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滚石冲击闭孔泡沫铝夹芯板耗能缓冲机理研究

四川大学学报（工程科学版） 2016年第1期48卷 43-49页

作者：王东坡何思明李新坡吴永孙新坡成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 中科院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010

在山区构筑物外表面覆盖一层缓冲材料能有效减小滚石冲击危害,达到保护工程结构的目的。为此,将泡沫铝作为一种耗能缓冲材料引入滚石灾害冲击领域,并将其与钢板组合为夹芯板结构,采用静力压载试验及动力有限元对滚石冲击泡沫铝夹芯板动... 详细信息

在山区构筑物外表面覆盖一层缓冲材料能有效减小滚石冲击危害,达到保护工程结构的目的。为此,将泡沫铝作为一种耗能缓冲材料引入滚石灾害冲击领域,并将其与钢板组合为夹芯板结构,采用静力压载试验及动力有限元对滚石冲击泡沫铝夹芯板动力响应进行分析,揭示泡沫铝夹芯板耗能缓冲作用机理。结果表明:泡沫铝及夹芯结构在进入屈服强度后有较宽的耗能缓冲平台,可吸收大量冲击能量;同时夹芯板结构可有效降低被保护物结构挠度变形,伴随夹芯钢板厚度不断增大,垫层冲击坑深度不断降低,被保护结构中心点变形有较明显下降,但过大的钢板厚度使得泡沫铝夹芯板整体刚度增强,反而不利于泡沫铝夹芯板能量耗散。因此,在泡沫铝缓冲垫层结构设计时,应综合考虑被保护物结构所容许的变形量及承受冲击力双重控制指标。

关键词：滚石泡沫铝夹芯板耗能缓冲

基于离散元和有限差分耦合算法的崩塌体和结构碰撞预测分析

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工程力学 2014年第12期31卷 32-39页

作者：孙新坡何思明刘恩龙苏有文西南科技大学土建学院四川绵阳621010 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 四川大学水利水电学院成都610065

采用离散元和有限差分耦合计算方法,对龙洞子崩塌挡墙结构碰撞进行了预测分析。构建了3种崩塌挡墙结构模型,并进行了数值模拟。崩塌体由颗粒模拟,挡墙分别由刚性墙、颗粒、FLAC中的实体单元模拟。基于离散元和有限差分耦合算法的数值模... 详细信息

采用离散元和有限差分耦合计算方法,对龙洞子崩塌挡墙结构碰撞进行了预测分析。构建了3种崩塌挡墙结构模型,并进行了数值模拟。崩塌体由颗粒模拟,挡墙分别由刚性墙、颗粒、FLAC中的实体单元模拟。基于离散元和有限差分耦合算法的数值模拟,分析了不同模型的挡墙动力响应和变形。通过数值模拟结果的对比分析,选出了最优的结构模型和参数,为有效防御崩塌的防护结构设计提供理论依据。

关键词：崩塌离散元方法有限差分方法耦合算法压缩试验

基于SPH法的岩崩碎屑流与挡板相互作用模拟

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自然灾害学报 2016年第3期25卷 96-103页

作者：孙新坡何思明肖军左勇西南科技大学土建学院四川绵阳621010 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041

调查了颗粒之间的相互作用及岩崩碎屑流与一个障碍之间相互作用。采用光滑粒子流体动力学法(SPH)模拟了实验中观察到的颗粒流动规律,采用的本构模型是牛顿流体模型。研究表明,岩崩碎屑流的运动和堆积受到水槽倾角和挡板的影响,水槽挡板... 详细信息

调查了颗粒之间的相互作用及岩崩碎屑流与一个障碍之间相互作用。采用光滑粒子流体动力学法(SPH)模拟了实验中观察到的颗粒流动规律,采用的本构模型是牛顿流体模型。研究表明,岩崩碎屑流的运动和堆积受到水槽倾角和挡板的影响,水槽挡板周围沿深度剖面的速度图是不均匀的,随深度变化的。数值结果与干颗粒材料的水槽流砂试验进行比较,获得了一些重要的模型参数,可用于优化高山地区防御结构尺寸的设计。

关键词：岩崩碎屑流牛顿流体挡板粘度光滑粒子流体动学法

未完全受阻地震滑坡运动距离的影响因素及机制分析

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地震地质 2017年第4期39卷 754-767页

作者：樊晓一李天话田述军张友谊孙新坡西南科技大学土木工程与建筑学院绵阳621010

地形条件、启动机制和岩性条件是滑坡运动的主要影响因素。通过分析汶川地震诱发的215处体积>1×10~4m^3的未完全受阻滑坡的运动场地地形条件、岩性、地震烈度、岩层倾向与坡向的关系,建立各影响因素的分类指标,分析各影响因素对滑坡运... 详细信息

