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Influence of Various Earth-Retaining Walls on the Dynamic Response Comparison Based on 3D Modeling

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Computer Modeling in Engineering & Sciences 2024年第6期139卷 2835-2863页

作者： Muhammad Akbar Huali Pan Jiangcheng Huang Bilal Ahmed guoqiang ou Institute of Mountain Hazards and Environment Chinese Academy of SciencesChengdu610000China Institute of International Rivers and Eco-Security Yunnan UniversityKunming650500China Department of Structural Engineering Faculty of Civil EngineeringDoctoral SchoolAkademicka 2Silesian University of TechnologyGliwice44-100Poland

The present work aims to assess earthquake-induced earth-retaining(ER)wall *** study is on the dynamics analysis of various earth-retaining wall designs in hollow precast concrete panels,reinforcement concrete facing panels,and gravity-type earth-retaining *** finite element(FE)simulations utilized a 3D plane strain condition to model full-scale ER walls and numerous nonlinear dynamics *** seismic performance of differentmodels,which includes reinforcement concrete panels and gravity-type and hollowprecast concrete ER walls,was simulated and examined using the FE *** also displays comparative studies such as stress distribution,deflection of the wall,acceleration across the wall height,lateral wall displacement,lateral wall pressure,and backfill plastic *** components of the created ER walls were found throughout this research *** is a granular reinforcement backfill,while the other is a wall-facing panel and base *** dynamic response effects of varied earth-retaining walls have also been *** was discovered that the facing panel of the model significantly impacts the earthquake-induced displacement of ER *** proposed analytical model’s validity has been evaluated and compared with the reinforcement concrete facing panels,gravity-type ER wall,scientifically available data,and American Association of State Highway and Transportation Officials(AASHTO)guidelines results based on FE *** results of the observations indicate that the hollow prefabricated concrete ER wall is the most feasible option due to its lower displacement and high-stress distribution compared to the two *** methodology and results of this study establish standards for future analogous investigations and professionals,particularly in light of the increasing computational capabilities of desktop computers.

关键词： Seismic analysis finite element modeling earth-retaining ER walls dynamic response structural resilience

Effect of Land Use on Soil Properties in Debris Flow Bottomland:A Case Study at Xiaojiang Basin, Yunnan

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Wuhan University Journal of Natural Sciences 2006年第4期11卷 870-874页

作者： ZHANG Qiuying LI Fadong LIU Mengy SONG Xianfang ou guoqiang Institute of Mountain Hazards and Environment Chinese Academy of SciencesChengdu 610041 Sichuan China Graduate University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Institute of Genetic and Developmental Biology Chinese Academy of Sciences Shijiazhuang 050021 Hebei China Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research Chinese Academy of Sciences Beijing 100101 China

In order to understand the effect of different land use on soil physics and nutrients properties of the debris flow bottomland, a case study at Daqing gully （in Xiaojiang Basin, Yunnan） was conducted in 2004. Soil samples were taken at depth of 0-10,10-20,20-40,40-60,60-80 cm under three land use patterns crop bottomland （CL）, forest bottomland （FL）, and barren bottomland（BL）. The results showed that the developing bottomland to CL promoted soil toaccumulate total phosphorus （TP） and available phosphorus （AP）, pH value transferred from neutral to alkalescency, and organic matter decreased significantly. Furthermore, the contents of total nitrogen （TN） and available nitrogen （AN） in CL were lower than that of FL and BL because the growth of crops consumed more nutrients in soil. The results also showed that the contents of TP, AP and available potassium （AK） in soil were positively correlated with soil particle.

关键词： land use soil properties soil granule composition Xiaojiang Basin

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泥石流常用排导槽水力条件的比较

岩石力学与工程学报 2006年第z1期25卷 2820-2825页

作者：游勇柳金峰欧国强中国科学院成都山地灾害与环境研究所四川成都610041

目前泥石流防治工程中广泛采用的横断面型式主要有直墙V型断面、梯型断面、矩型断面、圆型断面。将泥石流排导槽的断面型态系数定义为湿周与水力半径之比,在此基础上推导出直墙V型、梯型、矩型、圆型排导槽水力最佳时相应的断面型态系数... 详细信息

