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考虑人体与水流相互作用的溃坝洪水生命损失评估模型
1
作者 彭铭 马福军 +4 位作者 沈丹祎 蔡一坚 石振明 周家文 刘西军 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期127-137,共11页
溃坝洪水会给下游人民群众造成巨大的生命损失,开展溃坝洪水造成的生命损失风险定量评估对应急抢险救灾具有重要的现实意义。本文在已有生命损失贝叶斯网络HURAM1.0模型基础上,引入了人体稳定性物理模型,考虑人体与水流相互作用关系,对... 溃坝洪水会给下游人民群众造成巨大的生命损失,开展溃坝洪水造成的生命损失风险定量评估对应急抢险救灾具有重要的现实意义。本文在已有生命损失贝叶斯网络HURAM1.0模型基础上,引入了人体稳定性物理模型,考虑人体与水流相互作用关系,对处于洪水中的人先进行稳定性判定,并进行溺水判定,运用蒙特卡洛模拟方法,综合了水深和水流速对生命损失的影响,建立HURAM2.0模型;并将该模型应用于唐家山堰塞坝溃坝洪水生命损失分析。结果表明:HURAM2.0模型建立了水流流速对生命损失影响的定量关系,更精确地刻画了人体在水流中的稳定性和求生能力,相比HURAM1.0模型对较强洪水强度条件下的生命损失预测结果更准确。同时,在本文建立的模型中,除水深度、洪水严重程度变化不大,其余变量的敏感性均有所上升,其中居民区住宅层数、在建筑物中庇护情况和溃坝时长等变量对模型计算结果的最大影响程度分别增加142%、95%和93%,加强了模型在低、中、高3类洪水强度下的解释性,与HURAM1.0相比在贝叶斯反演分析中更占优势。在唐家山堰塞坝溃坝风险分析中,HURAM2.0能区分出不同水流速条件下的生命损失,更符合实际情况,即开挖泄流槽前风险大、死亡率高,在现场勘测和开挖泄流槽后风险及死亡人数大大降低,建议结合预警疏散以降低生命损失风险。 展开更多
关键词 溃坝 人体稳定性 生命损失风险 贝叶斯网络 堰塞坝溃决洪水
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堰塞坝溃决参数及其寿命预测
2
作者 冯震宇 杨兴国 +1 位作者 周家文 廖海梅 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期367-377,共11页
堰塞坝溃决洪水对下游影响区域的人民生命财产、基础设施以及生态环境构成严重威胁,提高堰塞坝溃决参数及其寿命预测的准确度是应急处置的迫切需求。本文对全球1957组堰塞坝案例分别进行地理、统计学分析,在得到溃决参数主要影响因素的... 堰塞坝溃决洪水对下游影响区域的人民生命财产、基础设施以及生态环境构成严重威胁,提高堰塞坝溃决参数及其寿命预测的准确度是应急处置的迫切需求。本文对全球1957组堰塞坝案例分别进行地理、统计学分析,在得到溃决参数主要影响因素的基础上,选取数据库中拥有完整信息的48组案例,利用非线性回归方法分别建立了洪峰流量、破坏深度、溃口顶宽、溃口底宽和溃决时长的预测模型,其均具有较高的拟合程度。之后分析了堰塞坝溃决参数的敏感性,结果显示坝高对溃决过程有显著影响。此外,基于19组寿命信息充分的案例,使用不同自变量和算法分别建立了蓄水阶段持续时间、溢流阶段持续时间的预测模型,并采用加权融合法提出了相应的融合模型。该成果可为量化评估堰塞坝溃决过程参数和寿命预测提供参考。 展开更多
关键词 堰塞坝 溃决参数 寿命分析 预测模型
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水库滑坡涌浪演进与最大爬高影响规律试验研究
3
作者 董力志 周家文 +1 位作者 胡宇翔 李海波 《水利与建筑工程学报》 2024年第1期9-17,共9页
