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周期性孔隙水压作用下砂岩损伤劣化特性研究

岩土力学 2024年

作者：李洪亚马林建刘杰李增邓家军许宏发陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室

消落带砂岩由于受到周期性水压渗透的影响，其物理力学特性随时间损伤劣化，导致岸坡稳定性降低。开展了周期性孔隙水压力损伤砂岩的不排水三轴压缩试验，分析了砂岩强度、变形及脆性特征演化规律，讨论了细微观结构劣化机制。结果表明... 详细信息

消落带砂岩由于受到周期性水压渗透的影响，其物理力学特性随时间损伤劣化，导致岸坡稳定性降低。开展了周期性孔隙水压力损伤砂岩的不排水三轴压缩试验，分析了砂岩强度、变形及脆性特征演化规律，讨论了细微观结构劣化机制。结果表明：砂岩峰值强度随着孔隙水压作用周次的增大而减小，且强度劣化度随围压增大逐渐降低。随着孔隙水压作用周次增大黏聚力和内摩擦角分别呈现指数式衰减和线性衰减，其中黏聚力下降是强度劣化的主要原因。弹性模量、破坏应变和Tarasov脆性指数均随孔隙水压作用周次增大逐渐降低，而随围压增大具有明显增强效应。破坏模式由单斜面剪切破坏发展至共轭剪切破坏，破裂角由67.2°逐渐减小至62.05°。周期性孔隙水压作用在裂隙尖端导致的应力集中和应力疲劳加剧了砂岩内部结构劣化，且不排水压缩过程中的孔隙水压力的增长进一步加剧了砂岩的损伤劣化，而围压作用导致部分渗流通道闭合，降低了砂岩的渗流损伤。

关键词：库岸边坡砂岩应力-渗流耦合周期性孔隙水压脆性指数损伤劣化

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水–岩作用下断续节理砂岩力学特性劣化机理

岩土工程学报 2021年第4期43卷 634-643页

作者：邓华锋齐豫李建林姜桥 Eleyas Assefa 李新哲三峡库区地质灾害教育部重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002 亚的斯亚贝巴科技大学土木与建筑工程学院俄塞俄比亚亚的斯亚贝巴

在库水位周期性升降作用下,库水消落带节理岩体的损伤劣化很可能导致库岸边坡向不稳定的方向发展。基于此,开展了断续节理砂岩的水–岩作用试验,结合力学试验和微细观结构检测综合分析其劣化规律及机理。结果显示:(1)在长期水–岩作用... 详细信息

在库水位周期性升降作用下,库水消落带节理岩体的损伤劣化很可能导致库岸边坡向不稳定的方向发展。基于此,开展了断续节理砂岩的水–岩作用试验,结合力学试验和微细观结构检测综合分析其劣化规律及机理。结果显示:(1)在长期水–岩作用过程中,断续节理岩样的抗压强度、变形模量劣化趋势明显,而且存在明显非均匀性,其中前3个水-岩作用周期的阶段劣化度明显较大,5个水–岩作用周期之后的阶段劣化度明显减小并趋于稳定。(2)水–岩作用下,不同节理倾角岩样的力学参数劣化幅度不一样,阶段劣化度总体呈U型分布,节理倾角在0°和90°附近时,节理岩样从明显的张性破坏逐渐向剪性破坏转变,破坏模式变化特征比较明显,对应力学参数劣化幅度较大;节理倾角为60°左右时,节理岩样总体保持顺节理面的剪切破坏,破坏模式变化特征不明显,对应力学参数劣化幅度比较小,这些变化也使得节理岩样各向异性力学特征逐渐减弱。(3)在水库长期运行过程中,消落带节理岩体的产状直接影响水–岩作用的劣化趋势和变形破坏特征,因此,在库岸边坡长期变形稳定分析中,不仅要关注消落带岩体力学性质的劣化,也要关注节理岩体的产状差异及其在水–岩作用下变形破坏模式的转化。

关键词：库岸边坡消落带水–岩作用断续节理破坏模式劣化

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库岸边坡倾倒变形岩体特征分析及稳定性评价

江西水利科技 2024年第3期50卷 163-167页

作者：刘志强长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430000

西南某水电站库岸边坡岩体倾倒变形类型分为倾倒溃屈、倾倒松动、倾倒松弛及倾倒蠕变。总结了该工程倾倒变形岩体的平面及空间分布特征,通过倾倒岩体稳定性定性分析得出倾倒溃屈、倾倒松弛与倾倒蠕变对岸坡稳定性影响小,倾倒松动岩体对... 详细信息

