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基于图表法的岩质斜坡永久位移快速计算方法

长江科学院院报 2024年第6期41卷 130-135页

作者：李丞张永进曾科徐兴倩屈新凯里学院建筑工程学院贵州凯里556011 云南农业大学水利学院昆明650201 安阳工学院土木与建筑工程学院河南安阳455000

岩质斜坡地震稳定性的快速评价是学者们关注的热点和难点。传统上,大多数研究采用图表法得到的安全系数快速评价岩质斜坡的地震稳定性,目前缺乏快速计算岩质斜坡临界加速度的方法。如何构建临界加速度模型是计算斜坡永久位移的前提条件... 详细信息

岩质斜坡地震稳定性的快速评价是学者们关注的热点和难点。传统上,大多数研究采用图表法得到的安全系数快速评价岩质斜坡的地震稳定性,目前缺乏快速计算岩质斜坡临界加速度的方法。如何构建临界加速度模型是计算斜坡永久位移的前提条件。为此,采用有限元极限分析方法(平均界解)和广义Hoek-Brown强度准则,提出了一种快速计算岩质斜坡临界加速度的新方法。对概化岩质斜坡进行数值建模,基于1 960次的案例计算结果,绘制了岩质斜坡临界加速度图,通过2次拟合统计分析,构建了岩质斜坡临界加速度与斜坡几何条件和强度参数的函数表达式,并将本文方法与Newmark模型和数值解进行了比较。结果表明,本文方法的计算精度比Newmark模型更接近数值解。所开发的岩质斜坡永久位移计算方法高效、便捷,不仅能够用于单体斜坡地震稳定性的快速计算,还可以为计算区域尺度内大量斜坡的永久位移提供技术支撑。

关键词：岩质斜坡图表法有限元极限分析广义Hoek-Brown强度准则临界加速度 Newmark模型永久位移快速计算

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木纤维重构红壤下根系特征对根土复合体抗剪特性的影响

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农业工程学报 2024年第4期40卷 138-146页

作者：张川谢祥荣段青松张玉锴李效顺李淑芳徐兴倩陈正发云南农业大学水利学院昆明650201 中国矿业大学中国资源型城市转型发展与乡村振兴研究中心徐州221116 自然资源部云南山间盆地土地利用野外科学观测研究站昆明650201

红壤黏性重、水分变化大、抗剪性能较低,通过根系特征参数研究草本植物根土复合体的力学特性具有一定意义。为探明不同质量分数(0、0.5%、2.5%和5.0%)木纤维重构红壤下,根系特征对草本植物根土复合体抗剪特性的影响机理,该研究通过直剪... 详细信息

红壤黏性重、水分变化大、抗剪性能较低,通过根系特征参数研究草本植物根土复合体的力学特性具有一定意义。为探明不同质量分数(0、0.5%、2.5%和5.0%)木纤维重构红壤下,根系特征对草本植物根土复合体抗剪特性的影响机理,该研究通过直剪试验测定白三叶和黑麦草根土复合体的抗剪强度,并采用WinRHIZO根系分析系统测定根表面积指数、根系体积比、根系长度、地下生物量4个根系特征参数,并进一步揭示其对抗剪强度影响机理及规律。结果表明:适量的木纤维添加有利于须根系草本植物的生长,木纤维质量分数较低时,黑麦草的根系特征参数值高于白三叶3~5倍,木纤维质量分数较高时,黑麦草和白三叶的根系长度分别为456.27和438.35 cm,地下生物量分别为0.410和0.150 mg;随根系特征参数增加黑麦草根土复合体的抗剪强度增幅大于白三叶根土复合体,增幅范围分别为26.55%~47.20%、26.21%~35.07%,但存在一定的变化阈值。采用摩尔-库伦模型对根土复合体的抗剪特性参数的模拟效果较好,根系特征参数达到变化阈值时,黏聚力变化差异明显,对内摩擦角影响较小。该研究对深入研究红壤区的边坡防护、植被恢复和土地整治等具有重要的理论和工程实践价值。

