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A Simple Lumped Mass Model to Describe Velocity of Granular Flows in a Large Flume

Journal of Mountain Science 2012年第2期9卷 221-231页

作者： YANG Qingqing CAI Fei UGAI Keizo su zhiman HUANG Runqiu XU Qiang Department of Civil and Environmental Engineering Gunma University Kiryu 3768515 Japan Institute of Mountain Hazards and Environment Chinese Academy of Sciences Chengdu 610041 China State Key Laboratory of Geo-Hazard Prevention and Geo-Environment Protection Chengdu University of Technology Chengdu 610059 China

This paper presents a lumped mass model to describe the run-out and velocity of a series of large flume tests,which was carried out to investigate some propagation mechanisms involved in rapid,dry,dense granular flows and energy transformation when the flows encountered obstacles and reoriented their movement *** between predicted and measured results show that the trend of predicted velocities was basically matched with that of measured *** scrutiny of test videos reveals that subsequent particles with a higher velocity collided with slowed fronts to make them accelerate. However,this simple model cannot reflect collisions between particles because it treated released materials as a rigid ***,the predicted velocity was somewhat lower than the measured velocity in most *** the flow changed its direction due to the variation in slope inclination,the model predicted a decrease in *** predicted decrease in velocity was less than the measured one within a reasonable range of 10% or *** some cases in which a convexity was introduced,the model also predicted the same trend of velocities as measured in the *** velocity increased greatly after the materials took a ballistic trajectory from the vertex of the convexity,and reduced dramatically when they finally made contact with the base of the lower *** difference between prediced and measured decrease in velocity was estimated to be about 5% due to the ***,the simple lumped mass model based on the energy approach could roughly predict the run-out and velocity of granular flows,although it neglected internal deformation,intergranular collision and friction.

关键词： Granular flow Large-scale flume test Mass-front velocity Deposit characteristic

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DDA Simulations of Large Flume Tests and Large Landslides Triggered by the Wenchuan Earthquake

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Journal of Applied Mathematics and Physics 2014年第6期2卷 359-364页

作者： Qingqing Yang zhiman su Fei Cai Faculty of Geosciences and Environmental Engineering Southwest Jiaotong University Chengdu China Institute of Mountain Hazards and Environment Chengdu China Department of Environmental and Engineering Science Gunma University Kiryu Japan

This paper presents some numerical simulations using Discontinuous Deformation Analysis (DDA). First, DDA was applied to reproduce a series of granular flows released in a large flume. The comparison between simulated velocity and that measured in the tests demonstrates the effectiveness of DDA on description of kinematic behavior of blocky assembly. Simulated results were highly sensitive to the shape and angularity of blocky elements. Employing unrealistic block might result in different behavior from real situation. Second, three large landslides triggered by the Wenchuan earthquake were simulated. A well agreement with field data was obtained if apparent friction coefficient determined by post-analysis was adopted.

关键词： Discontinuous Deformation Analysis Flume Test Lansdslide

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颗粒材料底面动摩擦系数特征研究

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工程地质学报 2020年第4期28卷 740-747页

作者：刘宏伟杨情情苏志满西南交通大学地球科学与环境工程学院成都610031 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

离散态颗粒物质具有明显不同于普通固体的界面摩擦特性,而摩擦系数是界面摩擦特性的主要表征参数之一。通过倾斜仪开展不同级配条件下颗粒材料的滑动摩擦试验,基于视频图像解析以及函数拟合方法,建立滑动位移与滑动时间的最佳函数拟合关... 详细信息

离散态颗粒物质具有明显不同于普通固体的界面摩擦特性,而摩擦系数是界面摩擦特性的主要表征参数之一。通过倾斜仪开展不同级配条件下颗粒材料的滑动摩擦试验,基于视频图像解析以及函数拟合方法,建立滑动位移与滑动时间的最佳函数拟合关系,分析滑动过程的加速度并推算底面动摩擦系数,研究颗粒粒径、质量配比等级配因素对颗粒材料底面动摩擦系数的影响。研究结果表明:(1)各级配颗粒材料的平均底面动摩擦系数随着运动时间的增加均呈线性减小趋势;(2)对于单粒径材料,与粗颗粒相比,细颗粒具有较大的底面动摩擦系数;(3)对于双粒径材料,随着细颗粒含量的增加,颗粒材料的平均底面动摩擦系数先急剧降低至最小值(细颗粒含量≤40%),后急剧增加(细颗粒含量40%~60%),最终增加趋势明显变缓(细颗粒含量≥60%)。

