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Breaches of the Baige Barrier Lake: Emergency response and dam breach flood

Science China(Technological Sciences) 2020年第7期63卷 1164-1176页

作者： CAI YaoJun CHENG HaiYun wu shuaifeng YANG QiGui WANG Lin LUAN YueSheng CHEN ZuYu Changjiang Institute of Survey PlanningDesign and ResearchWuhan 430010China Bureau of Hydrology Changjiang Water Resource CommissionWuhan 430010China State Key Laboratory'of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin.China Institute of Water Resources and Hydropower Research Beijing 100038China Department of Geotechnical Engineering China Institute of Water Resources and Hydropower ResearchBeijing 100048China State Key Laboratory of Eco-hydraulics in Northwest Arid Region Xi'an University of Technology'Xi'an 710048China Changjiang Survey Institute of MWR Wuhan 430011China

This paper documents the emergency response to the breaches of the Baige Barrier Lake. The lake was successively formed by landslides that occurred on October 10 and November 3, 2018 at the provincial border between Sichuan and Tibet in China. The barrier lake created by the "10.10" landslide breached on October 12 and triggered a flood with a peak discharge around 10000 m^3/s. The residual landslide barrier was enhanced by a second landslide on November 3, resulting in a higher barrier with larger flood potential. An overflow channel was excavated in the crest of the barrier to prompt the breach to be triggered at a lower water level. The second breach happened on November 12 with a measured peak discharge of 31000 m^3/s. Nearly 75000 people were evacuated before the two breaches. In order to prevent the downstream dams from possible over-topping, nearly 3.27×10~8 m^3 of the stored volume was released from the Liyuan reservoir 688 km downstream of Baige Barrier Lake. This paper presents the measured hydrographs and the back-analysis results for the "11.03" barrier lake. It is shown that the modern models of dam breach hydraulics can reasonably reproduce the barrier breach hydrographs;however, further studies are needed to define the key parameters which highly influence the calculated results. Knowledge acquired during the emergency response to the case can be shared with experts working on breaches of embankment dams and can be referenced to promote both the theory study and the engineering practice to mitigate the potential risks caused by this type of catastrophic events.

关键词： dam breach back analysis baige barrier lake emergency response downstream flood propagation

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Spatial distribution of health risks for residents located close to solvent-consuming industrial VOC emission sources

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Journal of Environmental Sciences 2021年第9期33卷 38-48页

作者： Di Wang Xuan Li Xinmin Zhang Wenjuan Zhao Weiqi Zhang shuaifeng wu Xia Shao Lei Nie State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment Chinese Research Academy of Environmental SciencesBeijing 100012China Beijing Key Laboratory of Urban Atmospheric Volatile Organic Compounds Pollution Control and Application Beijing Municipal Research Institute of Environment ProtectionBeijing 100037China China Institute of Water Resources and Hydropower Research Beijing 100038China

Emissions derived from the consumption of organic solvents have been proven to be the primary industrial source of volatile organic compounds(VOCs).In conjunction with epidemiologic studies, water-based paints(WBPs) and solvent-based paints(SBPs) were selected as representatives of newly developed solvents and traditional solvents, respectively,to simulate the effects of consuming solvents emitted during industrial *** non-carcinogenic and carcinogenic risks to residents near emission sources were studied in *** results showed that the spatial distribution of health risks varied with meteorological conditions and type of emission source, and the prevailing wind direction strongly affected the distribution range and shape of the influenced *** areas of influence maximized on heavy-polluting days for both WBP and SBP emission sources with the total span reaching 804 m and 16 km, respectively;meanwhile, the areas of influence for carcinogenic risk resulting from WBP emission sources were 1.2 and 2.3 times greater than those measured on fine and rainy days, respectively, and 1.8 and 2.9 times greater for SBP emission *** with WBPs, the total spans of negatively influenced regions resulting from SBP emission sources were 10.4, 12.5 and 19.9 times greater on fine, rainy and heavypolluting days, ***, carcinogenic risk was the dominant health threat for populations residing close to solvent-consuming industrial emission *** findings suggest that newly developed solvents are capable of significantly reducing consequent health threats, nevertheless, they could still pose occasional threats to nearby residents under specific meteorological conditions.