关键词：土壤抗剪特性根土复合体根系特征木纤维红壤

基于图表法的土质斜坡永久位移快速评价方法研究

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工业建筑 2024年

作者：李丞赵熹徐兴倩屈新凯里学院建筑工程学院安阳工学院土木与建筑工程学院云南农业大学水利学院

如何进行地震作用下土质斜坡的稳定性快速评价是目前关注的热点。传统上，采用稳定性图和Newmark模型快速评价土质斜坡地震稳定性。然而，大多数稳定性图的研究中采用安全系数法评价斜坡地震稳定性，缺乏永久位移法评价斜坡地震稳定性... 详细信息

如何进行地震作用下土质斜坡的稳定性快速评价是目前关注的热点。传统上，采用稳定性图和Newmark模型快速评价土质斜坡地震稳定性。然而，大多数稳定性图的研究中采用安全系数法评价斜坡地震稳定性，缺乏永久位移法评价斜坡地震稳定性，此外，Newmark模型假设斜坡模型为一个无限平面，导致计算结果往往偏大。为此，提出一种快速计算土质斜坡临界加速度的新方法，该方法克服了稳定性图和Newmark模型的局限性。基于摩尔-库仑强度准则采用有限元极限分析方法对概化土质斜坡进行数值建模，根据864次案例计算结果，绘制了土质斜坡临界加速度图，通过两步回归分析，建立了土质斜坡临界加速度与斜坡参数间的函数表达式，并将该方法与Newmark模型和数值解进行比较。结果表明：该方法的计算精度比Newmark模型更接近数值解，且通过对拟静力法和永久位移法的比较，证明了开发该方法的必要性。所建立的土质斜坡永久位移评价方法可靠、简单，可用于设计初期的稳定性评价。

关键词：土质斜坡图表法永久位移快速评价

木纤维重构红壤下根系特征对根土复合体剪切特性的影响

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农业工程学报 2024年

作者：张川谢祥荣段青松张玉锴李效顺李淑芳徐兴倩陈正发云南农业大学水利学院自然资源部云南山间盆地土地利用野外科学观测研究站中国矿业大学中国资源型城市转型发展与乡村振兴研究中心

红壤黏性重、水分变化大、抗剪性能较低，通过根系特征参数研究草本植物根土复合体的力学特性具有一定意义。为探明不同质量分数（0、0.5%、2.5%和5.0%）木纤维重构红壤下，根系特征对草本植物根土复合体抗剪特性的影响机理，该研究通... 详细信息

红壤黏性重、水分变化大、抗剪性能较低，通过根系特征参数研究草本植物根土复合体的力学特性具有一定意义。为探明不同质量分数（0、0.5%、2.5%和5.0%）木纤维重构红壤下，根系特征对草本植物根土复合体抗剪特性的影响机理，该研究通过直剪试验测定白三叶和黑麦草根土复合体的抗剪强度，并采用WinRHIZO根系分析系统测定根表面积指数、根系体积比、根系长度、地下生物量4个根系特征参数，并进一步揭示其对抗剪强度影响机理及规律。结果表明：适量的木纤维添加有利于须根系草本植物的生长，木纤维质量分数较低时，黑麦草的根系特征参数值高于白三叶3～5倍，木纤维质量分数较高时，黑麦草和白三叶的根系长度分别为456.27和438.35 cm，地下生物量分别为0.410和0.150 mg；随根系特征参数增加黑麦草根土复合体的抗剪强度增幅大于白三叶根土复合体，增幅范围分别为26.55%～47.20%、26.21%～35.07%，但存在一定的变化阈值。采用摩尔-库伦模型对根土复合体的抗剪特性参数的模拟效果较好，根系特征参数达到变化阈值时，黏聚力变化差异明显，对内摩擦角影响较小。该研究对深入研究红壤区的边坡防护、植被恢复和土地整治等具有重要的理论和工程实践价值。

关键词：土壤抗剪特性根土复合体根系特征木纤维红壤

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镉污染红黏土电阻率特性及其评价模型研究

根土复合体力学效应及其模型构建研究进展与展望

中国农业科技导报 2024年第4期26卷 164-173页

作者：陈小双徐兴倩赵熹屈新王海军彭光灿云南农业大学水利学院昆明 650201 安阳工学院土木与建筑工程学院河南安阳 455000

为探究重金属污染物镉对红黏土电阻率特性的影响特征,制备不同含水率、干密度、镉含量的红黏土试样,采用二极法进行电阻率测试,分析不同因素与红黏土电阻率的关系,建立镉污染红黏土电阻率评价模型.结果表明,镉污染红黏土电阻率随着干密... 详细信息