为了研究水库滑坡涌浪造成的灾害程度,考虑以高山峡谷岩质滑坡涌浪沿河道上下游传播及其与挡水建筑物撞击形成爬高的影响,建立水槽物理试验模型,研究滑坡体下滑高度、滑坡体体积、涌浪传播距离等不同工况下的滑坡涌浪爬高规律,提出滑坡... 为了研究水库滑坡涌浪造成的灾害程度,考虑以高山峡谷岩质滑坡涌浪沿河道上下游传播及其与挡水建筑物撞击形成爬高的影响,建立水槽物理试验模型,研究滑坡体下滑高度、滑坡体体积、涌浪传播距离等不同工况下的滑坡涌浪爬高规律,提出滑坡涌浪沿着河道向下游传播时与垂直挡水建筑物撞击形成的最大爬高估算公式,并对滑坡体体积、下滑高度、涌浪传播距离进行无量纲处理和敏感性分析。结果表明:滑坡体入水弗劳德数对涌浪爬高的影响最为显著,其次为涌浪相对传播距离、滑坡体形状系数、滑坡体相对体积。在试验的基础上,提出了有关滑坡体入水弗劳德数、涌浪相对传播距离、滑坡体形状系数的涌浪最大爬高公式,可为高山峡谷地区岩质滑坡涌浪的爬高估算提供依据。 展开更多
关键词 滑坡涌浪 最大爬高 影响因素 经验估算公式
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水库滑坡灾害致灾机理及防控技术研究与展望 被引量：5
4
作者 周家文 陈明亮 +5 位作者 瞿靖昆 胡宇翔 夏茂圃 蒋楠 李海波 范刚 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期110-128,共19页
随着中国高坝大库水利水电工程的相继运行,水库滑坡灾害已成为影响工程运行稳定和威胁沿岸人民生命财产安全的重大隐患,提升其综合防控能力是国家重大需求。水库滑坡是一个复杂的地质综合体,其变形破坏过程不仅与滑坡所在区域的地质条... 随着中国高坝大库水利水电工程的相继运行,水库滑坡灾害已成为影响工程运行稳定和威胁沿岸人民生命财产安全的重大隐患,提升其综合防控能力是国家重大需求。水库滑坡是一个复杂的地质综合体,其变形破坏过程不仅与滑坡所在区域的地质条件特性相关,更取决于诱发因素如降雨、库水位变动等动态作用的影响,从开始孕育变形到最终失稳破坏一般需经历较长的历时,是一个不断累积发展的过程,不仅涉及降雨入渗与库水影响的时空叠加作用,更涉及多因素耦合下的渐进破坏机制,其致灾机理与防控难度极高。本文结合大量现场调查、室内外试验和数值模拟,总结了库区地质、水文等条件对于滑坡易感性及空间分布的影响规律,揭示了强降雨、库水位变动及多因素叠加作用下水库滑坡的累积灾变失稳机理;建立了离散元模型与流体力学模型(DEM–SPH)耦合的滑坡–涌浪模拟技术,能够较好地揭示高速滑坡体入河与水流的强碰撞及涌浪的非线性传播过程,可为滑坡致灾影响范围及应急避险方案制定提供科学依据;构建了无人机–3维激光扫描空地数据融合的大范围水库滑坡3维变形演化监测技术,并归纳总结了水库滑坡的综合治理技术。此外,针对多因素驱动下水库滑坡复杂致灾机理及防控技术方面的研究不足和局限性,展望了水库滑坡在灾变累积失稳与稳定评价、多源融合监测与智能预警、滑坡–涌浪流固耦合模拟与致灾影响评估、生态措施–支护结构联合治理技术方面的未来发展方向,期望为水库滑坡灾害防控减灾研究提供借鉴。 展开更多
关键词 水库滑坡 失稳机理 致灾评估 监测预警 防控减灾
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机制砂中石粉对混凝土物理力学性能的宏细观影响机制 被引量：3
5
作者 薛汇林 陈明亮 +2 位作者 唐志波 范刚 周家文 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期151-160,共10页
石粉作为机制砂生产过程中的副产品,是机制砂区别于天然砂的主要特征之一。本文在结合现有规范的基础上,提出将机制砂中石粉含量纳入胶凝体系的配合比设计,系统开展了两种岩性(石灰岩、花岗岩)石粉及其在不同含量条件下的室内混凝土物... 石粉作为机制砂生产过程中的副产品,是机制砂区别于天然砂的主要特征之一。本文在结合现有规范的基础上,提出将机制砂中石粉含量纳入胶凝体系的配合比设计,系统开展了两种岩性(石灰岩、花岗岩)石粉及其在不同含量条件下的室内混凝土物理力学性能试验,并结合X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)等测试手段深入分析石粉对混凝土的微观作用机理。