关键词： Secondary receptor Spatial distribution Solvent-consuming emission source Potential health risk Acquirable risk-free region

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Dynamic Mechanical Characteristics and Damage Evolution Model of Granite

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Journal of Beijing Institute of Technology 2018年第2期27卷 302-311页

作者： shuaifeng wu Yingqi Wei Hong Cai Bei Jia Dianshu Liu China Institute of Water Resources and Hydropower Research Beijing 100038China School of Mechanics and Civil Engineering China University of Mining and TechnologyBeijing 100083China

By using the technique of the split Hopkinson pressure bar（ SHPB）,impact tests at different stress wavelengths（ 0. 8-2. 0 m） and strain rates（ 20-120 s^（-1）） were conducted to study the dynamic mechanical properties and damage accumulation evolution lawof granite. Test results showthat the dynamic compressive strength and strain rate of granite have a significantly exponential correlation;the relationship between peak strain and strain rate is approximately linear,and the increase of wavelengths generally makes the level of peak strain uplift. The multiple-impacts test at a lowstrain rate indicates that at the same wavelength,the cumulative damage of granite shows an exponential increasing form with the increase of strain rate; when keeping the increase of strain rate constant and increasing the stress wavelength,the damage accumulation effect of granite is intensified and still shows an exponential increasing form; under the effect of multiple impacts,the damage development trend of granite is similar overall,but the increase rate is accelerating. Therefore the damage evolution model was established on the basis of the exponential function while the physical meaning of parameters in the model was determined. The model can reflect the effect of the wave parameters and multiple impacts. The validity of the model and the physical meaning of the parameters were verified by the test,which further offer a reference for correlational research and engineering application for the granite.

关键词： split Hopkinson pressure bar(SHPB) stress wave parameter dynamic mechanical property damage model

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爆破振动对新浇混凝土影响的试验研究

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振动与冲击 2017年第2期36卷 39-44,88页

作者：吴帅峰王戈袁东凯刘殿书中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 开封市质量技术监督检验测试中心河南开封475000

为探究新浇混凝土受爆破振动作用下的安全振速,以保证混凝土结构的可靠性,采用露天深孔爆破作为振源,对龄期为6 h、12 h、36 h、48 h和72 h的C40混凝土分别在2~10 cm/s的爆破振速下进行试验。通过测试各龄期试件在受振动扰动后的纵波波... 详细信息

为探究新浇混凝土受爆破振动作用下的安全振速,以保证混凝土结构的可靠性,采用露天深孔爆破作为振源,对龄期为6 h、12 h、36 h、48 h和72 h的C40混凝土分别在2~10 cm/s的爆破振速下进行试验。通过测试各龄期试件在受振动扰动后的纵波波速及抗压强度,分析得出:龄期为6 h和12 h时,2.3 cm/s的爆破振速能够使混凝土产生大于0.05的损伤以及5%以上的强度折减;龄期为36 h和48 h时,能够对混凝土造成损伤和强度折减的振速为4 cm/s,36 h龄期为混凝土抗振能力提升的拐点;龄期为72 h时,混凝土表现出明显的抗振性能。最后,以损伤不大于0.05和强度折减不大于5%双重指标,给出龄期为6 h、12 h、36 h、48 h和72 h的混凝土安全振速分别为2 cm/s、2 cm/s、4 cm/s、5 cm/s、7cm/s。为完善新浇混凝土在爆破振动下的安全标准提供参考。

关键词：新浇混凝土爆破振动混凝土龄期安全振速

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强夯沉降模型及参数特征分析研究

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振动与冲击 2021年第7期40卷 112-118页

作者：吴帅峰蔡红严俊肖建章魏然中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点试验室北京100038

基于承德机场高填方土石混合料的大型强夯试验,采用激光扫描、3D建模的手段,得出单击夯沉量与夯击次数呈指数型衰减的关系,并将其分为快速下沉段和平缓发展段;由此构建3参数强夯沉降量模型;根据参数演化规律,定义α为起始夯沉量因素参数... 详细信息

