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河北省海啸灾害风险评估和区划研究
1
作者 王平 左丽明 +3 位作者 孙立宁 席明硕 王培涛 赵亚娟 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2024年第1期50-60,共11页
基于康奈尔多电网耦合海啸模型(COMCOT)数值模式建立研究区海啸数值模型,利用模型对6个地震海啸源情景场进行模拟计算,通过对各海啸源下数值模拟结果的综合分析,确定研究区海啸灾害危险性分布;根据土地利用类型数据资料确定研究区承灾... 基于康奈尔多电网耦合海啸模型(COMCOT)数值模式建立研究区海啸数值模型,利用模型对6个地震海啸源情景场进行模拟计算,通过对各海啸源下数值模拟结果的综合分析,确定研究区海啸灾害危险性分布;根据土地利用类型数据资料确定研究区承灾体脆弱性分布;通过危险性、脆弱性评估成果,综合确定研究区海啸灾害风险性评估和区划成果。结果表明:河北省遭受海啸灾害风险最高等级为Ⅱ级,主要分布在唐山市和秦皇岛市沿海区域;沧州市沿海区域海啸灾害风险等级较小,为Ⅲ级和Ⅳ级。 展开更多
关键词 COMCOT数值模式 海啸灾害 危险性 脆弱性 风险评估 河北省
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GNSS-IR测量水位的精度评估和站点对比:以中国南海北部和日本南部站点为例
2
作者 叶脉 李琳琳 +2 位作者 彭冬菊 王培涛 邱强 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2024年第1期61-73,共13页
通过南海北部和日本多个实例,量化分析影响近岸全球卫星导航系统干涉反射计(GNSS-IR)反演潮位或风暴潮过程效果的主要影响因素。结果表明:接收机所能接收的卫星信号波段数量、反射信号功率对反演的时间分辨率和精度影响巨大。研究以中... 通过南海北部和日本多个实例,量化分析影响近岸全球卫星导航系统干涉反射计(GNSS-IR)反演潮位或风暴潮过程效果的主要影响因素。结果表明:接收机所能接收的卫星信号波段数量、反射信号功率对反演的时间分辨率和精度影响巨大。研究以中国香港HKQT站点为例量化多模多频GNSS-IR监测风暴潮的优势,同时展示日本J425站点在潮位站空缺地区记录完整风暴潮波形的能力。分别针对卫星信号接受波段、硬件配置、台站架设位置和架设高度等因素,对未来架设具有测量海平面能力的近岸GNSS站点提供具体的指导意见。 展开更多
关键词 GNSS-IR 长期水位 风暴潮 反演影响因素
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“教-研-创”三位一体教学模式探索 被引量：1
3
作者 王培涛 吕祥锋 谭文辉 《中国冶金教育》 2023年第6期1-4,共4页
结合“新工科”建设和大学生创新创业活动背景,提出了基于课堂教学、科研项目和双创项目的“教-研-创”岩土工程三位一体人才培养模式。针对岩土工程课程体系教学内容和特色,结合科研项目中的研究内容和创新技术,在研究中拆分问题,将知... 结合“新工科”建设和大学生创新创业活动背景,提出了基于课堂教学、科研项目和双创项目的“教-研-创”岩土工程三位一体人才培养模式。针对岩土工程课程体系教学内容和特色,结合科研项目中的研究内容和创新技术,在研究中拆分问题,将知识融入问题,形成“知识进课堂”。以问题和需求为导向,引导学生参与岩土工程相关科学研究课题,积极申请“双创”项目,形成学生能参与、学生愿参与教研相长局面。产生具有岩土工程研究特色的和自主知识产权的研究成果,并应用到科研项目当中,实现成果出课堂的教学目的。 展开更多
关键词 岩土工程 新工科 教学改革 双创 教-研-创模式