试验结果表明:在按照试验设计的混凝土配合比,随着机制砂中石粉含量的增加,混凝土的抗压强度、劈裂强度均呈先增大后减小的趋势。微观机理分析表明,机制砂中的石粉大多是惰性的,仅微量石灰岩石粉存在有限的化学活性,促进早期水泥水合作用,进而加快混凝土早期强度的发展。综上,机制砂中的石粉在混凝土中主要发挥物理填充作用,其含量保持在16%~19%时,能发挥良好的微集料填充效应而提升混凝土力学性能;超过该范围则导致稀释效应而降低混凝土力学性能。在石粉含量相同的情况下,花岗岩石粉组混凝土试样的整体微观结构相较于石灰岩石粉组更为致密,从而导致花岗岩石粉组的混凝土宏观力学性能强于石灰岩石粉组。相比于同类研究,本文获得的最优石粉含量处于较高范围,可为高石粉含量的机制砂混凝土的配合比设计及机制砂石骨料制作过程中的石粉含量控制提供参考依据。 展开更多
关键词 机制砂 混凝土 石粉 宏观力学性能 微观机理
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基于物理模拟的堰塞湖溢流溃决机理
6
作者 蔡耀军 杨兴国 +4 位作者 周招 郑栋 黄卫 周家文 张亚年 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期150-160,共11页
受持续来流影响,在大江大河内形成的堰塞湖极易在数十天甚至数天内漫顶溢流溃决,引发非常态溃决洪水,严重威胁下游沿岸地区人民群众生命财产安全。堰塞湖溃口坍塌变形发展迅速、现场观测难度大,当前普遍难以实地观测堰塞湖溃口形态变化... 受持续来流影响,在大江大河内形成的堰塞湖极易在数十天甚至数天内漫顶溢流溃决,引发非常态溃决洪水,严重威胁下游沿岸地区人民群众生命财产安全。堰塞湖溃口坍塌变形发展迅速、现场观测难度大,当前普遍难以实地观测堰塞湖溃口形态变化及水力学参数,至今未能获取溃口坍塌发展的真实数据。针对堰塞湖溃决洪水威胁及溃决机理不明等难题,基于堰塞湖溃决过程现场观察及历史堰塞湖溃决案例分析,阐明堰塞体体型、材料级配、库容及上游来水量是决定堰塞体危险性的关键。并以“11·3”白格堰塞湖为原型,分别开展了堰塞湖溃决1∶80室内和1∶20野外物理模型试验,揭示堰塞体溃口发展遵循“流速驱动、流量控制”,以获得较大流速为目标的自我演化机制;溃口坍塌发展的主要动力机制是携沙水流剪切冲刷、陡坎上游负压区涡流掏刷、陡坎下游高速水流冲刷、边坡重力坍塌;堰塞体溃决坍塌依次呈现尾部下切、陡坎溯源、全断面下切、上冲下淤4个发展阶段变化特征,溃口平面形态相应依次呈现线条型、倒喇叭型、双曲面型、近似等宽型4个变化特征。陡坎溯源是溃决前最高效的冲刷方式,也是判断堰塞体漫顶过流后是否溃决的重要标志。开展堰塞湖溢流溃决大型物理模拟试验有助于推动高危堰塞湖应急疏通排水设计和堰塞体坍塌控溃技术发展,为堰塞湖应急处置提供参考。 展开更多
关键词 堰塞湖 溃决机理 物理模型 溃口发展 流速驱动
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脆性岩石单轴循环加卸载试验及断裂损伤力学特性研究 被引量：101
7
作者 周家文 杨兴国 +4 位作者 符文熹 徐进 李洪涛 周宏伟 刘建锋 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1172-1183,共12页
以向家坝砂岩单轴循环加卸载室内力学试验结果为基础,结合岩石内部微裂纹的细观力学分析,对脆性岩石单轴循环加卸载的应力-应变曲线特征、峰值强度及断裂损伤力学特性等进行研究。给出一种根据应力-应变曲线计算损伤变量的方法,损伤变... 以向家坝砂岩单轴循环加卸载室内力学试验结果为基础,结合岩石内部微裂纹的细观力学分析,对脆性岩石单轴循环加卸载的应力-应变曲线特征、峰值强度及断裂损伤力学特性等进行研究。给出一种根据应力-应变曲线计算损伤变量的方法,损伤变量计算结果和声发射测试数据变化规律较为一致。试验结果表明,砂岩的循环加卸载强度要比单轴压缩强度要小很多,对于脆性岩石单轴循环加卸载的峰值强度来说,受到多种因素的影响。弹性常数计算结果表明,循环加卸载过程中泊松比逐渐增大,而弹性模量在第一次循环加卸载增大之后则缓慢减小。脆性岩石循环加卸载过程中,岩石损伤在逐渐累积,在微裂纹进入不稳定扩展阶段,岩石损伤会迅速增大,岩石宏观力学特性取决于内部微裂纹的细观力学响应。 展开更多
