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Analytical model for predicting time-dependent lateral deformation of geosynthetics-reinforced soil walls with modular block facing

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Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2024年第2期16卷 711-725页

作者： Luqiang Ding chengzhi xiao Feilong Cui School of Civil and Transportation Engineering Hebei University of TechnologyTianjin300401China

To date,few models are available in the literature to consider the creep behavior of geosynthetics when predicting the lateral deformation(d)of geosynthetics-reinforced soil(GRS)retaining *** this study,a general hyperbolic creep model was first introduced to describe the long-term deformation of geosynthetics,which is a function of elapsed time and two empirical parameters a and *** conventional creep tests with three different tensile loads(Pr)were conducted on two uniaxial geogrids to determine their creep behavior,as well as the a-Pr and b-Pr *** test results show that increasing Pr accelerates the development of creep deformation for both ***,a and b respectively show exponential and negatively linear relationships with Pr,which were confirmed by abundant experimental data available in other *** on the above creep model and relationships,an accurate and reliable analytical model was then proposed for predicting the time-dependent d of GRS walls with modular block facing,which was further validated using a relevant numerical investigation from the previous *** evaluation and comparison of the proposed model with six available prediction models were *** a parametric study was carried out to evaluate the effects of wall height,vertical spacing of geogrids,unit weight and internal friction angle of backfills,and factor of safety against pullout on d at the end of construction and 5 years *** findings show that the creep effect not only promotes d but also raises the elevation of the maximum d along the wall ***,the limitations and application prospects of the proposed model were discussed and analyzed.

关键词： Geosynthetics Creep behavior Geosynthetics-reinforced soil(GRS)walls Lateral deformation Analytical model

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膨润土防水毯搭接界面力学性能的影响因素

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深圳大学学报（理工版） 2024年第5期41卷 626-634页

作者：臧年永肖成志杨仕钊河北工业大学土木与交通学院天津300401

膨润土防水毯(geosynthetic clay liner,GCL)作为高防渗柔性土工合成材料,被广泛应用于各类防渗阻污工程中.GCL多幅搭接区经过防绕渗措施处理后亦能表现出较强防渗性,但在地下复杂外力作用下GCL搭接存在受拉失效的潜在问题.针对GCL搭接... 详细信息

膨润土防水毯(geosynthetic clay liner,GCL)作为高防渗柔性土工合成材料,被广泛应用于各类防渗阻污工程中.GCL多幅搭接区经过防绕渗措施处理后亦能表现出较强防渗性,但在地下复杂外力作用下GCL搭接存在受拉失效的潜在问题.针对GCL搭接界面处展开室内抗拉试验,综合分析了搭接参数对GCL搭接处抗拉强度的影响.研究结果表明,GCL搭接界面处抗拉强度随搭接时间的延长先增加后趋于稳定,在90 min时搭接处抗拉强度达到最大值;GCL搭接界面处抗拉强度受膨润土膏涂抹量和搭接宽度的影响明显,保持单位面积膨润土膏量不变,随着搭接宽度增加GCL搭接界面处抗拉强度近似呈线性增加;保持搭接宽度不变,随着单位面积膨润土量增加,GCL搭接界面处抗拉强度呈线性增加;增加搭接宽度同时保持搭接区膨润土膏涂抹总量,不同搭接宽度下GCL搭接界面处抗拉强度基本一致;模拟潮湿环境,对GCL搭接界面喷水处理后,GCL搭接界面处抗拉强度略有下降,且单位面积膨润土膏量越多,搭接界面处抗拉强度损失越少.研究成果可以为GCL搭接界面处理提供指导,为GCL搭接区的完整性提供保障,降低因施工导致GCL垂直防渗墙防渗性能下降的风险.

关键词：岩土工程膨润土防水毯搭接时间搭接宽度抗拉强度膨润土膏含量

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基于GEE多源遥感数据的干旱区植被地物类型提取

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干旱区研究 2024年第1期41卷 157-168页

作者：姚金玺肖成志张志王浪张焜中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056 青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室青海西宁810300 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院湖北武汉430074 中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心新疆乌鲁木齐830057

诺木洪地区是青海省重要的枸杞种植基地,针对主要植被类型进行准确和快速提取对于种植业的可持续发展具有关键意义。然而,诺木洪地区所属的干旱区具有稀疏的植被覆盖和土壤背景影响显著的特点,仅使用少数遥感源或部分特征无法满足干旱... 详细信息