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基于3D打印的粗糙结构面模型表征及渗流特性试验研究
4
作者 王培涛 黄浩 +2 位作者 张博 王路军 杨毅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期725-736,共12页
基于Weierstrass-Mandelbrot(W-M)分形函数开展三维粗糙结构面表征,讨论了W-M典型几何参数对三维曲面形态影响,分析确定对应于典型Barton节理JRC轮廓线的二维与三维W-M几何参数。基于自主设计结构面渗流测试系统,结合3D打印开展不同分... 基于Weierstrass-Mandelbrot(W-M)分形函数开展三维粗糙结构面表征,讨论了W-M典型几何参数对三维曲面形态影响,分析确定对应于典型Barton节理JRC轮廓线的二维与三维W-M几何参数。基于自主设计结构面渗流测试系统,结合3D打印开展不同分形参数和开度的裂隙渗流试验,试验结果表明:随着水力梯度和粗糙度的增加,流体的流动表现出明显的非线性,Forchheimer方程的系数A与B都随着裂隙粗糙度的增加而增大,随着裂隙开度的增加而减小;随着裂隙粗糙度的增加,临界雷诺系数Rec趋于减小,说明流体流动趋于非达西流动。光滑表面流体的流场流速比较均匀;粗糙裂隙表面流场更加复杂,整个粗糙面上存在多个高流速区域和低流速区域。研究成果可为裂隙渗流特性研究提供了可靠的分析方法和模型。 展开更多
关键词 岩石裂隙 渗流试验 分形维数 粗糙度 3D打印
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基于海啸单位源数据库的南中国海区域海啸数值预报方法
5
作者 李宏伟 孙立宁 +3 位作者 王宗辰 徐志国 王培涛 史健宇 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2023年第1期21-27,共7页
基于全球俯冲带板片模型Slab 2.0将马尼拉海沟划分为80个海啸单位源,构建了海啸单位源数据库,建立了基于单位源数据库方法预报海啸的业务化流程。经过与现有海啸数值模型计算结果的比对,单位源数据库预报的最大海啸波幅平均预报一致性... 基于全球俯冲带板片模型Slab 2.0将马尼拉海沟划分为80个海啸单位源,构建了海啸单位源数据库,建立了基于单位源数据库方法预报海啸的业务化流程。经过与现有海啸数值模型计算结果的比对,单位源数据库预报的最大海啸波幅平均预报一致性可以达到88%,能够满足业务化需求。 展开更多
关键词 海啸 预警 单位源 Slab 2.0
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基于三维仿真的四季气候变化对矿井通风影响规律研究
6
作者 柴青平 傅国辉 +3 位作者 邓皓泽 黄铂然 黄浩 王培涛 《中国矿业》 北大核心 2024年第3期57-65,共9页
四季气候变化影响着矿井内自然风压的大小和方向,若将自然风压作为动力合理运用,有益于矿井通风系统节能减排。眼前山铁矿井下通风系统在初期设计中对自然风压的利用较少,且风机选型方面未将四季气候变化的因素考虑其中。本文对眼前山... 四季气候变化影响着矿井内自然风压的大小和方向,若将自然风压作为动力合理运用,有益于矿井通风系统节能减排。眼前山铁矿井下通风系统在初期设计中对自然风压的利用较少,且风机选型方面未将四季气候变化的因素考虑其中。本文对眼前山地区四季气候变化对矿井通风的影响规律进行研究,并以此规律指导井下基站风机进行优化。通过三维仿真系统建立井下通风系统模型,模拟眼前山地区一年四季气候条件,通过风流模拟计算进风井口处的自然风压大小和方向,结果表明眼前山地区夏季日间,1号主进风井、2号主进风井处会出现与矿井通风方向反向的自然风压,其余季节进风井处自然风压均有利于通风,其中,冬季自然风压可利用价值最大,且冬季风机风压较夏季风机风压显著增大,使得冬季总进风量增加4.46%;建议针对主机站2-3基站、2-4基站的K-8-19型风机和主机站2-15基站、2-16基站的K-8-23型风机进行工况点调节,在冬季时期将主扇叶片安装角由35°调整至30°;根据眼前山地区的四季气候变化规律适时调整主要通风机工况点,对自然风压有效利用,解决了矿井通风系统冬季风量过剩的问题,实现了以更加节能的方式满足矿井通风需要。 展开更多