关键词：动摩擦系数颗粒级配颗粒物质滑动摩擦试验

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2013年尤特台风诱发广乐高速公路泥石流活动特征及危害

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自然灾害学报 2016年第1期25卷 65-73页

作者：陈鸿志苏志满徐林荣杨情情中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中国科学院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四川成都610041 西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都610031

2013年8月15-17日,尤特台风带来的强降雨在华南地区广乐高速公路沿线北段40 km范围内激发了17场泥石流,造成公路工程的基础设施遭到破坏,施工进度受到影响。通过灾后现场调查,研究了泥石流的活动特征及对公路的危害。研究结果表明,此次... 详细信息

2013年8月15-17日,尤特台风带来的强降雨在华南地区广乐高速公路沿线北段40 km范围内激发了17场泥石流,造成公路工程的基础设施遭到破坏,施工进度受到影响。通过灾后现场调查,研究了泥石流的活动特征及对公路的危害。研究结果表明,此次台风降雨诱发的泥石流具有群发性的特征,各场泥石流的重现周期约100 a,与其它群发性低频泥石流事件相比具有规模偏小的显著特征。流域面积小、植被覆盖率高、松散物源少、沟床粗化是频率低但规模小的主要原因。泥石流并未造成路基、隧道等主体工程的结构性破坏,而只造成其功能性损坏,受损的功能易于恢复。然而,涵洞、挡墙、排水系统、预制场、施工营地、施工机械等附属设施或施工设施遭到的破坏则需要花较长时间进行灾后修复,特别是在多处施工便道也遭到破坏的情况下。广乐高速公路沿线的泥石流灾害事件表明需要特别注意对这类频率低但规模小的群发性泥石流进行风险防范。

关键词：泥石流群发性低频粗化层尤特台风

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高速远程冰-岩碎屑流研究进展

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地球科学 2022年第3期47卷 935-949页

作者：杨情情郑欣玉苏志满程谦恭任雨豪侯本勇西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都611756 中国科学院成都山地灾害与环境研究所四川成都610041

冰-岩碎屑流是高寒山区陡峭山体斜坡区冰崩、岩崩或滑坡解体后形成的冰屑、岩块和土颗粒混合体高速流动现象.由于裹挟了冰屑,冰-岩碎屑流具有超强的运动性,屡屡引发震惊世人的灾难性事件,是全球气候变暖大背景下地质灾害研究的热点与前... 详细信息

冰-岩碎屑流是高寒山区陡峭山体斜坡区冰崩、岩崩或滑坡解体后形成的冰屑、岩块和土颗粒混合体高速流动现象.由于裹挟了冰屑,冰-岩碎屑流具有超强的运动性,屡屡引发震惊世人的灾难性事件,是全球气候变暖大背景下地质灾害研究的热点与前沿问题.通过对近40余年来的研究进展进行梳理和评述,指出了冰-岩碎屑流的概念由来和主流定义方法,阐述了其成因机制的气候敏感性,结合典型实例论述了区域发育特征,重点分析了运动特征、减阻机理和冰屑影响机制.冰-岩碎屑流的超强运动性被认为与低摩擦冰减阻机理、摩擦热融减阻机理、侧限约束减阻机理密切相关.冰屑作为材料组分和融水来源,能够降低界面摩擦、改变冰-水-岩相互作用,进而形成复杂的热-水-力耦合作用.今后应加强研究冰-岩碎屑流事件的成因机制和时空分布规律、运动特性和冰屑影响机制、过程演化观测与预警评估技术,以期揭示冰-岩碎屑流运动机理,为冰-岩碎屑流及链生灾害的科学减灾提供有力支撑.

