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Quantitative human risk analysis of 2015 Shenzhen dump failure considering influence of urbanization

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Journal of Mountain Science 2021年第6期18卷 1439-1457页

作者： zhanG Shuai LIU Ying BATE Bate PENG Da-lei LI Can zhan liang-tong MOE Key Laboratory of Soft Soils and Geo-Environmental Engineering Zhejiang UniversityHangzhou 310058China Faculty of Science and Technology Technological and Higher Education Institute of Hong KongHongkong 999077China Department of Civil and Environmental Engineering The Hong Kong University of Science and TechnologyHongkong 999077China

With the rapid development of urbanization, a large amount of construction spoil was stockpiled around cities and formed extensive dumps. Construction spoil is one of the main construction and demolition(C&D) waste and municipal solid waste(MSW). Once the construction spoil dump becomes unstable, it will bring great risks to the surrounding residents. A catastrophic dump failure occurred on 20 December 2015 in Guangming New Strict, Shenzhen, China. Approximately 2.51×10^(6) m^(3) of construction waste slid out from the dumpsite, destroying 33 houses and causing total 77 casualties. This paper attempts to analyze the failure probability of the construction spoil dump using Monte Carlo simulation considering the spatial variability of soil properties, and to quantify the dynamic human risk considering the increasing urbanization. Influence of urbanization on the human element at risk is analyzed by referring to multi-temporal remote sensing images. A quantitative human risk assessment model is employed to determine the landslide human risk referring an assessment criteria curve between frequency of number fatalities and number of fatalities(F-N curve). It is found that the societal risk at daytime was 0.078, 0.088, and 1.432 in 2002, 2014, and 2015, respectively. Meanwhile, the societal risk at night was 0.034, 0.037, and 0.611 in 2002, 2014, and 2015, respectively. The quantitative method was benchmarked by the other landfill failure. It implies that the human risk increased with the development of urbanization and its value at daytime was approximately twice as much as at night. The new approach for the human risk assessment provides guidance for modern MSW landfills and highlights the obvious influence of urbanization on the human risk in other areas.

关键词： Construction spoil Dumpsite Slopes Landslides Stability analysis Human risk

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非饱和膨胀土边坡中土水相互作用机理

浙江大学学报（工学版） 2006年第3期40卷 494-500页

作者：詹良通浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310027

为了探讨非饱和膨胀土中强烈土水相互作用对边坡稳定的影响,进行了大型现场降雨入渗模拟试验和综合的室内试验研究.研究了包括土水特征曲线的测试、胀缩试验和吸湿软化试验的室内试验.试验成果分析表明,在干湿季节循环过程中,非饱和膨... 详细信息

为了探讨非饱和膨胀土中强烈土水相互作用对边坡稳定的影响,进行了大型现场降雨入渗模拟试验和综合的室内试验研究.研究了包括土水特征曲线的测试、胀缩试验和吸湿软化试验的室内试验.试验成果分析表明,在干湿季节循环过程中,非饱和膨胀土中水分、吸力、变形、应力和抗剪强度之间发生强烈耦合作用.膨胀土的丰富裂隙在土水相互作用中起关键作用,它直接破坏了土体的完整性,并显著增加了表层土的入渗速率.降雨入渗使得浅层的非饱和膨胀土体发生吸水膨胀而软化,还造成浅层土体中水平应力显著增加,这可能导致土体发生局部被动破坏.季节性干湿循环使得边坡浅层土体逐渐发生向坡下蠕变,以致边坡发生渐进累积破坏.

关键词：膨胀土边坡吸力变形应力抗剪强度裂隙

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非饱和土性状及其与工程问题的联系

岩土工程学报 2006年第2期28卷 129-136页

作者：包承纲詹良通长江科学院浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310027

首先讨论非饱和土研究的现状,指出目前存在的几种观点及其特点,然后针对不同类型的工程问题分别讨论了非饱和土性状与这些工程问题的联系,最后对非饱和土理论实用化发展方向进行了思考和讨论。

关键词：非饱和土性状工程吸力

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吹填土自重沉积固结特性试验研究

水利学报 2008年第2期39卷 201-205页

作者：詹良通童军徐洁浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310027

利用沉积柱试验研究了浙江海域沉积淤泥的自重沉积固结特性，探讨了泥水混合物初始密度、海水中阳离子类型及其浓度对自重沉积固结特性的影响。试验结果表明：该泥水混合物在50cm高的沉积柱中自重沉积阶段历时约3h，而自重固结阶段约持... 详细信息