关键词 自然风压 四季变化 三维仿真模拟 矿井通风 节能 风机优化
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基于震级上限估计的渤海海啸危险性与共振特征研究
7
作者 孙立宁 史健宇 +5 位作者 左丽明 王平 王培涛 高义 卢伟 王宗辰 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期481-495,共15页
根据渤海区域地质断层特征和历史地震活动规律,分析得出渤海内潜在最大震级上限为8.1级,并对该海啸源可能的两组震源机制分别进行了数值模拟。模拟结果显示:渤海局部区域海啸波幅最大可达1.5 m,最大流速可达2.8~3.0m/s,具备造成灾害损... 根据渤海区域地质断层特征和历史地震活动规律,分析得出渤海内潜在最大震级上限为8.1级,并对该海啸源可能的两组震源机制分别进行了数值模拟。模拟结果显示:渤海局部区域海啸波幅最大可达1.5 m,最大流速可达2.8~3.0m/s,具备造成灾害损失的风险。在该海啸源情景下,渤海海盆内易激发长期的水位自由振荡,部分区域水位振荡可持续20 h以上,振荡波幅的大小与海啸首波波幅相当或更大。基于快速傅里叶变换方法对海啸波进行频谱分析,部分长周期频谱成分满足区域固有共振特征。因此,渤海内一旦发生海啸,不仅要关注海啸首波可能造成的灾害性影响,还要密切关注海啸首波到达后,可能产生的长时间、长周期的海啸波共振以及往复式海啸流造成的影响。 展开更多
关键词 震级上限 渤海 海啸 危险性 海啸共振
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海南石碌铁矿枫树下露天采场涌水量试验研究
8
作者 张艺山 王培涛 +1 位作者 张东炜 崔银祥 《中国矿业》 2023年第4期107-112,132,共7页
采场涌水量预测是矿山设计中的重要一环。但常见涌水量预测设计中,不仅存在渗透系数取值不够准确的情况,而且没有考虑降雨过程的影响,使得预测值与实际值相比偏差较大。针对海南矿业枫树下采场在降雨条件下的采场涌水问题,采用矿坑抽水... 采场涌水量预测是矿山设计中的重要一环。但常见涌水量预测设计中,不仅存在渗透系数取值不够准确的情况,而且没有考虑降雨过程的影响,使得预测值与实际值相比偏差较大。针对海南矿业枫树下采场在降雨条件下的采场涌水问题,采用矿坑抽水试验测算、渗流计算反演、钻孔抽水试验等方法测算获得了该矿坑的综合渗透系数、上覆土层渗透系数及局部渗透系数;确定了该露天采场的渗透系数;根据对该矿坑雨季长达四个月的降雨量、矿坑水位及地下水位等数据监测,分析了该矿坑在雨季的涌水量特点;计算了50~70 d一次连续降雨下矿坑水分迁移过程,得到枫树下露天采场降雨过程中涌水量变化渗流机理;研究提出了对于单次100 mm以上的降雨需要进行矿坑外围截排,防止大量地表径流进入矿坑,增加后续抽水的压力。本文研究结果可为海南热带雨林地区涌水量计算提供工程参考。 展开更多
关键词 涌水量计算 渗流 抽水试验 露天采场
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2011年3月11日日本地震海啸越洋传播及对中国影响的数值分析 被引量：40
9
作者 王培涛 于福江 +2 位作者 赵联大 范婷婷 侯京明 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2012年第9期3088-3096,共9页