为探究重金属污染物镉对红黏土电阻率特性的影响特征,制备不同含水率、干密度、镉含量的红黏土试样,采用二极法进行电阻率测试,分析不同因素与红黏土电阻率的关系,建立镉污染红黏土电阻率评价模型.结果表明,镉污染红黏土电阻率随着干密度、含水率和温度的增加均呈下降趋势,干密度小于1.30 g·cm-3范围内电阻率急剧下降,随后电阻率逐渐减小并趋于稳定;在不同镉含量条件下随着含水率增加电阻率逐渐减小,在干密度为1.20 g·cm-3时电阻率下降最显著;在干密度、含水率相同条件下,0℃以上温度变化对电阻率的影响不明显,镉溶液掺入量增加导致电阻率逐渐减小,当镉含量小于100 mg·kg-1时电阻率变化幅度较大.综合考虑电阻率随干密度、含水率和温度变化特征,引入体积含水量建立镉污染红黏土电阻率评价模型,拟合精度较高(R2=0.939 9),实测值与模型值较吻合,平均绝对百分比误差和均方根误差分别为4.77%、0.07.该模型可为红黏土地区重金属镉污染度的电法快速检测提供理论模型参考,为区域性红黏土耕地质量评价提供便捷分析手段.

关键词：红黏土镉污染影响因素电阻率模型

来源：博看期刊评论

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水土保持学报 2024年第2期38卷 13-28,196页

作者：谢祥荣陈正发朱贞彦徐兴倩阎凯李博段青松李淑芳张川云南农业大学水利学院昆明650201 自然资源部云南山间盆地土地利用野外科学观测研究站昆明650201 云南水务投资股份有限公司昆明650106 云南农业大学资源与环境学院昆明650201 中国矿业大学中国资源型城市转型发展与乡村振兴研究中心江苏徐州221116

[目的]为探究根土复合体的力学效应机理及模型方法应用。[方法]采用文献分析和对比分析法,归纳分析根土复合体概念和内涵、根土复合体力学效应及力学模型原理、优缺点以及适用范围。[结果](1)根土复合体是根系与土体之间力学耦合效应的... 详细信息

[目的]为探究根土复合体的力学效应机理及模型方法应用。[方法]采用文献分析和对比分析法,归纳分析根土复合体概念和内涵、根土复合体力学效应及力学模型原理、优缺点以及适用范围。[结果](1)根土复合体是根系与土体之间力学耦合效应的复合整体,根系在土体中交叉缠绕,起到加固作用;(2)根系与土体力学关系实质上是根土复合体土力、水力和复合力学特性作用的结果,土力特性、水力特性分别侧重研究根系对土体的影响和土中水分对土体和根系的影响,复合力学特性侧重于根土复合体自身特性对植物根系特征以及结构的直接影响,从而通过三者作用使根系与土体的力学关系处于动态平衡之中;(3)根土复合体复合力学模型研究较土力和水力学模型略少,土力学和水力学模型都是根据量化参数,通过参数间对比来衡量固土效果,但复合力学特性同时涉及土力特性和水力特性,考虑全面,应是未来研究的重点方向。[结论]未来在开展冻融循环、干湿交替、干热循环对不同地区根系与土体相互作用的影响、多类型植物混种抗剪强度、化学作用和微生物作用对土水特性影响机理及复合模型构建等方面有待深入研究。研究结果可为生态脆弱区植被恢复、水土保持和可持续发展等提供重要的理论价值和工程借鉴意义。

关键词：根土复合体土力学效应水力学效应力学模型固土保水生态恢复

基于图表法的岩质斜坡永久位移快速评价方法研究

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长江科学院院报 2023年

作者：李丞徐兴倩屈新安阳工学院土木与建筑工程学院凯里学院建筑工程学院云南农业大学水利学院

岩质斜坡地震稳定性的快速评价是学者们关注的热点和难点。传统上，大多数研究采用图表法得到安全系数快速评价岩质斜坡的地震稳定性，目前缺乏快速评价岩质斜坡临界加速度的方法。如何构建临界加速度模型是计算斜坡永久位移的前提条件... 详细信息