诺木洪地区是青海省重要的枸杞种植基地,针对主要植被类型进行准确和快速提取对于种植业的可持续发展具有关键意义。然而,诺木洪地区所属的干旱区具有稀疏的植被覆盖和土壤背景影响显著的特点,仅使用少数遥感源或部分特征无法满足干旱区植被提取的要求。因此,整合多种遥感数据源,挖掘植被分类显著特征,并尝试不同的分类优化方法,在提高干旱区植被分类精度和可靠性方面具有重要意义。本研究基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台,使用Sentinel-1合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据、Sentinel-2光学数据,探讨了红边光谱、纹理以及雷达特征对干旱区植被类型提取的重要性,验证了利用基尼指数(Gini Index,Gini)寻找最优特征组合的可行性,结合支持向量机算法对2021年青海诺木洪地区地物类型进行提取,并对最终的分类结果优化处理。研究表明:(1)Sentinel-2红边指数、纹理信息和Sentinel-1雷达波段有利于植被信息提取,分类总体精度和Kappa系数分别达到了95.51%和0.9406;(2)根据Gini指数得到特征重要性,将分类特征由29个压缩至17个,且表明雷达极化特征、光谱特征和纹理特征对于分类的重要性依此递减;(3)使用简单非迭代聚类算法以及邻域滤波投票决策融合方法,不仅最优总体精度和Kappa系数达到了96.06%和0.9479,且针对孤点类型的噪声也有较好的抑制效果。本研究利用GEE遥感云平台和多源遥感数据以及机器学习算法,能够准确、快速、高效地提取大尺度范围干旱区地物信息,具有较大的应用潜力。

关键词：地表覆盖特征选择支持向量机分类优化 Google Earth Engine

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玻璃钢夹砂管涵夹砂层细观断裂数值模拟

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材料导报 2024年第17期38卷 294-303页

作者：王清洲孙颖晖薛晓马士宾肖成志河北工业大学土木与交通学院天津300401

为了提高玻璃钢夹砂管中夹砂层的力学性能,增强其可设计性,借助有限元仿真软件构建代表性体积单元重现树脂夹砂层的细观结构特性,通过全域插设零厚度粘聚单元,实现复杂离散的多裂缝萌生和扩展。对夹砂层试样单轴拉伸断裂过程进行模拟,... 详细信息

为了提高玻璃钢夹砂管中夹砂层的力学性能,增强其可设计性,借助有限元仿真软件构建代表性体积单元重现树脂夹砂层的细观结构特性,通过全域插设零厚度粘聚单元,实现复杂离散的多裂缝萌生和扩展。对夹砂层试样单轴拉伸断裂过程进行模拟,分析细观断裂损伤演化过程,探究各组分参数对夹砂层断裂力学行为的影响规律。结果表明:构建的细观粘聚断裂模型能较好地表征夹砂层复杂断裂过程,轴向拉伸变形时复合材料主裂缝的形成位置近似垂直于加载方向,伴随界面脱粘和基体内裂纹的萌生与扩展。裂纹扩展方向主要受细观颗粒分布的位置影响,提高颗粒体积分数能显著提高材料刚度;多颗粒粒径分布的增强效果优于单粒径分布,粒径越小,则增强增韧效果越好;粘聚单元的抗拉强度和断裂能的增大均能够提升模型整体抗拉强度,断裂能越大,则裂纹路径分支越少。

关键词：颗粒增强复合材料玻璃钢夹砂管细观仿真裂纹扩展粘聚单元法

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加筋土结构筋-土界面特性和筋材位移变化规律试验研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第4期46卷 29-38页

作者：肖成志路遥郑鸿王清洲河北工业大学土木与交通学院天津300401 青岛旭域土工材料股份有限公司山东青岛266111

基于拉拔试验研究加筋土结构筋-土界面正应力、填土压实度与含水率、拉拔速率等对筋-土相互作用特性和筋材位移变化的影响,分析筋材位移的演变规律。研究结果表明:土中筋材各点位移均不同程度滞后于加载端位移,且随与加载端的距离增加... 详细信息

基于拉拔试验研究加筋土结构筋-土界面正应力、填土压实度与含水率、拉拔速率等对筋-土相互作用特性和筋材位移变化的影响,分析筋材位移的演变规律。研究结果表明:土中筋材各点位移均不同程度滞后于加载端位移,且随与加载端的距离增加而增加,筋材位移呈非线性递减趋势;增加界面正应力、压实度或含水率,相同拉拔力下同一位置处筋材位移呈减小趋势,且距加载端越远,筋材位移受影响越小;筋材拉拔以整体拔出和拉断破坏模式为主,筋材拔出破坏时拉拔力峰值与加载端位移呈近似线性关系,且格栅拉拔力峰值与界面正应力、压实度、含水率或拉拔速率呈正相关关系;增加压实度或含水率,筋-土界面相互作用增强,筋-土界面摩擦角略有增加,但筋-土界面似黏聚力增加明显,且接近填土最佳含水率时界面似黏聚力较大。拉拔特性试验表明,加筋土工程中应严格控制填土含水率,适当的筋-土界面变形有利于发挥筋材作用。