北京时间2011年3月11日13时46分(05∶46UTC)日本东北部近海(38.3°N,142.4°E)发生Mw9.0级特大地震,此次地震的强度为日本近1200a来最强.随后环太平洋的数十个国家和地区的验潮站和海啸监测浮标均监测到了强震引发的越洋海啸,... 北京时间2011年3月11日13时46分(05∶46UTC)日本东北部近海(38.3°N,142.4°E)发生Mw9.0级特大地震,此次地震的强度为日本近1200a来最强.随后环太平洋的数十个国家和地区的验潮站和海啸监测浮标均监测到了强震引发的越洋海啸,海啸奔袭23h到达南美洲的智利沿岸;此次海啸除了对近场的日本东北部沿岸地区造成了巨大灾害,还对太平洋东岸的部分国家和地区造成了一定程度的影响.地震发生4h后海啸波到达我国台湾东部沿海,6～8h海啸波到达我国大陆东南沿海,受此影响我国发布了第一份海啸蓝色警报.本文利用海啸数值模型对此次地震海啸的产生、越洋传播过程进行了数值模拟,给出了海啸波能量在我国近海及泛太平洋区域分布特征;同时重点模拟分析了海啸波在日本及中国近海传播的波动特征,模拟结果与观测数据吻合良好.最后通过对数值模拟结果的分析,阐述了此次海啸对中国的影响,给出了潜在的日本地震海啸对中国的风险估计. 展开更多
关键词 日本地震海啸 越洋传播 数值分析 海啸风险估计
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基于PFC2D岩质边坡稳定性分析的强度折减法 被引量：28
10
作者 王培涛 杨天鸿 +1 位作者 朱立凯 刘洪磊 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期127-130,共4页
基于颗粒流离散单元法,将强度折减法引入到边坡稳定性研究中,可以解决应用连续变形分析方法研究存在的缺陷.取特定平均不平衡力比率作为边坡失稳与否判断准则,将颗粒间粘结强度及摩擦系数进行折减,以边坡岩体出现失稳破坏且断裂面贯通... 基于颗粒流离散单元法,将强度折减法引入到边坡稳定性研究中,可以解决应用连续变形分析方法研究存在的缺陷.取特定平均不平衡力比率作为边坡失稳与否判断准则,将颗粒间粘结强度及摩擦系数进行折减,以边坡岩体出现失稳破坏且断裂面贯通作为失稳判断准则,一方面能够对边坡局部危险区域予以定性预测,另一方面监测边坡变形到破坏的失稳过程,最终定量分析边坡稳定性.结合黑山铁矿现场边坡稳定研究实例,分别研究了边坡开挖扰动前后的边坡变形特征,得到开挖前后边坡安全系数分别为1.803和1.183,与预期结论一致. 展开更多
关键词 PFC2D 离散元法 岩质边坡稳定性 强度折减法 数值模拟
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基于离散裂隙网络模型的节理岩体渗透张量及特性分析 被引量：17
11
作者 王培涛 杨天鸿 +3 位作者 于庆磊 刘洪磊 夏冬 张鹏海 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期448-455,共8页
节理岩体几何结构非常复杂,研究其渗流特性对于指导含水岩层稳定性分析具有重要价值。应用离散裂隙网络模型DFN方法,基于VC++6.0软件平台,建立了平面渗流分析方法,分析了节理岩体不同几何分布情况下的渗透率张量特征,通过定义渗流定向... 节理岩体几何结构非常复杂,研究其渗流特性对于指导含水岩层稳定性分析具有重要价值。应用离散裂隙网络模型DFN方法,基于VC++6.0软件平台,建立了平面渗流分析方法,分析了节理岩体不同几何分布情况下的渗透率张量特征,通过定义渗流定向性系数对岩体渗流的定向性特征进行了定量分析。结果表明:单组节理岩体渗流具有明显的各向异性特征,渗流定向性随着节理角度变化显著;节理随着节理贯通性增加,节理渗透率呈现对数增加趋势;两组节理情况下,各向异性特征随着节理组间夹角变化;两组节理岩体渗流特征研究中,正交分布下,岩体仍存在各向异性,但渗流定向性系数较低;当节理倾角服从正态分布时,随着节理倾角标准差增大,渗透率增加;两组节理夹角不同时,节理渗透主方向倾角随着夹角增大而相应增大,基本沿两组节理夹角方向的角平分线方向。 展开更多