岩质斜坡地震稳定性的快速评价是学者们关注的热点和难点。传统上，大多数研究采用图表法得到安全系数快速评价岩质斜坡的地震稳定性，目前缺乏快速评价岩质斜坡临界加速度的方法。如何构建临界加速度模型是计算斜坡永久位移的前提条件。为此，本文采用有限元极限分析方法（平均界解）和广义霍克-布朗强度准则，提出了一种快速计算岩质斜坡临界加速度的新方法。对概化岩质斜坡进行数值建模，基于1960次的案例计算结果，绘制了岩质斜坡临界加速度图，通过两次拟合统计分析，构建了岩质斜坡临界加速度与斜坡几何条件与强度参数的函数表达式，并将本文方法与Newmark模型和数值解进行了比较。结果表明，本文方法的计算精度比Newmark模型更接近数值解。所开发的岩质斜坡永久位移评价方法高效、便捷，不仅能够用于单体斜坡地震稳定性的快速评价，还可以为计算区域尺度数成千上万个斜坡的永久位移提供技术支撑。

关键词：岩质斜坡图表法有限元极限分析永久位移快速评价

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土体电阻率模型研究现状综述

地球物理学进展 2022年第5期37卷 2205-2217页

作者：徐兴倩蔡波屈新曾梓凡赵熹云南农业大学水利学院昆明650201 安阳工学院土木与建筑工程学院安阳455000

本文从土体的导电性和Archie公式着手介绍了电阻率基本理论,调查了目前土体电阻率的主要测定方法以及常见的仪器设备,深入分析了土体电阻率的主要影响因素,对多种土体的电阻率模型及其应用现状进行归纳总结.结果表明,国内外区域性特殊... 详细信息

本文从土体的导电性和Archie公式着手介绍了电阻率基本理论,调查了目前土体电阻率的主要测定方法以及常见的仪器设备,深入分析了土体电阻率的主要影响因素,对多种土体的电阻率模型及其应用现状进行归纳总结.结果表明,国内外区域性特殊土类电阻率模型构建研究较少,已有的不同土类电阻率模型使用参数存在较大差异,缺乏统一的电阻率测试方法,基于电阻率测试的土体物理力学性质的定量化评价研究不够深入,旨在为土体电阻率模型构建相关研究提供参考.

关键词：土体电阻率模型 Archie公式发展趋势

考虑随机横向节理的反倾层状边坡倾倒破坏分析

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人民长江 2023年第9期54卷 136-143页

作者：屈新王世新徐兴倩陈上元安阳工学院土木与建筑工程学院河南安阳455000 云南农业大学水利学院云南昆明650201

实际边坡工程中,横向节理极其发育,且节理位置分布随机,节理长度也各不相同,随机横向节理对反倾向层状边坡倾倒破坏的影响规律尚不清楚。为此,通过计算机随机生成了横向节理的位置系数和长度系数来表征横向节理的随机特性,建立随机横向... 详细信息

实际边坡工程中,横向节理极其发育,且节理位置分布随机,节理长度也各不相同,随机横向节理对反倾向层状边坡倾倒破坏的影响规律尚不清楚。为此,通过计算机随机生成了横向节理的位置系数和长度系数来表征横向节理的随机特性,建立随机横向节理反倾向层状边坡模型。应用该模型探讨边坡发生倾倒破坏的启动条件和破坏机理,并基于极限平衡理论确定岩层的破坏模式和破坏位置。以皖南山区的典型反倾向层状板岩边坡为研究对象,分析横向节理位置和横向节理长度对边坡倾倒破坏的影响规律。结果表明:无论横向节理如何分布,岩层(从坡脚至坡顶)发生破坏所需的层间力总是先增大后减小;当横向节理位置或者横向节理长度发生改变时,潜在破坏岩层的层间力也随之发生改变,且其数值随横向节理长度的增加而明显减小;当横向节理位置和横向节理长度都随机改变时,层间作用力曲线形状变化较大,个别岩层发生破坏时所需的层间力差值较大。研究结论对反倾层状边坡倾倒破坏机理的认识与地质灾害防治有参考价值。

关键词：反倾向层状边坡倾倒破坏横向节理极限平衡理论