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尾矿库安全评价存在的问题与对策

岩土工程学报 2016年第10期38卷 1869-1873页

作者：陈生水南京水利科学研究院江苏南京210029 水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室江苏南京210029

指出了目前尾矿库安全评价中在尾矿料物理力学性质试验、沉积尾矿料物理力学性质概化分区方法、尾矿料本构模型与固结理论、尾矿库防渗与排渗系统服役性能长期演化规律、尾矿库溃坝致灾过程研究等方面存在的问题,分析了产生上述问题的原... 详细信息

指出了目前尾矿库安全评价中在尾矿料物理力学性质试验、沉积尾矿料物理力学性质概化分区方法、尾矿料本构模型与固结理论、尾矿库防渗与排渗系统服役性能长期演化规律、尾矿库溃坝致灾过程研究等方面存在的问题,分析了产生上述问题的原因,提出了今后应重点研究的方向。

关键词：尾矿库安全评价问题对策

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堰塞体稳定性快速评价方法研究

岩石力学与工程学报 2020年第9期39卷 1847-1859页

作者：单熠博陈生水钟启明南京水利科学研究院江苏南京210029 水利部土石坝破坏机制与防控技术重点实验室江苏南京210029

准确、快速地对堰塞体的稳定性进行评价,对应急抢险具有至关重大的意义,而目前的堰塞体稳定性快速评价方法均无法定量考虑堰塞体的颗粒组成对其稳定性的影响。基于收集得到的国内外1434个已溃与未溃堰塞体案例的基础资料,构建堰塞体案... 详细信息

准确、快速地对堰塞体的稳定性进行评价,对应急抢险具有至关重大的意义,而目前的堰塞体稳定性快速评价方法均无法定量考虑堰塞体的颗粒组成对其稳定性的影响。基于收集得到的国内外1434个已溃与未溃堰塞体案例的基础资料,构建堰塞体案例数据库,在此基础上采用逻辑回归的方法,建立一套新的堰塞体稳定性快速评价方法,该方法可以综合考虑堰塞体的形态特征、颗粒组成及上游堰塞湖的水动力条件,并根据可获取的物质组成信息的多寡,选择27个拥有材料颗分曲线的已溃与未溃堰塞体案例建立了精细化评价方法,选择115个拥有材料组成描述的已溃与未溃堰塞体建立了简化评价方法。重新选取15个具有拥有材料颗分曲线的案例和67个具有材料组成描述的案例验证新的评价方法,并与国内外同类的评价方法进行对比,计算结果显示,新建立的精细化评价方法的绝对准确率、保守准确率与错判率分别为86.67%,93.33%和6.67%,简化评价方法的绝对准确率、保守准确率与错判率分别为88.06%,94.03%和5.97%。与国内外同类评价方法的对比验证了新的评价方法的可靠性与优越性。

关键词：工程地质堰塞体稳定性快速评价方法数据库颗粒组成验证对比

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掺砾心墙料拉裂力学特性试验研究

岩土力学 2019年第12期40卷 4777-4782,4792页

作者：吉恩跃陈生水傅中志南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024 南京水利科学研究院水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室江苏南京210029

研究掺砾心墙料的拉裂特性对深入研究高土石坝水力劈裂、坝顶裂缝以及坝肩横缝等问题至关重要,但目前已有的研究尚不够深入。基于自主研制的单向拉伸试验装置,对不同掺砾量下的心墙料进行了系列的单向拉伸试验,依据试验结果分析了掺砾... 详细信息

研究掺砾心墙料的拉裂特性对深入研究高土石坝水力劈裂、坝顶裂缝以及坝肩横缝等问题至关重要,但目前已有的研究尚不够深入。基于自主研制的单向拉伸试验装置,对不同掺砾量下的心墙料进行了系列的单向拉伸试验,依据试验结果分析了掺砾心墙料拉裂破坏的机制。在此基础上得到以下结论:在试样各自最大干密度及最优含水率下,随着掺砾量的增加,心墙料的抗拉强度和拉应变呈线性递减关系;所有试样的拉应力-应变曲线呈分段指数关系,极限拉应力前后试验曲线可分别采用正负指数关系来描述;进行了系列三轴排水剪试验,分析各试样抗拉强度与强度指标的关系发现,对于所研究的掺砾心墙料,抗拉强度与其黏聚力呈较好的线性关系,在不具备试验条件的情况下,此关系可用来大致估算心墙料的抗拉强度。相关试验结果可为实际土心墙坝抗裂设计提供参照。