基于承德机场高填方土石混合料的大型强夯试验,采用激光扫描、3D建模的手段,得出单击夯沉量与夯击次数呈指数型衰减的关系,并将其分为快速下沉段和平缓发展段;由此构建3参数强夯沉降量模型;根据参数演化规律,定义α为起始夯沉量因素参数,β为待加固区的场地因素参数,δ为稳定夯沉量参数;将该模型推广至涵盖碎石土、砂土、黏土、粉土等类型地基加固中均有较好的适用性,并得出模型参数取值与场地条件的相关规律。该模型的运用能够指导强夯的设计及辅助施工效果检测,具有较强的工程实际价值。

关键词：强夯地基加固夯沉量模型

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筑坝料变形模量尺寸效应及其外推模型研究

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水利水电技术（中英文） 2023年第4期54卷 171-186页

作者：麻志刚吴帅峰魏迎奇中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048

【目的】随着筑坝工程向高坝、大库的发展,筑坝料也向大粒径发展,但配合开展的室内试验因条件规模的限制需以缩尺的形式开展,因而引发了尺寸效应问题。针对堆石坝筑坝料变形模量尺寸效应问题,建立一个根据缩尺筑坝料室内试验值推求原型... 详细信息

【目的】随着筑坝工程向高坝、大库的发展,筑坝料也向大粒径发展,但配合开展的室内试验因条件规模的限制需以缩尺的形式开展,因而引发了尺寸效应问题。针对堆石坝筑坝料变形模量尺寸效应问题,建立一个根据缩尺筑坝料室内试验值推求原型筑坝料工程实际值的变形模量外推模型。【方法】通过不同径径比下的一系列压缩试验,研究变形模量随尺度参数的变化规律;通过堆石料和砂砾石料颗粒分析试验,研究变形模量随颗粒破碎率的变化规律;根据试验规律推导给出筑坝料变形模量尺寸效应外推模型,并采用该模型对河口村面板坝坝体沉降进行预测。【结果】研究结果表明:堆石料变形模量随径径比增加而增加,砂砾石料变形模量随径径比增加而减小;变形模量随颗粒破碎率增加而减小,颗粒破碎率随径径比增加而减小;新模型使面板坝沉降预测精度提高约6.2%。【结论】根据研究结果可以推知:颗粒破碎是引起两种筑坝石料变形模量尺寸效应变化趋势相反的原因,推导给出的变形模量外推模型可以精准描述两种筑坝石料变形模量的尺寸效应规律,并提高堆石坝沉降预测精度,具有一定的适用性和合理性。为堆石坝筑坝材料尺寸效应研究提供了一个新的思路,提出的模型可以作为堆石坝变形预测的计算工具。

关键词：尺寸效应筑坝料破碎率干密度变形模量堆石坝变形影响因素

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武汉罗家港互通主桥总体设计

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城市道桥与防洪 2023年第5期 65-68,88,M0009页

作者：吴帅峰中铁大桥勘测设计院集团有限公司武汉分公司湖北武汉430074

武汉罗家港互通主桥采用85 m下承式简支桁架拱,为双向6车道城市桥梁。桁架拱桥横向布置2片拱肋,间距29.4 m,拱肋矢高16.9 m,矢跨比为1/6;拱肋、系杆及腹杆均采用带板式加劲肋的焊接箱型截面,拱肋间设置3道箱型截面风撑;桥面系采用密布... 详细信息

武汉罗家港互通主桥采用85 m下承式简支桁架拱,为双向6车道城市桥梁。桁架拱桥横向布置2片拱肋,间距29.4 m,拱肋矢高16.9 m,矢跨比为1/6;拱肋、系杆及腹杆均采用带板式加劲肋的焊接箱型截面,拱肋间设置3道箱型截面风撑;桥面系采用密布横梁的正交异性板;桥墩采用m型门式墩,基础采用钻孔灌注桩群桩;拱桥采用支架拼装、顶推施工。