地形条件、启动机制和岩性条件是滑坡运动的主要影响因素。通过分析汶川地震诱发的215处体积>1×10~4m^3的未完全受阻滑坡的运动场地地形条件、岩性、地震烈度、岩层倾向与坡向的关系,建立各影响因素的分类指标,分析各影响因素对滑坡运动距离的影响及作用机制。研究结果表明:场地地形条件不仅显著地影响了大型滑坡的运动距离,而对中小型滑坡同样有效,是同等规模下滑坡运动距离产生差异的最主要影响因素。运动场地地形条件中沟谷顺直型滑坡的运动距离最大,随后依次为凹面型、阶梯型、沟谷偏转型、坡脚堆积型和坡面堆积型,由岩性、地震烈度和岩层倾向与坡向关系确定的滑坡成因模式或启动机制对中小型规模的滑坡运动距离影响不显著。对于体积>1×10~6m^3的大型滑坡,同等规模下中等硬度岩性的运动距离大于坚硬岩体和软岩;在Ⅸ—Ⅺ度地震烈度区,与滑坡点密度和面积密度的分布规律相反,滑坡运动距离随烈度的增加而减小;坡体结构虽然影响了滑坡发育的分布规律和成因模式,但对滑坡运动距离的作用却不显著。

关键词：未完全受阻滑坡运动距离影响因素作用机制

基于离散元-有限差分耦合的滚石冲击棚洞垫层动力响应研究

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振动与冲击 2021年第19期40卷 246-253页

作者：王东坡刘浩裴向军孙新坡周良坤刘彦辉成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 四川轻化工大学土木工程学院四川自贡643000 中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

在棚洞结构顶部覆盖一层砂土缓冲垫层能有效减小滚石对棚洞顶板的冲击力,以往多采用有限元方法开展研究,无法考虑砂土垫层离散特征,研究手段有待改进。以棚洞垫层物理模型试验为原型,考虑砂土颗粒离散性和棚洞混凝土结构的连续性,采用... 详细信息

在棚洞结构顶部覆盖一层砂土缓冲垫层能有效减小滚石对棚洞顶板的冲击力,以往多采用有限元方法开展研究,无法考虑砂土垫层离散特征,研究手段有待改进。以棚洞垫层物理模型试验为原型,考虑砂土颗粒离散性和棚洞混凝土结构的连续性,采用离散元-有限差分耦合算法,其中离散元模拟砂土垫层,有限差分法模拟棚洞混凝土结构,在充分发挥两种模拟方法优势下,开展滚石以不同角度、不同速度冲击棚洞垫层的动力响应数值模拟研究,通过对受冲击棚洞支座反力、棚洞顶板位移、滚石冲击力分析,揭示棚洞结构的动力响应特征。研究结果表明:冲击角度和冲击速度对支座反力影响显著,冲击角度增大,支座反力随之增大。相对而言,在较小冲击角度下,支座反力受冲击角度的影响较大,而较大冲击角度下,冲击速度的影响则更明显;冲击力方面,伴随冲击角度和冲击速度增大,滚石冲击力随之增大,较大冲击角度下,角度的增大对冲击力的提升更加明显;棚洞顶板中心处竖向位移值随冲击角度和冲击速度的增大而显著增大,且在较小冲击角度下,冲击角度对顶板位移的影响更大,而较大冲击角度下,冲击速度的影响更为显著。

关键词：滚石棚洞冲击角度离散元-有限差分耦合

基于SPH法的岩崩碎屑流与防护结构相互作用分析

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山地学报 2016年第3期34卷 331-336页

作者：孙新坡何思明刘恩龙王汝恒西南科技大学土建学院四川绵阳621010 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 四川大学水利水电学院四川成都610065

基于SPH(光滑粒子动力学法)开展岩崩碎屑流与防护结构相互作用研究,并与干颗粒材料的水槽流砂试验进行验证分析,在此基础上优化防护结构设计。结果表明:岩崩碎屑流的运动和堆积受水槽的倾角和挡板的影响,挡板高度较小时,挡板对颗粒物质... 详细信息