关键词：掺砾心墙料掺砾量应力-应变关系抗拉强度黏聚力

考虑分界面的黏性泥石流下游演进数学模型研究

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岩土工程学报 2019年第3期41卷 422-429页

作者：邓曌陈生水钟启明南京水利科学研究院江苏南京210029 水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室江苏南京210024

基于分界面理论,以泥石流屈服深度对应的面为分界面,将黏性泥石流分为理想流体和Bingham流体,建立了模拟黏性泥石流演进过程的数学模型和相应计算方法。该模型基于泥石流的运动特征,注重不同层间泥石流流速的差异,并可合理反映泥石流运... 详细信息

基于分界面理论,以泥石流屈服深度对应的面为分界面,将黏性泥石流分为理想流体和Bingham流体,建立了模拟黏性泥石流演进过程的数学模型和相应计算方法。该模型基于泥石流的运动特征,注重不同层间泥石流流速的差异,并可合理反映泥石流运动速度对其演进形态的影响机制;同时,全面考虑了黏性泥石流在演进过程中所呈现的"舌状体"和"龙头"由上向下翻落现象,因此可更准确描述黏性泥石流在演进过程中的运动状态。采用3组模型试验结果对建立的数学模型与计算方法进行了验证,结果表明:模型计算得出的泥石流泛滥范围和最大堆积厚度与模型试验结果误差在±5%以内,验证了模型的合理性。

关键词： Bingham流体分界面交替方向隐式法有限体积法

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铁矿尾矿料微观结构与压缩特性试验研究

岩土工程学报 2020年第S02期42卷 61-66页

作者：张意江陈生水傅中志南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024 水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室江苏南京210029

针对马鞍山青山尾矿库铁矿尾矿料,开展了一系列压缩试验,对铁尾矿的压缩特性进行了分析;对试验完成后的试样开展了扫描电镜试验(SEM)和压汞试验(MIP),从定性和定量两个角度分析了铁尾矿微观结构对压缩特性的影响。试验结果表明:铁矿尾... 详细信息

针对马鞍山青山尾矿库铁矿尾矿料,开展了一系列压缩试验,对铁尾矿的压缩特性进行了分析;对试验完成后的试样开展了扫描电镜试验(SEM)和压汞试验(MIP),从定性和定量两个角度分析了铁尾矿微观结构对压缩特性的影响。试验结果表明:铁矿尾矿料在单向压缩和等向压缩下表现出基本一致的压缩特性,初始干密度对压缩曲线的影响只体现在初始孔隙比的不同,单一级配的试样压缩性更强。SEM和MIP试验表明,铁尾矿试样颗粒间孔隙结构多样,孔径主要分布在10~0.1μm的孔隙组;初始干密度和试验固结围压均会对尾矿料的总孔隙率产生影响,其中围压的影响更为剧烈。研究成果可为尾矿库的设计运营维护提供参考。

关键词：铁矿尾矿料压缩特性微观结构扫描电镜试验压汞试验

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黏土心墙坝漫顶溃决数值模型研究

岩土工程学报 2010年第4期32卷 562-566页

作者：任强陈生水钟启明南京水利科学研究院江苏南京210029 水文水资源与水利工程国家重点实验室江苏南京210029

国内外针对土石坝漫顶破坏机理和溃决过程开展了大量的研究工作,但针对黏土心墙这一土石坝主要坝型溃决机理及溃决过程的研究工作却开展的很少。研究提出能合理模拟黏土心墙土石坝漫顶破坏溃口发展时变过程数值计算模型对准确模拟黏土... 详细信息

国内外针对土石坝漫顶破坏机理和溃决过程开展了大量的研究工作,但针对黏土心墙这一土石坝主要坝型溃决机理及溃决过程的研究工作却开展的很少。研究提出能合理模拟黏土心墙土石坝漫顶破坏溃口发展时变过程数值计算模型对准确模拟黏土心墙坝溃决过程,正确评价其溃决致灾后果十分必要。从黏土心墙坝结构特征出发,根据实际溃坝调查和室内、现场溃坝试验资料,分析了黏土心墙坝漫顶溃决机理,在此基础上建立了一个描述黏土心墙坝溃口发展过程的数值模型。该模型较好地考虑了漫坝水流对下游坝壳冲蚀过程中黏土心墙滑动或倾覆失稳所引起的溃口间歇性增大现象。最后利用已发生溃决心墙坝的溃坝洪水资料验证了建议数值模型的合理性。

