mining area in the Pacific Ocean. Compressive creep tests and shear creep tests are combined to obtain compressive and shear rheological parameters to establish a combined compressive-shear rheological constitutive model and a compression-sinkage rheological constitutive model. The combined compression-shear rheological sinkage of the tracked mining vehicle at dif ferent speeds is calculated using the Recur Dyn software with a selfprogrammed subroutine to implement the combined compression-shear rheological constitutive model. The model results are compared with shear rheological sinkage and ordinary sinkage(without consideration of rheological properties). These results show that the combined compression-shear rheological constitutive model must be taken into account when calculating the sinkage of a tracked mining vehicle. The combined compression-shear rheological sinkage decrease with vehicle speed and is the largest among the three types of sinkage. The developed subroutine in the Recur Dyn software can be used to study the performance and structural optimization of moving tracked mining vehicles. 相似文献
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The Heifangtai platform in Northwest China is famous for irrigation-induced loess landslides. This study conducted a centrifuge model test with reference to an irrigation-induced loess landslide that occurred in Heifangtai in 2011. The loess slope model was constructed by whittling a cubic loess block obtaining from the landslide site. The irrigation water was simulated by applying continuous infiltration from back of the slope. The deformation, earth pressure, and pore pressure were investigated during test by a series of transducers. For this particular study, the results showed that the failure processes were characterized by retrogressive landslides and cracks. The time dependent reductions of cohesion and internal friction angle at basal layer with increasing pore-water pressure were responsible for these failures. The foot part of slope is very important for slope instability and hazard prevention in the study area, where concentration of earth pressure and generation of high pore-water pressures would form before failures. The measurements of earth pressure and pore-water pressure might be effective for early warning in the study area. 相似文献
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Snake Model for the Extraction of Loess Shoulder-line from DEMs 总被引：1，自引：0，他引：1
Shoulder lines are the most important landform demarcations for geographical analysis,soil erosion modeling and land use planning in the Loess Plateau area of China.This paper proposes an automatic,effective and accurate method of determining loess shoulder line from DEMs by integrating a hydrological D8 algorithm and a snake model.The watershed boundary line is adopted as the initial contour which evolves to identify the exact position of loess shoulder-line by the guidance of an external force of snake model from DEMs.Experiments show that the method overcomes the difficulties in both threshold selection for edge detection and the disconnecting issues in former extraction approaches.The accuracy evaluation of shoulder-line maps from the two test sites of the loess plateau area show obvious improvements in the extraction.The average contour matching distance of the new method is 12.0 m on 5 m resolution DEM,and shows improvement in the accuracy and continuity.The comparisons of accuracy evaluations of the two test sites show that the snake model method performs better in the loess plain area than in the area with high gully density. 相似文献
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泛克里金方法进行星-地融合可有效提高MODIS FMF的精度,然而由于地基站点稀少造成融合前需要利用长时间序列数据获取变异函数的主要参数（块金值、基台值和变程）,故不能满足基于卫星瞬时观测遥感PM2.5的PMRS模型的需求。本文对2010年12月至2016年11月中国中东部地区的数据进行了变异函数参数的计算和分析,结果表明不同年份相关距离变化情况相一致,夏季显著高于冬季,基台值呈现与相关距离相反的趋势。通过利用2016年冬季变异函数中的变程（控制实验）和2011-2016年冬季变异函数的变程季均值（对比实验）作为初始值,对2016年冬季中国中东部地区MODIS FMF和地基FMF进行了融合,弃一交叉验证结果显示控制实验下FMF融合结果与地基FMF偏差最大值由0.552降低至0.198左右（对比实验下最大偏差为0.218）,平均误差相近（分别为0.070、0.080）。2种实验估算的PM2.5平均值（分别为77.6、78.8 μg/m3）仅相差1.2 μg/m3,与在位测量的PM2.5观测值相比,误差平均值均为37.4 μg/m3。由此可见,融合结果对初始变程值的变化敏感度不高,在季节相同的情况下,变程的多年季均值可有效替代相应季节的变程值。 相似文献
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孔隙特征作为反映黄土微观结构的重要特征之一, 直接影响黄土的水敏性、渗透性和强度等物理力学性质。为了研究水力耦合作用下黄土微观孔隙结构特征, 使用CT技术对天然原状、原状饱和与重塑黄土的初始结构以及不固结不排水剪切试验后的土体结构进行了扫描, 通过建立黄土三维结构模型, 分析了剪切试验前后孔隙结构的演变特征。结果表明: 饱和与重塑作用使天然原状黄土的大孔隙减少, 剪切作用使天然原状黄土和重塑黄土发生剪切破坏, 原状饱和黄土发生压缩破坏, 局部孔隙率增加。天然原状黄土与原状饱和黄土在剪切前后均表现为微孔和小孔数量较多, 其孔隙倾角主要分布在50°~90°之间, 解释了黄土亚稳态结构形成的主要原因。扰动作用使重塑黄土的孔隙尺寸分布均匀, 且重塑黄土与原状饱和黄土在水力作用下更易失稳屈服。揭示了黄土剪切变形破坏的微观结构主要表现为粒间胶结物的溶解、孔隙的坍塌与填充以及颗粒旋转、破碎和滑移。试验结果可为黄土剪切强度降低和湿陷机理研究提供依据。 相似文献
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李云峰 《地球科学与环境学报》1991,(2)
本文用逐步回归分析方法对洛川黄土孔隙性诸要素进行了变量筛选,选出了影响渗透系数的孔隙要素,并建立了随机数学模型,定量解决了影响渗透系数的孔隙多少和孔隙形状问题,初步确定出了洛川黄土地层透水性与孔隙性的关系。 相似文献
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Planation surface, a surface that is almost flat, is a kind of low-relief landforms. Planation surface is the consequence of the denudation and planation processes under a tectonic stable condition. The quantitative expression of the characteristics of planation surface plays a key role in reconstructing and describing the evolutionary process of landforms. In this study, Landform Planation Index (LPI), a new terrain derivative, was proposed to quantify the characteristics of planation surface. The LPIs were calculated based on the summit surfaces formed according to the clustering results of peaks. Ten typical areas in the Ordos Platform located in the central part of the Loess Plateau of China are chosen as the test areas for investigating their planation characteristics with the LPI. The experimental results indicate that the LPI can be effectively used to quantify the characteristics of planation surfaces. In addition, the LPI can be further used to depict the patterns of spatial differentiation in the Ordos Platform. Although the present Ordos Platform area is full of the high-density gullies, its planation characteristics is found to be well preserved. Furthermore, the characteristics of the planation surfaces can also reflect the original morphology of the Ordos Platform before the loess dusts deposition process evolved in this area. The statistical results of the LPI show that there is a gradually increasing tendency along with the increasing of slope gradient of summit surface. It indicates that the characteristics of planation surfaces vary among test areas with different landforms. These findings help to deepen the understanding of planation characteristics of the loess landform and its underlying paleotopography. Results of this study can be also served as an important theoretical reference value for revealing the evolutionary process of loess landform. 相似文献