关键词 岩石力学 脆性岩石 单轴循环加卸载 室内试验 力学特性 声发射 断裂损伤力学
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降雨入渗条件下边坡的稳定性分析 被引量：138
8
作者 周家文 徐卫亚 +1 位作者 邓俊晔 刘兴宁 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期1066-1073,共8页
把降雨入渗条件下的边坡稳定性问题转化为图论中的最短路问题,基于饱和-非饱和渗流有限元计算得到的应力场和渗流场来计算边坡的最危险滑动面及其安全系数,在降雨入渗过程中,考虑基质吸力对滑动面抗剪强度的影响,采用修改的Mohr-Coulom... 把降雨入渗条件下的边坡稳定性问题转化为图论中的最短路问题,基于饱和-非饱和渗流有限元计算得到的应力场和渗流场来计算边坡的最危险滑动面及其安全系数,在降雨入渗过程中,考虑基质吸力对滑动面抗剪强度的影响,采用修改的Mohr-Coulomb破坏准则来计算非饱和边坡的抗剪强度。降雨入渗过程及其对边坡力学行为的影响采用一个二维的有限元渗流-应力耦合程序进行分析,研究降雨入渗过程对边坡的孔隙水压力、位移以及安全系数的影响,计算结果表明,在降雨入渗过程中,边坡的安全系数在不断减小,降雨停止之后,边坡的安全系数还会持续减小一段时间,随着排水的不断进行,边坡的安全系数又会逐渐增大。 展开更多
关键词 边坡稳定性 降雨入渗 饱和-非饱和渗流 极限平衡有限元方法 图论 排水
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岩石应变软化模型在深埋隧洞数值分析中的应用 被引量：53
9
作者 周家文 徐卫亚 +2 位作者 李明卫 周先齐 石崇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1116-1127,共12页
随着地下洞室的大量兴建,且埋深越来越深,深埋地下洞室的开挖稳定性问题显得非常重要。针对深埋隧洞围岩特殊的力学特性表现,采用应变软化模型进行数值分析更为合适。首先,对深埋隧洞围岩力学特性和岩石应变软化模型进行简单分析,并且... 随着地下洞室的大量兴建,且埋深越来越深,深埋地下洞室的开挖稳定性问题显得非常重要。针对深埋隧洞围岩特殊的力学特性表现,采用应变软化模型进行数值分析更为合适。首先,对深埋隧洞围岩力学特性和岩石应变软化模型进行简单分析,并且通过数值加载试验分析了Mohr-Coulomb弹塑性模型和应变软化模型计算得到岩石应力–应变关系之间的区别。然后,对简单圆形深埋隧洞进行数值分析,对比分析了Mohr-Coulomb弹塑性模型和应变软化模型计算结果之间的差别,分析主要针对围岩的变形、塑性区和安全系数。最后,采用应变软化模型对两家人水电站深埋地下洞室群进行计算分析,对该地下洞室群的开挖稳定性进行评价。计算结果表明,调压室主室两侧边墙和各洞室连接处的变形较大,较其他地方更危险,需要加强对调压室主室边墙和各洞室连接处的支护强度。 展开更多
关键词 岩石力学 深埋隧洞 本构模型 应变软化 开挖稳定性 数值分析
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水动力型滑坡形成运动机理与防控减灾技术 被引量：35
10
作者 周家文 陈明亮 +5 位作者 李海波 徐奴文 肖明砾 杨兴国 孙海龙 戚顺超 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期1131-1145,共15页