关键词：桁架拱拱肋系杆桥面系结构分析桥梁设计施工方案

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基于元件组合理论的砂岩动态损伤本构模型

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爆炸与冲击 2018年第4期38卷 827-833页

作者：江雅勤吴帅峰刘殿书贾贝王蒙李晓璐中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 中国水利水电科学研究院岩土工程研究所北京100044

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)系统,对砂岩进行不同速度下的冲击试验,得到砂岩的应变率效应特征以及典型的动态本构曲线。该曲线分为近似线弹性阶段、塑性阶段、塑性增强阶段和正向卸载阶段。通过组合模型的方法,构建了砂岩含损伤的动... 详细信息

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)系统,对砂岩进行不同速度下的冲击试验,得到砂岩的应变率效应特征以及典型的动态本构曲线。该曲线分为近似线弹性阶段、塑性阶段、塑性增强阶段和正向卸载阶段。通过组合模型的方法,构建了砂岩含损伤的动态本构模型,借助LS-DYNA软件中的用户材料子程序UMAT接口实现对本构模型的二次开发,并对砂岩在冲击速度为7.5、9.5、11.5和13.5m/s 4种情况下的SHPB动态冲击压缩试验进行模拟。结果表明:所构建的模型可以很好地描述砂岩的应变率效应和应力-应变曲线弹性段,并且动态峰值强度、最大应变均与试验结果一致,应变率、峰值强度、最大应变与试验结果的相对误差不超过10%。所构建的砂岩动态本构模型能够准确地描述砂岩在冲击作用下的动态力学特性。

关键词：岩石动力学分离式霍普金森压杆本构模型损伤

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筑坝土石料尺寸效应模型及试验研究

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岩土工程学报 2023年第S1期45卷 11-15页

作者：吴帅峰孙淼军麻志刚魏然张丽雅中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311100 北京航空航天大学北京102206

随着筑坝工程向高坝、大库的发展,筑坝料也向大粒径发展,而室内试验因条件规模的限制需以缩尺的形式开展,进而引发尺寸效应问题。对此,推导建立了变形特性的尺寸效应模型,模型考虑了颗粒破碎、侧向变形、干密度及荷载水平等因素,并选取... 详细信息

随着筑坝工程向高坝、大库的发展,筑坝料也向大粒径发展,而室内试验因条件规模的限制需以缩尺的形式开展,进而引发尺寸效应问题。对此,推导建立了变形特性的尺寸效应模型,模型考虑了颗粒破碎、侧向变形、干密度及荷载水平等因素,并选取堆石料和砂砾石料两类典型筑坝材料开展了120~1000 mm试样尺度下的系列压缩实验,揭示了径径比、破碎率与尺寸效应的相关关系。研究结果表明:颗粒破碎率随径径比增加而减小,压缩模量随颗粒破碎率增加而减小,堆石料压缩模量随径径比增加而增加,砂砾石料压缩模量随径径比增加而减小。试验结果与模型计算结果较一致,证明模型具有一定的适用性和合理性。

关键词：筑坝料尺寸效应破碎率径径比压缩模量

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武汉理工二桥UHPC天桥设计与施工

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北方交通 2024年第7期 18-21,25页

作者：吴帅峰中铁大桥勘测设计院集团有限公司武汉分公司武汉市430074

武汉理工大学理工二桥横跨友谊大道,是连接南北校区的主要通道。该桥位于友谊大道主线高架和地面辅道之间,受天桥上、下通行净空和校区场地限制,要求梁高不超过1m。根据交通疏导要求,上部结构采用预制吊装法施工。为降低梁高并减轻梁体... 详细信息

武汉理工大学理工二桥横跨友谊大道,是连接南北校区的主要通道。该桥位于友谊大道主线高架和地面辅道之间,受天桥上、下通行净空和校区场地限制,要求梁高不超过1m。根据交通疏导要求,上部结构采用预制吊装法施工。为降低梁高并减轻梁体重量,主桥采用UHPC超高性能混凝土,单箱三室鱼腹形截面,梁高1m,边腹板及顶板仅10cm。利用Midas有限元软件对该桥各项指标进行验算,结果均满足规范要求且有较大富余,体现了超高性能混凝土在桥梁设计施工中的实用性。

关键词： UHPC 天桥箱梁设计施工

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