西南某水电站库岸边坡岩体倾倒变形类型分为倾倒溃屈、倾倒松动、倾倒松弛及倾倒蠕变。总结了该工程倾倒变形岩体的平面及空间分布特征,通过倾倒岩体稳定性定性分析得出倾倒溃屈、倾倒松弛与倾倒蠕变对岸坡稳定性影响小,倾倒松动岩体对工程影响较大,二维极限平衡分析得出倾倒松动岸坡岩体整体稳定性满足规范要求,三维离散元分析得出倾倒松动的垂直影响范围约在高程1600m以上,倾倒变形程度随高程增高而增强。

关键词：倾倒变形倾倒松动极限平衡离散元库岸边坡

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水位升降条件下牵引式滑坡离心模型试验

岩土力学 2018年第2期39卷 605-613页

作者：苗发盛吴益平谢媛华李曜男李麟玮中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

自三峡水库蓄水后,库区地质灾害频发,研究库水位升降条件下的库岸边坡稳定性与破坏模式日益重要。以三峡库区云阳县凉水井滑坡为原型,基于长江科学院CKY-200土工离心机,结合滑坡区工程地质概况,模拟制作了这一典型库岸滑坡的简化模型。... 详细信息

自三峡水库蓄水后,库区地质灾害频发,研究库水位升降条件下的库岸边坡稳定性与破坏模式日益重要。以三峡库区云阳县凉水井滑坡为原型,基于长江科学院CKY-200土工离心机,结合滑坡区工程地质概况,模拟制作了这一典型库岸滑坡的简化模型。采用高速相机、激光位移传感器、孔隙水压力传感器、土压力传感器等监测手段,在模型试验中实现了对边坡前缘水位高程及升降的控制,获取了试验过程中坡体水平位移和沉降、孔隙水压力、土压力值的变化规律,得到以下结论:试验从开始至加水阶段结束,模型位移以竖直方向为主,而在排水阶段则水平方向位移远大于竖直方向;试验过程中,在库水位上升与骤降作用下,首先在前缘产生裂隙,并逐渐向中部、后缘扩展,随后在中部产生较大变形,出现局部滑移,模型总体破坏形式呈牵引式破坏模式;试验结束时,模型自后缘起体积含水率逐渐增大;在水位上升期间,模型变形相对较小,主要滑移出现在水位下降期间,因此,该滑坡为动水压力型,产生变形破坏主要是由于动水压力效应所致。试验揭示了库岸牵引式滑坡在库水位升降条件下的破坏模式和变形失稳机制,为库区滑坡的防治提供了重要依据。

关键词：库岸边坡离心模型试验水位升降牵引式滑坡演化过程

基于迁移成分分析的库岸跨区域滑坡易发性评价

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地球科学 2023年

作者：苏燕黄绍翔赖晓鹤陈耀鑫杨凌鋆林川谢秀栋黄斌福州大学土木工程学院

考虑到滑坡编录制作的耗时性，建立一种“可迁移”的滑坡易发性模型已越发重要。合理利用现有完整滑坡数据地区的样本集对无样本区域进行易发性预测具有重要意义。本文运用迁移成分分析(transfer component analysis，TCA)方法，结合深... 详细信息

考虑到滑坡编录制作的耗时性，建立一种“可迁移”的滑坡易发性模型已越发重要。合理利用现有完整滑坡数据地区的样本集对无样本区域进行易发性预测具有重要意义。本文运用迁移成分分析(transfer component analysis，TCA)方法，结合深度学习卷积神经网络(convolutional neural network，CNN)，尝试引入一种基于迁移学习域自适应方法的TCA-CNN模型，并以福建省两个库岸地区为例，提取11个库岸相关环境因子建立滑坡空间数据库，将有样本的池潭库区易发性模型迁移至无样本的棉花滩库区进行预测，实现跨区域滑坡易发性评价。通过对棉花滩库区进行易发性预测，结果显示：1)采用TCA方法处理后的不同研究区数据最大均值差异(maximize mean discrepancy，MMD)明显降低(0.022)，数据实现近似同分布；2)TCA-CNN模型的跨区域预测精度为0.854，高于CNN模型(0.791)，且通过历史滑坡验证其落入高、极高易发性区间的滑坡频率比占比最高(89.1%)；3)受试者工作特性(receiver operating characteristic，ROC)曲线下面积TCA-CNN模型为0.93，高于CNN模型的0.90。可见TCA-CNN模型能够有效运用建模区的样本数据实现对无样本区域的易发性评价，且相比于传统机器模型在进行跨区域预测时具有更高、更稳定的预测准确率，具备更强的泛化能力。