水动力型滑坡是指在冰川融雪、降雨、水位变动、地表径流及地下水活动等水动力因素驱动下而发生的斜坡岩土体失稳灾害。西南地区是水动力型滑坡尤其是库区滑坡的高发区,其失稳破坏直接威胁到人类的生命财产和基础设施的安全,且有可能造... 水动力型滑坡是指在冰川融雪、降雨、水位变动、地表径流及地下水活动等水动力因素驱动下而发生的斜坡岩土体失稳灾害。西南地区是水动力型滑坡尤其是库区滑坡的高发区,其失稳破坏直接威胁到人类的生命财产和基础设施的安全,且有可能造成深远的次生灾害,提升水动力型滑坡灾害的监测预警、综合防控与应急处置水平极为迫切。水动力型滑坡易发于松散堆积层、破碎岩体、软岩以及含有软弱夹层的斜坡等地层,地质环境、水文活动以及人类活动干扰等因素的长期作用在水动力型滑坡的孕育过程中起着关键作用。斜坡在各种不利因素的持续交替作用下,逐渐产生变形破坏,稳定性不断降低并趋于极限失稳状态,最终在短期水文条件的改变下而导致整体失稳破坏。斜坡失稳后的滑坡动力过程非常复杂,尤其是特大型高位滑坡,在运动过程中可能会产生强烈的冲击破碎和沿程侵蚀铲刮现象,导致滑坡运动性态的改变和堆积方量的增大,水的存在会加剧滑坡沿程侵蚀铲刮作用以及导致运动性态向流态化转变而造成更远的运动距离和更广的致灾范围。水动力型滑坡是一个复杂的系统性问题,不同地质结构和水动力条件的滑坡变形破坏过程存在很大差异,远距离非接触式滑坡早期识别与监测技术以及基于人工智能和大数据且具备自主学习的滑坡预报预警方法是未来重要发展方向。水动力型滑坡防治涉及到工程建设、经济民生、社会等多方面因素,需要综合运用工程措施和非工程措施。在未来水利水电工程建设过程中,应重视库区滑坡的危害性,复建设施的修建应尽可能远离库区滑坡影响区。 展开更多
关键词 水动力型滑坡 形成机理 破坏模式 动力过程 监测预警 防控减灾
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冰岩碎屑流崩滑地震动信号测试与分析
11
作者 林子钰 范刚 +2 位作者 刘大瑞 吕霞 周家文 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期162-165,共4页
随着西部大开发的战略部署及全球气温的持续升高,冰-岩碎屑流滑坡因其超强的运动性和破坏力而引起了业内学者的广泛关注。通过开展大型斜槽试验来模拟高寒山区特有的冰-岩碎屑流崩滑,利用现场布设的高精度传感器获取冰-岩碎屑流激发出... 随着西部大开发的战略部署及全球气温的持续升高,冰-岩碎屑流滑坡因其超强的运动性和破坏力而引起了业内学者的广泛关注。通过开展大型斜槽试验来模拟高寒山区特有的冰-岩碎屑流崩滑,利用现场布设的高精度传感器获取冰-岩碎屑流激发出的地震动信号,并基于Hilbert-Huang变换方法对比分析了5种工况下信号的时频特征,探究了含冰率和冰所处位置两个相关变量与冰-岩碎屑流的冲击力间的相关性。根据分析结果:冰-岩碎屑流中含冰率越大、冰与滑脱面的接触面越大,其激发的地震动信号振幅越大、时间越短、峰值更集中;信号频率主要分布在0.06~45 Hz范围内,以低频振动为主,高频信号集中出现在冰-岩碎屑流与缓坡段及河道两岸发生强烈冲击碰撞时期。 展开更多
关键词 冰-岩碎屑流 斜槽试验 HHT法 地震动信号
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基于地震动信号分析的滑坡堵江过程研究——以白格滑坡堰塞湖为例
12
作者 林子钰 范刚 +1 位作者 陈骎 周家文 《人民长江》 北大核心 2023年第10期90-97,202,共9页
为精准识别滑坡堰塞湖灾害过程的动态信息进而重构其致灾过程,以2018年两次白格滑坡堰塞湖为例,基于周围测震台站记录的地震动信号,采用Hilbert-Huang变换方法分析不同频段的地震动信号特征,结合现场调查资料,对白格滑坡和堰塞坝溃决运... 为精准识别滑坡堰塞湖灾害过程的动态信息进而重构其致灾过程,以2018年两次白格滑坡堰塞湖为例,基于周围测震台站记录的地震动信号,采用Hilbert-Huang变换方法分析不同频段的地震动信号特征,结合现场调查资料,对白格滑坡和堰塞坝溃决运动特征进行分析,还原了较为完整的滑坡堰塞湖致灾过程。结果表明:第一次白格滑坡发生在10月10日22:05:41,持续112 s,第二次滑坡发生在11月3日17:21:15,持续102 s;两次滑坡激发的地震动信号以低频为主(0.008~0.060 Hz),均先出现低频信号且幅值逐渐增大,随后伴随强烈高频信号的产生并迅速增大到峰值再缓慢降低到噪声水平。两次滑坡的运动过程均分为3个阶段:高位滑坡连续滑落阶段/滑坡启动阶段、滑体破碎解体阶段、散落堆积阶段。两次堰塞坝溃决的过程均可分为4个阶段:过流孕育阶段、侵蚀阶段、溃口加速扩展阶段、水沙再平衡阶段。研究成果可为滑坡堰塞湖灾害链的精准识别和灾后救援工作提供参考,也可为滑坡堰塞湖灾害动力特征参数反演提供基础。 展开更多