利用沉积柱试验研究了浙江海域沉积淤泥的自重沉积固结特性，探讨了泥水混合物初始密度、海水中阳离子类型及其浓度对自重沉积固结特性的影响。试验结果表明：该泥水混合物在50cm高的沉积柱中自重沉积阶段历时约3h，而自重固结阶段约持续到1～2d，自重沉积固结完成后的孔隙比介于2～3之间。泥水混合物的初始密度越大，泥浆自重沉积过程越慢，但固结完成后孔隙比越小。海水中盐溶液浓度越大或阳离子化合价越高，则泥浆沉积越快，固结后孔隙比越小。阳离子价位对该淤泥自重沉积固结特性的影响比溶液浓度更显著一些，在吹填工程实践中可考虑在泥水混合物中添加高价阳离子（如Ca^2＋）来提高自重固结速率和固结后密实度。该淤泥在0～2kPa应力范围的压缩曲线基本上是线性的，其对应的压缩系数约为1．3kPa^-1。

关键词：吹填淤泥自重沉积固结孔隙比溶液浓度阳离子类型

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以垃圾焚烧底灰为骨料的脱水污泥固化试验

中国环境科学 2014年第10期34卷 2624-2630页

作者：陈萍冯彬詹良通浙江理工大学建筑工程学院浙江杭州310018 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310027

针对机械脱水污泥强度低,难以安全填埋的问题,采用生活垃圾焚烧底灰作为骨架材料和水泥、石灰、石膏作为固化剂,开展污泥固化试验研究,并通过无侧限抗压强度试验、耐水性试验、浸出毒性试验对固化效果进行评价.结果表明,较优的固化剂种... 详细信息

针对机械脱水污泥强度低,难以安全填埋的问题,采用生活垃圾焚烧底灰作为骨架材料和水泥、石灰、石膏作为固化剂,开展污泥固化试验研究,并通过无侧限抗压强度试验、耐水性试验、浸出毒性试验对固化效果进行评价.结果表明,较优的固化剂种类为水泥和石膏,掺入量为污泥干基的50%,无侧限抗压强度可以满足填埋要求.最优垃圾焚烧底灰掺入量为100%,固化污泥增容比小于1.0,能够起到减容作用.水泥、石膏固化污泥耐水性能均较好.浸出毒性试验结果表明,最优固化剂种类为石膏,浸出液Cu、Zn、Pb离子浓度及COD值均较原泥大幅降低,可以起到良好的稳定化效果,且浸出液pH值接近中性,对生态环境影响较小.

关键词：污泥生活垃圾焚烧底灰固化/稳定化强度浸出毒性

真空联合堆载预压下基于指数形式渗流的砂井地基非线性固结解

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工程力学 2021年第2期38卷 69-76,133页

作者：江文豪詹良通浙江大学岩土工程研究所杭州310058

基于指数形式渗流定律,通过引入e-lgσ′和e-lgk模型来考虑土体的非线性固结特性,同时考虑了真空负压沿深度呈线性衰减的特性,对真空联合堆载预压下砂井地基的固结问题进行了求解,并推导得到了砂井地基的非线性固结解。通过将该文解析... 详细信息

基于指数形式渗流定律,通过引入e-lgσ′和e-lgk模型来考虑土体的非线性固结特性,同时考虑了真空负压沿深度呈线性衰减的特性,对真空联合堆载预压下砂井地基的固结问题进行了求解,并推导得到了砂井地基的非线性固结解。通过将该文解析解答与已有的解析解展开对比分析,验证了该文解答的正确性。根据该文解答,对砂井地基的固结性状展开了分析,分析表明:在固结初期,渗流指数m越大,砂井地基的固结速率越快;但在固结后期,m越大,砂井地基的固结速率越慢;负压传递系数kz对砂井地基固结速率的影响较小,但kz的减小会使得砂井地基的沉降速率和最终沉降量降低;压缩指数与渗透指数的比值越大,砂井地基的固结速率越慢;当m1时,外荷载越大,砂井地基的固结速率越大。