关键词：土工格栅位移分布筋土界面拉拔试验拉拔力

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基于地质建造的岷江上游干旱河谷区下段土壤特征和植被时空变化

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现代地质 2024年第3期38卷 660-673页

作者：周雪妮巴仁基肖成志曹亚廷计扬中国地质调查局军民融合地质调查中心四川成都610036 自然资源要素耦合过程与效应重点实验室北京100055 成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院湖北武汉430074

为探讨岷江上游干旱河谷区地质建造对土壤性质的控制以及对植被分布的制约,支撑生态保护修复分区治理工作,本文以岷江上游干旱河谷区下段为研究区,采用地质建造调查、元素分析测试和遥感解译方法,结合土地利用数据,从地质建造类型、土... 详细信息

为探讨岷江上游干旱河谷区地质建造对土壤性质的控制以及对植被分布的制约,支撑生态保护修复分区治理工作,本文以岷江上游干旱河谷区下段为研究区,采用地质建造调查、元素分析测试和遥感解译方法,结合土地利用数据,从地质建造类型、土壤特征、土地利用和植被覆盖度方面分析地质建造单元对土壤和植被的影响。结果表明:第四纪松散堆积建造区土壤层厚、养分丰富,由于人类活动改造作用较强,区内植物种类以经济作物为主;三叠纪复理石建造区土壤层较厚,养分丰富,基岩构造裂隙较发育,富水性较好,适宜灌木和少量乔木生长,该区植被覆盖度高;泥盆纪泥页岩-碳酸盐岩建造土壤层较厚、土壤钙等养分含量高,分布大量喜钙侧柏;志留纪泥砂质-碳酸盐建造区区发育非贯穿性裂隙,受构造作用影响浅表层的岩石风化破碎程度高,水土极易流失,以低矮灌木和草地为主;元古宙中酸性岩浆岩建造区土壤层薄,裂隙发育,土壤中磷等养分含量较高,土壤层含水率最低,以灌丛植物生长为主;中元古代火山岩-熔岩建造区发育闭合状裂隙,含水性差,仅适合灌草丛生长,植被覆盖度偏低。

关键词：地质建造土壤特征植被覆盖度时空演变干旱河谷

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2000—2020年岷江上游干旱河谷区植被时空变化及其地形效应

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现代地质 2024年第3期38卷 589-598页

作者：周雪妮肖成志刘磊计扬曹亚廷李小红巴仁基中国地质调查局军民融合地质调查中心四川成都610036 自然资源要素耦合过程与效应重点实验室北京100055 成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院湖北武汉430074

针对岷江上游干旱河谷区生态极其脆弱的特点,利用NDVI数据通过像元二分法反演了岷江上游干旱河谷区2000—2020年的植被覆盖度(FVC),运用线性趋势分析和F显著性检验法,定量分析了FVC的时空变化规律,结合地形数据剖析岷江上游干旱河谷区FV... 详细信息

针对岷江上游干旱河谷区生态极其脆弱的特点,利用NDVI数据通过像元二分法反演了岷江上游干旱河谷区2000—2020年的植被覆盖度(FVC),运用线性趋势分析和F显著性检验法,定量分析了FVC的时空变化规律,结合地形数据剖析岷江上游干旱河谷区FVC趋势变化与海拔、坡度、坡向之间的关系。结果表明:(1)2000—2020年,研究区植被覆盖度呈波动增加趋势,年均FVC由2000年0.62增加至2020年的0.67。(2)在空间上,植被覆盖度由低海拔至高海拔呈现增高趋势,低等级和中低等级植被覆盖度主要分布在岷江干流及岷江支流杂谷脑河两岸,中等级和中高等级植被覆盖度集中分布在河谷两岸低中山和中山区,高等级植被覆盖度则主要分布在远离河谷的高中山和中高山区。(3)高等级植被覆盖面积随海拔增加呈先减小后增加的趋势,在1100~1400 m和3200~3500 m区域达到峰值;高等级植被覆盖度面积随坡度增加呈现先增加后减少的趋势,10°~20°和30°~40°是植被覆盖度高等级和中高-高等级的峰值区;总体上阳坡植被覆盖度高于阴坡。植被覆盖状况受海拔、坡度以及坡向影响较大,对岷江上游干旱河谷区生态保护应考虑地形影响,因地制宜采取措施。

关键词：植被覆盖度时空变化地形效应岷江上游干旱河谷

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岷江上游1995—2020年生态地质环境安全评价与时空演化分析