关键词 节理岩体 渗透张量 离散裂隙网络 定向性系数 各向异性
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含层理构造黑云变粒岩单轴压缩试验及数值模拟 被引量：13
12
作者 王培涛 杨天鸿 +1 位作者 于庆磊 师文豪 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1633-1637,共5页
应用离散元的接触粘结模型,系统分析了节理单元的强度特性,研究了不同加载方向下节理岩体的强度、破坏模式,并与室内试验结果进行了对比验证.研究发现：对于倾角45°分布层状节理岩体,节理单元强度低于岩石基质强度的15%时,节理对... 应用离散元的接触粘结模型,系统分析了节理单元的强度特性,研究了不同加载方向下节理岩体的强度、破坏模式,并与室内试验结果进行了对比验证.研究发现：对于倾角45°分布层状节理岩体,节理单元强度低于岩石基质强度的15%时,节理对整体力学性质产生显著影响,对比室内试验,节理强度为基质强度约2%~4%时可以有效地模拟节理岩体的力学行为;随着岩层倾角的增加,层状岩体单轴抗压强度逐渐减小到逐渐增大的变化过程,呈＂U形＂分布.研究结果可为颗粒流离散元方法研究节理岩体力学特性提供参考. 展开更多
关键词 层状岩体 各向异性 破坏模式 PFC2D 室内试验 数值模拟
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越洋海啸的数值模拟及其对我国的影响分析 被引量：19
13
作者 王培涛 于福江 +1 位作者 赵联大 刘秋兴 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期39-47,共9页
简要介绍了地震海啸产生的物理机制、海啸波在大洋中的传播特性以及海啸所具有的超强破坏力可能引发的巨大灾害;概述了全球地震海啸发生的频率和太平洋区域历史海啸的时空分布;整理分析了我国沿海发生海啸的频次和空间分布。针对越洋海... 简要介绍了地震海啸产生的物理机制、海啸波在大洋中的传播特性以及海啸所具有的超强破坏力可能引发的巨大灾害;概述了全球地震海啸发生的频率和太平洋区域历史海啸的时空分布;整理分析了我国沿海发生海啸的频次和空间分布。针对越洋海啸传播的特点,采用基于波浪追逐原理和自适应网格加密技术的海啸数值模型对1960智利海啸进行了数值模拟,将模拟的结果与历史记录进行了对比,验证了模型的可靠性。通过对数值模拟结果的分析,初步讨论了我国沿海地区越洋海啸的危险性,并定量阐述了越洋海啸对我国各海区的影响。 展开更多
关键词 越洋海啸 数值模拟 影响分析 自适应网格加密技术
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日本东北M_W9.0地震海啸在港池及邻近区域诱发的涡流危险性计算与评估分析 被引量：7
14
作者 王培涛 闪迪 +7 位作者 王岗 于福江 侯京明 赵联大 原野 范婷婷 任智源 王宗辰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期4162-4177,共16页