关键词：砂井地基非线性固结真空联合堆载预压指数形式渗流解析解

考虑井阻效应及径向渗透系数变化下砂井地基的大变形固结

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岩土力学 2021年第3期42卷 755-766页

作者：江文豪詹良通浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310058

基于Barron砂井地基等应变固结理论及Gibson一维大变形固结理论,同时考虑了砂井的井阻效应、径向渗透系数的变化及竖向渗流等因素,推导建立了更具普遍性的砂井地基大变形固结方程,并采用有限差分法对该方程进行了求解。通过将所求的差... 详细信息

基于Barron砂井地基等应变固结理论及Gibson一维大变形固结理论,同时考虑了砂井的井阻效应、径向渗透系数的变化及竖向渗流等因素,推导建立了更具普遍性的砂井地基大变形固结方程,并采用有限差分法对该方程进行了求解。通过将所求的差分解答与已有的固结模型及小变形解析解进行比较,对差分解答的正确性进行了验证。基于差分解答,对砂井地基的大变形固结性状展开分析。分析表明:砂井的井阻效应会降低砂井地基的固结速率,但当砂井的渗透系数增大到一定程度时,砂井的井阻效应可忽略;径向渗透系数的变化模式会对砂井地基的固结速率产生较大影响,相比于线性变化模式,抛物线变化模式下的固结速率较快;竖向渗流加快了砂井地基的固结速率,当井径比较小时,应考虑竖向渗流对砂井地基固结速率的影响;压缩指数与渗透指数的比值越大,砂井地基的固结速率越慢。

关键词：砂井地基大变形固结井阻效应径向渗透系数竖向渗流有限差分法

吸力对非饱和膨胀土抗剪强度及剪胀特性的影响

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岩土工程学报 2007年第1期29卷 82-87页

作者：詹良通吴宏伟浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310027 香港科技大学土木工程系

利用非饱和土直剪仪进行原状样和压实样的控制吸力直剪试验以研究吸力对非饱和膨胀土抗剪强度和剪胀性状的影响。试验结果表明:该膨胀土原状样和压实样的剪胀势随着吸力增加而增大。吸力对该膨胀土抗剪强度的贡献可归结于两种不同的机理... 详细信息

利用非饱和土直剪仪进行原状样和压实样的控制吸力直剪试验以研究吸力对非饱和膨胀土抗剪强度和剪胀性状的影响。试验结果表明:该膨胀土原状样和压实样的剪胀势随着吸力增加而增大。吸力对该膨胀土抗剪强度的贡献可归结于两种不同的机理:①吸力使得土体中粒间有效应力增加;②吸力对土体剪胀势的贡献。由于吸力对土体剪胀势的贡献,吸力对该膨胀土峰值强度的贡献大于其对峰后软化强度的贡献。当吸力相同时,原状样的峰值强度和剪胀势均高于压实样,这与原状样中铁锰结核的胶结作用有关。吸力对该膨胀土抗剪强度的贡献高于压实高岭土。

关键词：膨胀土吸力抗剪强度剪胀性直剪试验

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非饱和膨胀土变形和强度特性的三轴试验研究

岩土工程学报 2006年第2期28卷 196-201页

作者：詹良通吴宏伟浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310027 香港科技大学土木工程系

为了研究吸力变化对非饱和膨胀土变形和抗剪强度特性的影响,利用三套新研制的双压力室非饱和土三轴仪,进行一系列吸湿试验、等吸力压缩固结试验和等吸力剪切试验。试验土样取自鄂西北的中膨胀性土,采用静力压实方法制备试样。试验成果表... 详细信息

为了研究吸力变化对非饱和膨胀土变形和抗剪强度特性的影响,利用三套新研制的双压力室非饱和土三轴仪,进行一系列吸湿试验、等吸力压缩固结试验和等吸力剪切试验。试验土样取自鄂西北的中膨胀性土,采用静力压实方法制备试样。试验成果表明:该非饱和膨胀土在低围压吸湿过程中的体变性状呈明显的屈服特性,因此验证了Barcelona膨胀土本构模型中SD屈服包线的存在。在等向压缩固结过程中,该非饱和膨胀土的屈服应力随吸力增加而增大,而屈服后的压缩系数随吸力增大而减少,表明吸力对土体具有硬化作用。该非饱和膨胀土的有效内摩擦角不随吸力变化而变化,吸力对抗剪强度的贡献(似凝聚力)随吸力呈非线性增加,吸力对该膨胀土抗剪强度的贡献明显高于压实高岭土和砂性土。

关键词：膨胀土吸力三轴试验变形抗剪强度