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现代地质 2024年第3期38卷 648-659页

作者：计扬巴仁基肖成志刘磊周雪妮曹亚廷中国地质调查局军民融合地质调查中心四川成都610036 自然资源要素耦合过程与效应重点实验室北京100055 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院湖北武汉430074

岷江上游是长江上游生态安全的重要屏障,在“5·12”汶川地震发生后,地下岩体、地表基质和地上生态都受到了严重的破坏。为探索岷江上游流域地震前后生态地质环境安全状况,从“地质环境-生态环境”两个维度选取了16个评价指标,基于AHP-... 详细信息

岷江上游是长江上游生态安全的重要屏障,在“5·12”汶川地震发生后,地下岩体、地表基质和地上生态都受到了严重的破坏。为探索岷江上游流域地震前后生态地质环境安全状况,从“地质环境-生态环境”两个维度选取了16个评价指标,基于AHP-PCA熵组合权重法对岷江上游流域1995年、2001年、2009年和2020年生态地质环境安全进行评价并分析演化趋势。结果表明:岷江上游流域生态地质环境安全整体以较安全-安全为主。其中,生态地质环境较安全-安全主要分布在流域的中、东部地区,较不安全-不安全主要分布在西、北部高山区以及深切河谷区,整体呈现中东部高、西部和北部低的格局。1995—2020年岷江上游生态地质环境安全整体呈现先降低后逐步升高的趋势。其中,流域北部及深切河谷区生态地质环境安全变化波动大,且呈现升高-降低-升高的趋势,生态地质环境不稳定;西南部生态地质环境安全整体以降低为主,虽降低区域逐渐减少,但总体生态地质环境仍持续变差;流域中部生态地质环境安全整体以升高为主,且升高区域逐渐增加,生态地质环境持续向好。本次研究结果可为岷江上游生态保护修复提供基础支撑。

关键词：生态地质环境安全评价层次分析法主成分分析法最小信息熵岷江上游流域

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岩土球形颗粒体粒间接触力学特性及接触模型验证

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河北工业大学学报 2024年第1期53卷 89-96页

作者：张登王子寒肖成志河北工业大学土木与交通学院天津300401

针对大理岩和花岗岩两种材料,分别进行了球颗粒法向、切向接触力学试验;以大理岩为例,总结了非线性接触模型及其参数,并进行了球颗粒集合体的离心模型试验,通过数值模拟和试验结果的对比验证了接触模型及其参数的合理性。研究结果表明:... 详细信息

针对大理岩和花岗岩两种材料,分别进行了球颗粒法向、切向接触力学试验;以大理岩为例,总结了非线性接触模型及其参数,并进行了球颗粒集合体的离心模型试验,通过数值模拟和试验结果的对比验证了接触模型及其参数的合理性。研究结果表明:颗粒法向接触以脆性断裂为破坏形态,切向接触以摩擦侵蚀为破坏特征;法向、切向刚度曲线都可以利用幂函数进行拟合;利用非线性接触模型及其参数可以有效模拟颗粒集合体的力学性状,同时还能够反映散体模型细部的离散变形特征。

关键词：颗粒接触颗粒流离散元接触模型粗粒土

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GCL复合竖向阻隔屏障技术污染阻隔机理分析

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环境卫生工程 2024年第3期32卷 94-99页

作者：何顺辉张健肖成志谢世平天津中联格林科技发展有限公司天津301617 河北工业大学土木与交通学院天津300401

近年来,随着复合竖向阻隔屏障技术在污染管控中应用的日益增加,GCL复合竖向阻隔屏障技术凭借防渗性能优异、施工效率高等特点受到越来越多的关注,已在垃圾填埋场、矿渣堆场及工业污染场地等领域的污染阻隔管控项目中得到应用,达到了减... 详细信息

近年来,随着复合竖向阻隔屏障技术在污染管控中应用的日益增加,GCL复合竖向阻隔屏障技术凭借防渗性能优异、施工效率高等特点受到越来越多的关注,已在垃圾填埋场、矿渣堆场及工业污染场地等领域的污染阻隔管控项目中得到应用,达到了减少土壤和地下水污染、保护周边环境的目的。GCL复合竖向阻隔屏障技术为新型柔性复合竖向阻隔技术,通过详细介绍其技术原理、复合防渗结构材料选择、施工流程等内容,进一步厘清了该技术的污染阻隔机理,以提升大众对该技术的了解。此外,通过工程应用案例介绍,进一步表明GCL复合竖向阻隔屏障技术能有效进行污染管控。

关键词：复合防渗竖向阻隔 GCL 污染管控

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