目前泥石流防治工程中广泛采用的横断面型式主要有直墙V型断面、梯型断面、矩型断面、圆型断面。将泥石流排导槽的断面型态系数定义为湿周与水力半径之比,在此基础上推导出直墙V型、梯型、矩型、圆型排导槽水力最佳时相应的断面型态系数,对相同槽型排导槽水力断面的研究表明:直墙V型槽横坡系数在0～3时,随横坡系数增大,水力条件更优;横坡系数大于3后,随横坡系数的增大,水力条件越差;横坡系数等于3时,水力条件最佳。梯型槽边坡系数在0～0.577时,随边坡系数增大,水力条件越优;边坡系数大于0.577后,随边坡系数的增大,水力条件越差,边坡系数等于0.577时,水力条件最佳。对直墙V型、梯型、矩型、圆型槽的水力最佳断面进行了分析比较,结果表明:圆型断面排导槽水力条件比其他3种都优;当边坡系数大于0,小于等于1.333时,梯型槽较矩型断面优越;当边坡系数大于1.333时,梯型槽没有矩型槽优越。当横坡系数大于0,小于0.75时,直墙V型槽没有矩型优越;当横坡系数大于0.75时,直墙V型槽比矩型优越;在横坡系数、边坡系数值相同的情况下,且在0与1之间时,梯型槽比直墙V型槽优越;当大于1时,梯型槽没有直墙V型槽优越;当两者均为1时,水力条件相同。

关键词：岩土工程泥石流排导槽断面型态参数水力最佳断面

两相光滑粒子流体动力学方法在动床溃坝问题中的应用

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中国科学院大学学报（中英文） 2017年第5期34卷 625-632页

作者：乔成潘华利欧国强中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

光滑粒子流体动力学(SPH)方法采用离散分布的粒子作为离散工具,借助粒子和核函数将场变量及其导数以某种加权求和的方式进行计算,使得该方法更适于处理包含大位移、动边界和自由表面的问题。本文在分析动床条件下的溃坝问题时,以Drunker... 详细信息

光滑粒子流体动力学(SPH)方法采用离散分布的粒子作为离散工具,借助粒子和核函数将场变量及其导数以某种加权求和的方式进行计算,使得该方法更适于处理包含大位移、动边界和自由表面的问题。本文在分析动床条件下的溃坝问题时,以Drunker-Prager准则作为底床颗粒物的侵蚀启动判断条件。满足该条件而发生启动的颗粒物将以非牛顿流体的特征发生运动,即以Herschel-Bulkley-Papanastasiou模型来描述;否则,认为底床颗粒物未启动而保持静止状态。为进一步改进计算结果,采用基于体积比的两相SPH方法描述固液混合体的动力学特征,并基于固液混合颗粒流的动力学特征对混合黏度的计算进行改进。基于上述原理,分析动床条件下的溃坝问题,并将数值计算结果与已有的实验数据进行对比,证明本文提出的混合黏度计算公式改进了数值计算结果。

关键词：光滑粒子流体动力学动床溃坝两相非牛顿流体

The Optimal Cross-section Design of the “Trapezoid-V” Shaped Drainage Canal of Viscous Debris Flow

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Journal of Mountain Science 2011年第1期8卷 103-107页

作者： You Yong Key Laboratory of Mountain Hazards and Earth Surface Process Chinese Academy of Sciences Chengdu 610041 China Institute of Mountain Hazards and Environment Chinese Academy of Sciences Chengdu 610041 China

Debris flow drainage canal is one of the most widely used engineering measures to prevent and manage debris flow *** shape and the sizes of the cross-section are important parameters when design debris flow drainage ***,how to design the appropriate shape and sizes of the cross-section so that the drainage canal can have the optimal drainage capacity is very important and few researched at home and *** study was conducted to analyze the hydraulic condition of a Trapezoid-V shaped drainage canal and optimize its *** assuming characteristic sizes of the cross-section,the paper deduced the configuration parameter of the cross-section of a Trapezoid-V shaped debris flow drainage *** theory analysis,it indicates that the optimal configuration parameter is only related to the side slope coefficient and the bottom transverse slope *** this study,the Heishui Gully,a first-order tributary of the lower Jinsha River,was used as an example to design the optimal cross-section of the drainage canal of debris flow.

关键词： Optimal cross-section design Trapezoid- V shaped Drainage canal Viscous debris flow

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植物根系固土力学机理的研究进展

南京林业大学学报（自然科学版） 2014年第2期38卷 151-156页

作者：陆桂红杨顺王钧欧国强中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041 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 中国科学院大学北京100049

植物根系在坡面绿化与边坡稳定中发挥了重要的作用。笔者在总结多年来相关根系固土研究成果的基础上,分析了根系固土的概念和固土范围,以及根系固土的抗剪机理、抗拉拔机理、加筋理论等,总结了影响根系固土的关键因素及根系固土的数值... 详细信息

植物根系在坡面绿化与边坡稳定中发挥了重要的作用。笔者在总结多年来相关根系固土研究成果的基础上,分析了根系固土的概念和固土范围,以及根系固土的抗剪机理、抗拉拔机理、加筋理论等,总结了影响根系固土的关键因素及根系固土的数值模拟等方法。在此基础上,提出了目前国内外根系固土研究中存在的问题及根系固土力学机理研究方面的发展趋势。