关键词 白格滑坡 堰塞湖 HILBERT-HUANG变换 地震动信号 时频谱
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基于破坏准则的岩石压剪断裂判据研究 被引量：35
13
作者 周家文 徐卫亚 石崇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1194-1201,共8页
在分析压剪复合型裂纹尖端应力场的基础上,利用最小J2准则得到压剪裂纹的起裂角。把岩石压剪断裂问题与岩石的破坏准则联系在一起,利用岩土材料中广泛应用的Mohr-Coulumb准则和Drucker-Prager准则分别建立两个岩石压剪断裂判据。计算结... 在分析压剪复合型裂纹尖端应力场的基础上,利用最小J2准则得到压剪裂纹的起裂角。把岩石压剪断裂问题与岩石的破坏准则联系在一起,利用岩土材料中广泛应用的Mohr-Coulumb准则和Drucker-Prager准则分别建立两个岩石压剪断裂判据。计算结果表明,基于强度准则建立的岩石压剪断裂判据比较合理;纯II型裂纹的断裂韧度与纯I型裂纹的断裂韧度的比值与泊松比和内摩擦角的取值有关系(纯II型裂纹的起裂角是某个定值时),而与其他岩石力学参数没有关系。 展开更多
关键词 岩石力学 压剪裂纹 起裂角 破坏准则 断裂判据 断裂韧度
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浅埋岩体隧洞初始地应力场位移反分析方法研究 被引量：10
14
作者 周家文 杨兴国 +2 位作者 吴震宇 刘兴宁 李洪涛 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期35-41,共7页
对于隧洞开挖数值计算问题,能否合理的模拟初始地应力场是技术关键。由于在浅埋岩体隧洞数值计算过程中,初始地应力场控制隧洞围岩变形规律,岩体力学参数控制围岩变形大小。根据初始地应力场的数值计算方法,假设垂直方向的初始地应力为... 对于隧洞开挖数值计算问题,能否合理的模拟初始地应力场是技术关键。由于在浅埋岩体隧洞数值计算过程中,初始地应力场控制隧洞围岩变形规律,岩体力学参数控制围岩变形大小。根据初始地应力场的数值计算方法,假设垂直方向的初始地应力为岩体自重,在考虑两个水平方向的初始地应力不相等基础上,提出了以开挖相对位移比例和开挖相对位移增量比例为对象的浅埋隧洞初始地应力场反分析方法,并且通过一简单隧洞反分析实例,说明了该方法简单易行、结果合理,符合工程实际。 展开更多
关键词 岩石力学 隧洞 开挖位移 反分析 初始地应力场 侧压力系数
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汶川大地震都江堰市白沙河堰塞湖工程地质力学分析 被引量：8
15
作者 周家文 杨兴国 +3 位作者 李洪涛 周宏伟 曹鹏飞 乔路 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期102-108,164,共8页
"5.12"汶川大地震引发了大量的直接和次生地质灾害,其中由于地震造成的堰塞湖是一种典型的次生地质灾害。结合都江堰市白沙河无人区的3个堰塞湖(枷担湾、窑子沟和关门山)现场工程地质调查结果和区域内的工程地质条件,对堰塞... "5.12"汶川大地震引发了大量的直接和次生地质灾害,其中由于地震造成的堰塞湖是一种典型的次生地质灾害。结合都江堰市白沙河无人区的3个堰塞湖(枷担湾、窑子沟和关门山)现场工程地质调查结果和区域内的工程地质条件,对堰塞湖的形成过程和现状进行相关分析,分析表明:堰塞湖是由于地震引发的山体滑坡堵江而形成的,由于山体滑坡方量大,迅速从河谷一侧冲向另一侧,因而形成了一侧高、另一侧低的堰塞坝体型。然后对堰塞坝的渗透稳定性和库岸边坡稳定性进行了分析,结合现场堰塞湖的应急处理措施,给出了白沙河无人区3个堰塞湖的后续治理建议。在治理枷担湾堰塞湖和窑子沟堰塞湖的同时,对关门山堰塞湖也应进行相应处理。 展开更多