关键词：黏土心墙坝漫顶破坏数值模型

土石坝和堰塞坝溃决机理与溃坝数学模型研究进展

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水利水电技术 2019年第8期50卷 27-36页

作者：陈生水陈祖煜钟启明南京水利科学研究院江苏南京210029 水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室江苏南京210029 中国水利水电科学研究院北京100048 流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048

土石坝溃坝机理与溃坝数学模型研究对于预测溃坝洪水致灾过程和致灾后果具有重要的意义。为此,概要介绍了国内外在土石坝溃决机理与溃坝过程数学模型方面的研究进展,特别是笔者研究团队近年来在该领域的最新研究成果,表明以笔者研究团... 详细信息

土石坝溃坝机理与溃坝数学模型研究对于预测溃坝洪水致灾过程和致灾后果具有重要的意义。为此,概要介绍了国内外在土石坝溃决机理与溃坝过程数学模型方面的研究进展,特别是笔者研究团队近年来在该领域的最新研究成果,表明以笔者研究团队为代表的国内专家学者,在高土石坝溃坝离心模型试验技术,高心墙坝、面板坝及堰塞坝溃决机理和溃坝过程模拟理论研究方面走在了世界前列。但在土石坝溃坝过程模拟计算机软件的通用性以及溃坝致灾过程的可视化技术方面与欧美国家相比,仍有相当大的差距。建议今后应加大精细模拟高心墙坝、高面板坝溃坝过程数学模型的研究力度,注重可视化技术在溃坝过程模拟中的应用,加快研制通用性友好,能精细模拟土石坝溃坝及其致灾过程的可视化计算机软件。

关键词：土石坝堰塞坝溃决机理数学模型计算机软件研究进展

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土石坝渗透破坏过程的一种分析方法

防灾减灾工程学报 2013年第1期33卷 47-52页

作者：曹伟钟启明陈生水南京水利科学研究院水文水资源与水利工程国家重点实验室南京210029

提出了一种描述土石坝渗透破坏溃决全过程的数值模型及数值计算方法,并利用甘肃小海子水库渗透破坏溃坝事件的调查资料对其合理性进行了验证;运用该模型,比较分析了初始渗透通道高程对土石坝渗透破坏溃坝过程的影响。结果发现,初始渗透... 详细信息

提出了一种描述土石坝渗透破坏溃决全过程的数值模型及数值计算方法,并利用甘肃小海子水库渗透破坏溃坝事件的调查资料对其合理性进行了验证;运用该模型,比较分析了初始渗透通道高程对土石坝渗透破坏溃坝过程的影响。结果发现,初始渗透通道高程对溃口发展过程、溃口洪水流量过程和最大下泄水量具有重要影响,初始渗透通道高程越低,因通道上部坝体发生坍塌而导致的管道流转变成堰流的时间越迟,溃口底部经受的冲蚀也更强烈,最终溃口宽度也更大;初始渗透通道高程越低,溃口峰值流量越小,溃口流量过程曲线更为扁胖,下泄水量也最大。

关键词：土石坝渗透破坏溃坝过程数值模拟方法

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混凝土面板砂砾石坝漫顶溃决过程数值模拟

岩土工程学报 2012年第7期34卷 1169-1175页

作者：陈生水曹伟霍家平钟启明南京水利科学研究院江苏南京210029 水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室江苏南京210029

基于混凝土面板砂砾石坝溃决机理,提出了一种模拟其漫顶溃决过程的数值计算方法。该方法针对砂砾石料级配范围宽,最大颗粒与最小颗粒粒径相差大的特点,引入与水流方向垂直的附加作用力来考虑粗颗粒对细颗粒的阻拦、遮蔽以及细颗粒对粗... 详细信息

基于混凝土面板砂砾石坝溃决机理,提出了一种模拟其漫顶溃决过程的数值计算方法。该方法针对砂砾石料级配范围宽,最大颗粒与最小颗粒粒径相差大的特点,引入与水流方向垂直的附加作用力来考虑粗颗粒对细颗粒的阻拦、遮蔽以及细颗粒对粗颗粒的包围、填实等作用,导出了能较为合理反映砂砾石料特性的临界起动流速;建议了一个砂砾石料的冲蚀公式,给出了面板折断时间与坝体冲蚀量之间的数学表达式,较为合理地确定面板的折断时刻。利用该方法对青海省沟后水库面板砂砾石坝的溃决过程进行了模拟计算,得出的溃口发展规律与溃坝洪水流量过程与溃坝调查结果大体相符,验证了其合理性。

关键词：面板砂砾石坝漫顶溃决溃坝过程数值模拟