关键词：冰-岩碎屑流运动机理冰屑影响机制气候变暖工程地质

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道路工程泥石流勘界的合理确定

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公路工程 2012年第1期37卷 16-18,57页

作者：刘和平苏志满徐林荣长沙市勘测设计研究院湖南长沙410007 中南大学土木建筑学院湖南长沙410004

现有的道路工程泥石流勘界范围的确定未能充分考虑道路沿线泥石流的活动范围与治理方式。为了减少道路工程泥石流勘界不清或不合理带来的问题,从道路工程防灾减灾的角度出发,结合道路沿线泥石流成灾特点,以及泥石流调查、泥石流活动范... 详细信息

现有的道路工程泥石流勘界范围的确定未能充分考虑道路沿线泥石流的活动范围与治理方式。为了减少道路工程泥石流勘界不清或不合理带来的问题,从道路工程防灾减灾的角度出发,结合道路沿线泥石流成灾特点,以及泥石流调查、泥石流活动范围预测与灾害评估、泥石流灾害防治管理等工作要求,提出了道路工程泥石流勘界方法和流程,并探讨了道路工程泥石流勘界红线的权属和划定问题,最终形成了道路工程泥石流勘界的合理确定方法。

关键词：道路工程泥石流勘界道路红线

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泥石流V型排导槽防淤设计方法及其应用研究

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灾害学 2012年第2期27卷 19-23页

作者：韩征徐林荣苏志满陈舒阳中南大学土木工程学院湖南长沙410004 中国科学院成都山地灾害与环境研究所四川成都610041

排导槽是泥石流治理常用的工程措施,泥石流若在槽内淤积,将极大影响排导槽防治效果。目前国内现行规范中没有关于排导槽淤积情况计算的相关条款,导致排导槽被泥石流淤埋的工程事故时有发生。鉴于此,分析了排导槽淤堵的常见原因,对现有... 详细信息

排导槽是泥石流治理常用的工程措施,泥石流若在槽内淤积,将极大影响排导槽防治效果。目前国内现行规范中没有关于排导槽淤积情况计算的相关条款,导致排导槽被泥石流淤埋的工程事故时有发生。鉴于此,分析了排导槽淤堵的常见原因,对现有的一些排导槽淤积验算公式进行了分析和整理,提出了一套基于槽宽验算、槽内泥深及流速验算等公式的排导槽防淤设计验算方法。该方法在雅(安)泸(沽)高速公路沿线某泥石流沟V型排导槽淤埋事故的处理中进行了应用,重建的排导槽经受了2011年6月17日特大暴雨形成的泥石流的考验,说明该方法实施效果良好,可供相关研究与设计参考。

关键词：泥石流排导槽淤积验算

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冰屑对冰-岩碎屑流运动特性影响作用的初步分析

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工程地质学报 2015年第6期23卷 1117-1126页

作者：杨情情苏志满陈锣增黄丽娟西南交通大学地球科学与环境工程学院成都610031 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

冰-岩碎屑流是一种发育在高寒山区、含固态水的特殊碎屑流,具有超强的运动性。冰屑对提高冰-岩碎屑流运动性至关重要,但对其认识仍较为不足。通过对2000年易贡滑坡的灾史资料分析和野外调查,指出易贡滑坡启动时携带冰川冰体、运动时铲... 详细信息