海啸造成的灾害与损失并非都与淹没有关,特别是港口中海啸诱导的强流会对船只及海事设施产生重要的影响及损害.由于海啸流观测数据稀缺及海啸诱导涡流机制的不确定性,过去60年海啸科学主要集中于对海啸波特征及淹没过程的研究与分析,海... 海啸造成的灾害与损失并非都与淹没有关,特别是港口中海啸诱导的强流会对船只及海事设施产生重要的影响及损害.由于海啸流观测数据稀缺及海啸诱导涡流机制的不确定性,过去60年海啸科学主要集中于对海啸波特征及淹没过程的研究与分析,海啸流模拟及验证工作开展较少,导致对海啸流基本特征及其造成灾害现象的曲解.开展海啸诱导的涡流研究及预警服务显得尤为重要及紧迫.考虑快速海啸预警需要,综合对比海啸诱导涡流的物理框架及模型方法,探索兼顾效率与计算精度的海啸流模拟方法是本文的核心工作及出发点.通过分析浅层湍流相干结构(TCS)产生的主要物理耗散机制,确定了考虑2D水平耗散机制的非线性浅水方程可用于海啸涡流的模拟分析.基于高精、高分辨率有限体积模型Geoclaw建立了三个精细化的港口海啸流模型,模型分辨率为5m.利用基于海啸浮标反演的海啸源模型作为初始条件,模拟分析了日本东北地震海啸在远场的海啸波流特征.海啸波流特征模拟结果与观测吻合较好,结果可信.对比发现:波驱动的自由表面流,小的位相或波幅误差就会导致大的流速误差,流的模拟和预报相对波幅来说更具挑战性.研究了海啸波流能量在港池中的分布特征,得到:港池入口及防波堤两端常被强流控制,具有极高的危险性;相对于波幅的空间变化,海啸流具有更强的空间敏感性;所建立的高分辨率海啸模型模拟再现了日本海啸在近场的涡旋结构,给出了与观测基本一致的涡流特征.最后,引入海啸流危险等级标准,分析了港口海啸流危险性等级分布、船只疏散的安全深度及回港的时间周期.针对港口、海湾同时考虑海啸波流特征的海啸预警与评估对于港口应急管理者科学决策具有重要意义. 展开更多
关键词 日本东北地震 海啸涡流 浮标反演 危险性评估 湍流相干结构 非线性浅水方程 海啸波流特征
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海底地震有限断层破裂模型对近场海啸数值预报的影响 被引量：9
15
作者 王培涛 于福江 +2 位作者 原野 闪迪 赵联大 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期1030-1045,共16页
快速准确的海啸源模型是近场海啸精确预警的关键.尽管目前还没有办法直接对其进行正演定量计算,但是可以通过多源地震、海啸观测数据进行反演或联合反演推算.不同的海啸源可能导致不同的预警结论,了解不同类型海啸源适用性、评估海啸源... 快速准确的海啸源模型是近场海啸精确预警的关键.尽管目前还没有办法直接对其进行正演定量计算,但是可以通过多源地震、海啸观测数据进行反演或联合反演推算.不同的海啸源可能导致不同的预警结论,了解不同类型海啸源适用性、评估海啸源特征差异对近场海啸的影响,无论对于海啸预警还是海啸模拟研究尤为重要.本文评估分析了6种不同同震断层模型对2011年3月11日日本东北地震海啸近场数值预报的影响,重点对比分析了有限断层模型与均一滑动场模型对近场海啸产生、传播、淹没特征的影响及各自的误差.研究表明:近场海啸波能量分布主要取决于海啸源分布特征,特别是走向角的差异对海啸能量分布影响较大;有限断层模型对海啸灾害最为严重的39°N以南沿岸地区的最大海啸爬坡高度明显优于均一滑动场模型结果;综合对比DART浮标、GPS浮标及近岸潮位站共32个站次的海啸波幅序列结果发现有限断层模型整体平均绝对/相对误差比均一滑动场模型平均误差要低,其中Fujii海啸源的平均绝对/相对误差最小,分别是0.56m和26.71%.UCSB海啸源的平均绝对/相对误差次之.3个均一滑动场模型中USGSCMT海啸源模拟精度最高.相对于深海、浅海观测站,有限断层模型比均一滑动场模型对近岸观测站计算精度更高.海啸源误差具有显著的方向性,可能与反演所采用的波形数据的代表性有关;谱分析结果表明Fujii海啸源对在12至60min主频波谱的模拟要优于UCSB海啸源.海啸源中很难真实反映海底地震破裂过程,然而通过联合反演海啸波形数据推算海啸源的方法可以快速确定海啸源,并且最大限度的降低地震破裂过程与海啸产生的不确定性带来的误差. 展开更多
关键词 海底地震 有限断层破裂模型 近场海啸 谱分析 Dart浮标 数值预报 联合反演