关键词 工程地质 汶川大地震 工程地质力学 地质灾害 堰塞湖 安全评价
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改进的广义Bingham岩石蠕变模型 被引量：28
16
作者 周家文 徐卫亚 杨圣奇 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期827-830,837,共5页
基于岩石全自动流变伺服仪上得到的绿片岩三轴流变试验数据,分析蠕变曲线的特征,构造出能够表现岩石衰减蠕变和加速蠕变阶段特征的非线性函数,引入到广义Bingham的蠕变本构方程中,得到一个新的非线性蠕变模型,该模型的材料参数较少。通... 基于岩石全自动流变伺服仪上得到的绿片岩三轴流变试验数据,分析蠕变曲线的特征,构造出能够表现岩石衰减蠕变和加速蠕变阶段特征的非线性函数,引入到广义Bingham的蠕变本构方程中,得到一个新的非线性蠕变模型,该模型的材料参数较少。通过绿片岩流变数据对新的非线性蠕变模型的参数进行辩识,得到了蠕变模型的材料参数。对蠕变模型计算结果和试验结果的比较表明,该模型能够很好的描述蠕变曲线中的初始衰减蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段,证明了该模型的正确性和合理性。 展开更多
关键词 岩石力学 广义Bingham蠕变模型 本构方程 非线性函数
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糯扎渡水电站^#2导流洞三维非线性有限元反分析 被引量：6
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作者 周家文 徐卫亚 +2 位作者 童富果 褚卫江 刘兴宁 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1527-1535,共9页
糯扎渡水电站#2导流隧洞开挖经过F3断层,开挖过程中,F3断层影响带附近的岩体力学参数直接控制着围岩的变形和应力分布。为了评判后续Ⅱ、Ⅲ层开挖围岩的稳定性,需要反演出F3断层附近围岩的岩体力学参数和初始地应力场。对于隧洞开挖反... 糯扎渡水电站#2导流隧洞开挖经过F3断层,开挖过程中,F3断层影响带附近的岩体力学参数直接控制着围岩的变形和应力分布。为了评判后续Ⅱ、Ⅲ层开挖围岩的稳定性,需要反演出F3断层附近围岩的岩体力学参数和初始地应力场。对于隧洞开挖反分析问题,考虑到现场位移监测数据与隧洞开挖之间的相互关系,采用开挖位移增量形式进行反分析,并且分析了三维非线性有限元以开挖位移增量的均方误差作为目标函数的反分析计算过程。为了减少现场的位移量测数据对反分析结果的影响,改善其规律性,采用多元线性回归模型对位移监测数据进行整理,有效的提高了反分析计算结果的精度。最后,利用上述方法反演得到了#2导流隧洞F3断层附近岩层的岩体力学参数和初始地应力场。 展开更多
关键词 岩石力学 位移反分析 隧洞 非线性有限元 岩体力学参数 初始地应力场
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基于3DEC的节理岩体边坡地震影响下的楔体稳定性分析 被引量：16
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作者 周家文 徐卫亚 石崇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A01期3402-3409,共8页