关键词：植物根系抗剪机理抗拉拔机理数值模拟

基于PFC^(3D)黏性碎屑坡面运移动力过程阶段划分与分析

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自然灾害学报 2017年第5期26卷 165-173页

作者：季宪军梁瑛潘华利欧国强南阳理工学院河南南阳473004 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

黏性碎屑流是常见崩滑灾害运移形式,其动力特性是此类灾害致灾过程中研究的关键环节。为探讨黏性碎屑流坡面运移全过程的动力学特性,在实验测定泥浆力学参数基础上,利用PFC3D离散单元法(discrete element method,DEM),模拟黏性碎屑流坡... 详细信息

黏性碎屑流是常见崩滑灾害运移形式,其动力特性是此类灾害致灾过程中研究的关键环节。为探讨黏性碎屑流坡面运移全过程的动力学特性,在实验测定泥浆力学参数基础上,利用PFC3D离散单元法(discrete element method,DEM),模拟黏性碎屑流坡面运动全过程。通过监测颗粒间平均接触力、平均不平衡力及特定颗粒坡面运动过程空间位置、平动速率、转动速率等运动力学参数变化过程,将运移过程划分为启动、运移和堆积三阶段,结合颗粒间平均接触力及不平衡力变化过程,对各阶段动力学特性进行定性分析。结果表明,各阶段内部平均接触力变化表现为,减小—增加—稳定;运动速率变化表现为,高频小幅波动及缓增速—低频大幅波动及快增速—高频小幅波动及减速稳定。

关键词：黏性碎屑流运动过程数值模拟离散单元法

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粘性泥石流扇状地发展过程实验研究

灾害学 2012年第2期27卷 13-18页

作者：柳金峰欧国强游勇中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041 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

通过不同泥石流容重、不同堆积区坡度条件、不同水槽坡度条件的泥石流连续堆积实验共3组106次实验,定量地探讨了粘性泥石流扇状地发展过程的阶段性及其特征。以泥石流扇状地纵、横方向的平均堆积坡度为依据,将粘性泥石流扇状地的发展过... 详细信息

通过不同泥石流容重、不同堆积区坡度条件、不同水槽坡度条件的泥石流连续堆积实验共3组106次实验,定量地探讨了粘性泥石流扇状地发展过程的阶段性及其特征。以泥石流扇状地纵、横方向的平均堆积坡度为依据,将粘性泥石流扇状地的发展过程划分为三个发展阶段。第一阶段以扇状地在纵、横方向快速发展为特征。第二阶段扇状地纵向不再发展,以横向发展为主。第三阶段以扇状地纵向发展为主,横向发展缓慢。

关键词：粘性泥石流扇状地发展过程实验研究

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含水率对泥石流浆体力学特性影响实验研究

山地学报 2019年第1期37卷 70-77页

作者：季宪军梁瑛潘华利欧国强南阳理工学院河南南阳473004 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041

探讨含水率对泥石流浆体力学特性影响是泥石流运移过程研究的基础性内容。以成都龙泉区黏土为实验材料,配制11种不同含水率的泥浆,利用安东帕MCR301流变仪,对不同含水率泥浆开展两循环旋转剪切实验(每循环剪切过程分为增速剪切(0-30 s^(... 详细信息

探讨含水率对泥石流浆体力学特性影响是泥石流运移过程研究的基础性内容。以成都龙泉区黏土为实验材料,配制11种不同含水率的泥浆,利用安东帕MCR301流变仪,对不同含水率泥浆开展两循环旋转剪切实验(每循环剪切过程分为增速剪切(0-30 s^(-1))和减速剪切(30-0 s^(-1))两阶段),分析含水率对泥浆剪切过程、剪应力变化过程、剪切应力峰值及灵敏度的影响。实验结果表明:①初剪应力峰值和复剪应力峰值与含水率呈幂律关系。②由于剪切过程的差异性导致含水率对泥浆的剪应力与剪切速率的影响也具有差异性:当含水率低于100%时,第一、第二循环各阶段剪切过程中剪切应力变化过程完全不重合,且初剪应力峰值和复剪应力峰值随含水率增大迅速降低,灵敏度随含水率的增加迅速减小到1;当含水率高于100%时,第一、第二循环各阶段剪应力变化过程基本一致,含水率对应力峰值和泥浆灵敏度的影响可以忽略不计。③影响成都黏土泥浆剪切过程、剪切应力变化、剪应力峰值和灵敏度的含水率阈值是100%。本文对成都区黏土泥浆开展了动态剪切试验,探讨了含水率对泥浆特性的影响,可为其他区域黏土特性的研究提供参考,具有重要的研究意义!

关键词：泥石流泥浆旋转剪切试验含水率成都黏土