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基于3D打印的含复杂节理岩石直剪特性及破坏机制研究 被引量：25
16
作者 王培涛 黄正均 +2 位作者 任奋华 章亮 蔡美峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期46-56,共11页
岩体中节理的几何形态及力学特性是影响其剪切力学特性及破坏模式的重要因素之一。基于3D打印技术,建立了不同节理粗糙系数(JRC)的节理模型、几何形态节理模型和复杂裂隙网络物理模型,通过开展室内直接剪切试验分析了各组试件的剪切强... 岩体中节理的几何形态及力学特性是影响其剪切力学特性及破坏模式的重要因素之一。基于3D打印技术,建立了不同节理粗糙系数(JRC)的节理模型、几何形态节理模型和复杂裂隙网络物理模型,通过开展室内直接剪切试验分析了各组试件的剪切强度及破坏模式。结果表明节理模型的抗剪强度随JRC波动性较大,波动幅值越高,峰值剪切位移越低;平面形节理模型的峰值抗剪强度最低,矩形节理模型的峰值抗剪强度最高,正弦形和三角形节理试件的抗剪能力相近;离散裂隙网络模型和粗糙裂隙网络模型的峰值抗剪强度显著低于实心试件,考虑了节理粗糙性的裂隙网络模型抗剪强度高于直线型节理模型;实心试件破坏模式为典型脆性剪切破坏,裂隙网络模型的破坏模式相对复杂,沿着剪切方向主剪切裂面波动萌生,破断面由多个节理面的交叉点破坏与沿节理面的滑移构成。研究成果可以为3D打印技术的推广和复杂节理岩体剪切力学特性的室内试验研究提供参考。 展开更多
关键词 节理岩体 3D打印 直接剪切 破坏模式 室内试验
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单轴压缩试验下粗糙离散节理网络模型建立及力学特性 被引量：9
17
作者 王培涛 任奋华 +3 位作者 谭文辉 闫振雄 蔡美峰 杨天鸿 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期70-78,共9页
针对岩体中随机结构面存在粗糙特性的特点,开展了粗糙离散节理网络(roughness discrete fractures network,RDFN)模型研究。采用数字图像处理技术,开发了生成RDFN模型的算法,并基于Matlab方法建立了与颗粒流离散元PFC方法的接口。采用... 针对岩体中随机结构面存在粗糙特性的特点,开展了粗糙离散节理网络(roughness discrete fractures network,RDFN)模型研究。采用数字图像处理技术,开发了生成RDFN模型的算法,并基于Matlab方法建立了与颗粒流离散元PFC方法的接口。采用颗粒流PFC方法研究粗糙度对RDFN模型单轴压缩下的弹性、强度和破坏模式的影响规律,并与直线型DFN模型进行对比。结果表明,RDFN模型的弹性模量低于DFN模型,而峰值强度较高,残余强度较低;DFN模型中微裂纹沿节理方向贯通,局部存在基岩内部裂纹扩展;RDFN模型由破坏模式相对复杂,达到峰值强度后基岩发生显著破坏。 展开更多
关键词 节理岩体 粗糙节理网络模型 数字图像处理 颗粒流离散元 数值模拟
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边孔角对无底柱分段崩落法放矿影响的颗粒流数值模拟研究 被引量：24
18
作者 王培涛 杨天鸿 柳小波 《金属矿山》 CAS 北大核心 2010年第3期12-16,共5页
以无底柱分段崩落法为研究对象,应用二维颗粒流数值模拟(PFC2D)的方法,研究了扇形炮孔边孔角变化对放矿过程的影响规律,并对其内部复杂的运动场、内力场,尤其是放矿过程中矿石颗粒对端壁产生的侧压力进行了模拟分析。研究结果表明,随着... 以无底柱分段崩落法为研究对象,应用二维颗粒流数值模拟(PFC2D)的方法,研究了扇形炮孔边孔角变化对放矿过程的影响规律,并对其内部复杂的运动场、内力场,尤其是放矿过程中矿石颗粒对端壁产生的侧压力进行了模拟分析。研究结果表明,随着边孔角的增大,端壁所受的侧压力也随之增大;边孔角越小,极限平衡拱形成和崩解的现象发生得越频繁。 展开更多