基于SPH(光滑粒子动力学法)开展岩崩碎屑流与防护结构相互作用研究,并与干颗粒材料的水槽流砂试验进行验证分析,在此基础上优化防护结构设计。结果表明:岩崩碎屑流的运动和堆积受水槽的倾角和挡板的影响,挡板高度较小时,挡板对颗粒物质的堆积影响很小,颗粒物质较易翻越挡板,继续向前运动堆积,挡板后部几乎形不成保护带,而伴随挡板高度增加,更多的颗粒不能轻易越过挡板,大部分从挡板两侧越过,在挡板后形成一个保护带。水槽的挡板周围碎屑流沿深度部面的速度图伴随深度变化而变化。研究结果可为山区岩崩滚石灾害多发带防护结构设计提供技术依据。

关键词：岩崩碎屑流牛顿流体防护结构黏度 SPH

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汽车冲击荷载作用下桥墩动力响应分析

科学技术与工程 2021年第6期21卷 2471-2478页

作者：李艺孙新坡伍敏四川轻化工大学土木工程学院自贡643000 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

为了研究钢筋混凝土桥墩的抗冲击性能,在已有试验的基础上,建立了与试验结果吻合良好的数值模型,验证了钢筋混凝土模型的合理性,并且建立了三维多跨钢筋混凝土桥梁与汽车的撞击模型。通过对不同混凝土强度的桥墩进行撞击分析,研究了冲... 详细信息

为了研究钢筋混凝土桥墩的抗冲击性能,在已有试验的基础上,建立了与试验结果吻合良好的数值模型,验证了钢筋混凝土模型的合理性,并且建立了三维多跨钢筋混凝土桥梁与汽车的撞击模型。通过对不同混凝土强度的桥墩进行撞击分析,研究了冲击力时程曲线、桥墩变形、弯矩响应、剪力响应、轴力响应和桥墩振动周期与阻尼比。结果表明:提高混凝土强度不能显著提高桥墩的抗冲击能力,但可以降低桥墩的损伤;提高混凝土强度能够降低桥墩的峰值位移;提高混凝土强度能够降低桥墩的震动周期。

关键词：钢筋混凝土桥墩汽车冲击荷载弯矩响应剪力响应阻尼比

基于成灾条件的滑坡危险性评价串并联模型与应用

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自然灾害学报 2018年第2期27卷 52-58页

作者：田述军孔纪名樊晓一韩培锋孙新坡西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041

首先对基于成灾条件的滑坡危险性评价串并联模型进行了研究。通过对滑坡发生原理的分析,将滑坡成灾条件划分为触发因素系统(充分条件)和内部因素系统(必要条件)两类,滑坡只有在触发因素系统(充分条件)和内部因素系统(必要条件)共同作用... 详细信息

首先对基于成灾条件的滑坡危险性评价串并联模型进行了研究。通过对滑坡发生原理的分析,将滑坡成灾条件划分为触发因素系统(充分条件)和内部因素系统(必要条件)两类,滑坡只有在触发因素系统(充分条件)和内部因素系统(必要条件)共同作用下才会发生,建立了滑坡危险性评价的概念模型;通过分析电路三要素(电压、电阻与电流)与滑坡成灾条件的关系,首次建立了基于滑坡成灾条件的滑坡危险性评价串并联数学模型并定义了其算法。研究结果表明:模型能在结构和功能上表征滑坡的发生原理。然后,运用所建立的模型对研究区5·12汶川地震条件下滑坡危险性进行了评价。通过分析地震滑坡成灾条件,借助arcgis软件实现了对研究区地震条件下滑坡危险性的定量评价,并用遥感解译和实地调查的5·12汶川地震触发的滑坡数据对评价结果进行了检验。研究结果表明:73.56%地震滑坡位于极高危险区与高危险区,发生率也以极高度危险区与高度危险区较大,分别为0.319 4和0.185 0,滑坡发生率总体上随危险性等级的增加而增大,说明这种评价方法得出的危险等级与实际滑坡发生情况吻合。

关键词：成灾条件串并联模型危险性评价滑坡

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边坡框架锚索结构受力变形分析

广东化工 2015年第13期42卷 221-222页

作者：孙新坡西南科技大学土建学院四川绵阳621010

针对边坡失稳的特性,采用有限元法对边坡框架锚索结构下的边坡进行模拟,分析了边坡在锚索框架作用下的受力和变形,找出边坡的受力薄弱部位,为正确设计滚石防护结构提供指导。

关键词：边坡有限元框架锚索应力