冰-岩碎屑流是一种发育在高寒山区、含固态水的特殊碎屑流,具有超强的运动性。冰屑对提高冰-岩碎屑流运动性至关重要,但对其认识仍较为不足。通过对2000年易贡滑坡的灾史资料分析和野外调查,指出易贡滑坡启动时携带冰川冰体、运动时铲刮含冰碎屑物,而且具有规模大、冲出距离远的运动特性,是典型的冰-岩碎屑流。进而引入斜槽实验模拟岩土体上覆冰川冰体失稳下滑的过程,验证调查发现的堆积体前端坑洞群问题,探讨冰-岩碎屑材料冲出距离与含冰量、冰屑岩屑粒径比的关系。研究发现,冰屑可能包裹在碎屑流前端并全程参与碎屑流运动,在停积后由于融化而在堆积体上形成坑洞。被包裹的冰屑能够提高冰-岩碎屑材料的冲出距离,但含冰量较大时冰屑可能由于黏结成团、不易进入碎屑流内部而导致冲出距离变小。由此归结得到,冰屑提高碎屑流冲出距离的一个重要前提为冰屑进入碎屑流内部,当冰屑与岩屑的粒径比越小时冰屑越容易进入。这项研究工作为认识冰屑影响提供了坑洞调查法和斜槽实验法,研究成果有助于更为深入地认识冰-岩碎屑流运动特性的冰屑影响机理,为预防冰-岩碎屑流的远程致灾提供科学依据。

关键词：冰-岩碎屑流冰屑运动特性斜槽实验易贡滑坡

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汶川地震极重灾区公众减灾意识调查分析

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灾害学 2014年第2期29卷 228-233页

作者：陈容崔鹏苏志满李云贵曾超余健中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室/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 四川省地质环境监测总站四川成都610071 成都理工大学四川成都610059

采用问卷调查和入户深入访谈的方式了解汶川8.0级地震极重灾区都江堰市虹口乡和紫坪铺镇11个村的群众减灾意识、减灾需求和建议,并从性别、年龄、文化程度三个方面分析比较减灾行为倾向,初步反映汶川地震灾后重建4年后极重灾区民众的山... 详细信息

采用问卷调查和入户深入访谈的方式了解汶川8.0级地震极重灾区都江堰市虹口乡和紫坪铺镇11个村的群众减灾意识、减灾需求和建议,并从性别、年龄、文化程度三个方面分析比较减灾行为倾向,初步反映汶川地震灾后重建4年后极重灾区民众的山地灾害减灾意识状况。调查结果表明:多数被调查者的减灾意识较强,尤其是接受过减灾培训的地质灾害监测员和群众,但也反映大部分群众尤其是中青年对二次灾害存在侥幸心理,对避灾技能的理解还有待加强,社区减灾能动性有待进一步发挥。最后结合当地实际提出改进防灾避险明白卡、注重宣传培训效果,强化民众减灾意识,充分调动群众减灾能动性和完善风险沟通协调机制等对策和建议,从而为有关部门开展山地灾害防治的宣传培训提供参考,同时为促进社区减灾提供社会心理依据。

关键词：汶川地震极重灾区山地灾害减灾意识社区减灾问卷调查

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Enrichment of thermophilic and mesophilic microbial consortia for efficient degradation of corn stalk

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Journal of Environmental Sciences 2019年第4期31卷 118-126页

作者： Jun Lu zhiman Yang Wanying Xu Xiaoshuang Shi Rongbo Guo Shandong Industrial Engineering Laboratory of Biogas Production & Utilization Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess TechnologyChinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences

Six different environmental samples were applied to enrich microbial consortia for efficient degradation of corn stalk,under the thermophilic and mesophilic *** consortium obtained from anaerobic digested sludge under thermophilic condition(TC-Y)had the highest lignocellulose-degrading *** CO_2yield was 246.73 m L/g VS in23 days,meanwhile,the maximum CO_2production rate was 15.48 mL/(CO_2·d),which was28.75%and 52.27%higher than that under mesophilic condition,*** peak value of cellulase activity reached 0.105 U/mL,which was at least 34.61%higher than the other *** addition,49.5%of corn stalk was degraded in 20 days,moreover,the degradation ratio of cellulose,hemicellulose and lignin can reach 52.76%,62.45%and42.23%,*** consortium structure analysis indicated that the TC-Y contained the phylum of Gemmatimonadetes,Acidobacteria,Chloroflexi,Planctomycetes,Firmicutes,and ***,the Pseudoxanthomonas belonging to GammaProteobacteria might be the key bacterial group for the lignocellulose *** results indicated the capability of degrading un-pretreated corn stalk and the potential for further investigation and application of TC-Y.

关键词： Corn stalk Lignocellulose degradation Microbial consortium Bacterial community structure

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