关键词 无底柱分段崩落法 边孔角 离散单元法 PFC 数值模拟
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无底柱分段崩落法放矿规律的PFC2D模拟仿真 被引量：14
19
作者 王培涛 杨天鸿 柳小波 《金属矿山》 CAS 北大核心 2010年第8期123-127,共5页
利用基于颗粒流的离散元方法,对无底柱分段崩落法覆岩下放矿的崩落矿岩移动规律以及矿石损失贫化过程进行了数值仿真。以矿石回收率和废石混入率为检测指标,对比分析平面放矿和立面放矿2个不同的放矿方案的优劣。研究发现,在相同的放矿... 利用基于颗粒流的离散元方法,对无底柱分段崩落法覆岩下放矿的崩落矿岩移动规律以及矿石损失贫化过程进行了数值仿真。以矿石回收率和废石混入率为检测指标,对比分析平面放矿和立面放矿2个不同的放矿方案的优劣。研究发现,在相同的放矿条件下,平面放矿方案比立面放矿方案更加合理。在同一放矿模型中,通过对比5种不同摩擦性质颗粒在立面放矿方案下的放出体形态,发现在结构参数和放矿方案既定的情况下,矿岩散体内摩擦角会影响放矿效果：颗粒间摩擦系数越大,放出椭球体的偏心率越大。 展开更多
关键词 PFC2D 无底柱分段崩落法 平面放矿 立面放矿 摩擦系数 放出体
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海啸波传播的线性和非线性特征及近海陆架效应影响的数值研究 被引量：6
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作者 王培涛 于福江 +1 位作者 范婷婷 董剑希 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期18-29,共12页
浅水方程被广泛应用于海啸预警报业务及研究,而针对线性浅水方程与非线性浅水方程在不同海区水深地形条件下的适用范围、计算效率问题是海啸研究人员急需了解的。本文应用基于浅水方程的海啸数值预报模型就海啸波在南海、东海传播的线... 浅水方程被广泛应用于海啸预警报业务及研究,而针对线性浅水方程与非线性浅水方程在不同海区水深地形条件下的适用范围、计算效率问题是海啸研究人员急需了解的。本文应用基于浅水方程的海啸数值预报模型就海啸波在南海、东海传播的线性、非线性特征以及陆架对其传播之影响进行了数值分析研究。海啸波在深水的传播表征为强线性特征,此时线性系统对海啸波幅的模拟计算具有较高的精度和效率,而弱的非线性特征及弱的色散特征对海啸波幅的预报影响甚微,可以忽略不计。海啸波传播至浅水大陆架后受海底坡度变化、海底粗糙度等因素影响,波动的非线性效应迅速传播、积累,与线性浅水方程计算的海啸波相比表现出较大差异,主要表现为:在南海区,水深小于100m时,海啸波首波以后的系列波动非线性特征比较明显,两者波幅差别较大,但首波波幅的区别不大,因此对于该区域在不考虑海啸爬高的情况下,应用线性系统计算得到的海啸波幅也可满足海啸预警报的要求;在东海区由于陆架影响,海啸波非线性特征明显增强,水深小于100m区域,首波及其后系列波波幅均差异较大,故在该区域必须考虑海啸波非线性作用。本文就底摩擦项对海啸波首波波幅的影响进行了数值对比分析,结果表明:底摩擦作用对海啸波首波波幅影响仅作用于小于100m水深。最后,该文通过敏感性试验,初步分析了陆架宽度及陆架边缘深度对海啸波波幅的影响,得出海啸波经陆架传播共振、变形后,海啸波幅的放大或减小与陆架的宽度及陆架边缘水深有关。 展开更多
关键词 海啸波 线性和非线性 浅水方程 陆架效应 数值研究 底摩擦
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