首先,对于地震影响下节理岩体边坡的楔体滑动破坏,给出不同情况下楔体滑动安全系数的计算公式;然后,分析滑面上法向力作用点位置变化的距离li和楔体的安全系数与剪切力和水平面的夹角βi,水平地震力系数kh和竖向地震力系数和水平地震力... 首先,对于地震影响下节理岩体边坡的楔体滑动破坏,给出不同情况下楔体滑动安全系数的计算公式;然后,分析滑面上法向力作用点位置变化的距离li和楔体的安全系数与剪切力和水平面的夹角βi,水平地震力系数kh和竖向地震力系数和水平地震力系数的比值λ之间的关系。分析结果表明,li随着βi和kh的增大而增大,但随着λ的增大而减小;楔体的安全系数随着βi和k h的增大而减小,但在同样大小的水平地震力系数下,随着λ的增大而增大。最后,分析考虑地震影响下楔体安全系数计算在3DEC中的实现过程,并且给出计算过程中的2个重要步骤:确定空间三角形的面积和四面体的体积以及确定两节理面的交线矢量。最后,通过实例分析,说明该理论分析的正确性及合理性。 展开更多
关键词 岩石力学 节理岩体 边坡 楔体滑动 稳定性分析
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糯扎渡水电站1^#导流隧洞三维非线性有限元开挖模拟分析 被引量：7
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作者 周家文 徐卫亚 +3 位作者 童富果 褚卫江 张宗亮 刘兴宁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期3393-3400,共8页
糯扎渡水电站1#导流隧洞开挖经过F3断层,开挖过程中,F3断层影响带附近的岩体力学参数直接控制着围岩的变形和应力分布。为了评判后续Ⅱ,Ⅲ层开挖围岩的稳定性,首先利用隧洞第Ⅰ层开挖的位移监测数据反演出F3断层附近围岩的岩体力学参数... 糯扎渡水电站1#导流隧洞开挖经过F3断层,开挖过程中,F3断层影响带附近的岩体力学参数直接控制着围岩的变形和应力分布。为了评判后续Ⅱ,Ⅲ层开挖围岩的稳定性,首先利用隧洞第Ⅰ层开挖的位移监测数据反演出F3断层附近围岩的岩体力学参数和初始地应力场;然后,利用反演得到的初始地应力场和岩体力学参数进行Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ层开挖模拟分析,得到了F3断层附近围岩的应力变形情况。计算结果表明:随着开挖的不断进行,隧洞F3断层周围岩体的约束逐渐解除,围岩的应力逐渐增大,隧洞周边的位移也不断增大,并且隧洞周围应力变形在F3断层中心区域有明显的错动现象,说明F3断层对隧洞的开挖影响比较大,有必要对此区域后期变形加强观测和分析。 展开更多
关键词 导流隧洞 非线性有限元 位移反分析 开挖模拟
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高边坡开挖变形的非线性时间序列预测分析 被引量：11
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作者 周家文 徐卫亚 石安池 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期2795-2800,共6页
在岩体高边坡开挖过程中,可以得到现场的位移监测数据,如何利用现场监测数据来预测高边坡的开挖变形是一件很有实用价值的工作。根据高边坡开挖变形时间序列的非线性特征,应用局域法对三峡高边坡的位移进行了预测分析。把局域法的思想... 在岩体高边坡开挖过程中,可以得到现场的位移监测数据,如何利用现场监测数据来预测高边坡的开挖变形是一件很有实用价值的工作。根据高边坡开挖变形时间序列的非线性特征,应用局域法对三峡高边坡的位移进行了预测分析。把局域法的思想引入到神经网络中去,按照寻找邻近点的原理构造出训练样本,通过神经网络得到的预测值与局域法得到的预测值很接近,并且可以大大地节约计算时间。计算结果表明,对于岩土体工程中的一维监测数据,通过非线性时间序列分析方法可以对其进行预测分析,该方法具有较高的实用价值。 展开更多
关键词 岩石力学 开挖变形 非线性时间序列 局域法 混沌 神经网络
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