关键词：滑坡易发性卷积神经网络迁移成分分析库岸边坡数据缺失

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库岸边坡消落带水-岩作用研究进展与展望

三峡大学学报（自然科学版） 2023年第5期45卷 95-104页

作者：邓华锋骆祚森张景昱周美玲李建林三峡库区地质灾害教育部重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002 三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002

消落带岩体的损伤劣化直接影响库岸边坡的长期变形稳定.近年来,相关模拟库岸边坡消落带的水-岩作用的试验设备和测试技术逐步发展,消落带水-岩作用劣化效应及机理研究逐步完善,相关研究进展主要体现在如下4个方面:库岸边坡消落带水-岩... 详细信息

消落带岩体的损伤劣化直接影响库岸边坡的长期变形稳定.近年来,相关模拟库岸边坡消落带的水-岩作用的试验设备和测试技术逐步发展,消落带水-岩作用劣化效应及机理研究逐步完善,相关研究进展主要体现在如下4个方面:库岸边坡消落带水-岩作用试验方法从干湿循环逐步发展到考虑库水压力变化以及应力和水-岩耦合作用,但相关模拟复杂应力条件和库水环境耦合作用的专用仪器设备和方法亟待进一步研究完善;水-岩作用下各类岩石的劣化规律和微细观结构损伤演化特征得到系统研究,并建立了多种损伤劣化模型,但复杂赋存条件下库岸边坡消落带岩体损伤劣化与地层岩性、坡体结构的相关关系,以及消落带岩体的损伤劣化机理及模型亟待完善;在消落带岩体劣化现场测试方面,声波、回弹、探地雷达和钻孔成像技术逐渐得到应用,但相关适用于大范围、长周期的消落带岩体劣化现场测试及分析技术亟待完善;消落带岩体劣化已经逐渐成为影响岸坡长期变形稳定的因素之一,但消落带岩体损伤劣化诱发岸坡局部或者整体变形失稳的临界条件、变形破坏模式分析还不够系统.

关键词：库岸边坡消落带水-岩作用室内试验现场测试研究展望

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库岸边坡实时风险率预警模型及工程应用

陕西水利 2022年第12期 7-10,14页

作者：徐江湖江西浔禹工程管理有限公司江西九江332000

为改进传统库岸边坡预警方法实时性较弱的缺点,对边坡风险率建立实时性量化模型,提出预警方法。首先,对边坡整体的实时性状态进行监测,建立时空回归模型,据此对边坡风险率构建实时性量化模型;其次,根据概率可靠度基本原理,结合规范,对... 详细信息

为改进传统库岸边坡预警方法实时性较弱的缺点,对边坡风险率建立实时性量化模型,提出预警方法。首先,对边坡整体的实时性状态进行监测,建立时空回归模型,据此对边坡风险率构建实时性量化模型;其次,根据概率可靠度基本原理,结合规范,对不同级别的工程风险率评价指标作出标定;最后,构建质量控制图,对边坡实时性风险等级进行设计,使工程测量数据可直接向边坡风险率预警模型转化,并以实际工程对模型进行验证。

关键词：库岸边坡风险率实时安全监测

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库岸边坡稳定性影响因素试验研究

河南水利与南水北调 2022年第5期51卷 71-72,94页

作者：冯文刚北京中水利德科技发展有限公司山东分公司山东临沂276000

以红土库岸边坡为研究对象,通过土工试验和有限元分析相结合的方法,研究了不同因素对红土边坡稳定性的影响规律。研究表明,对于相同的初始干密度试样,增加试验干湿循环次数会导致试样的抗剪强度先迅速下降随后缓慢下降直至稳定。当边坡... 详细信息

以红土库岸边坡为研究对象,通过土工试验和有限元分析相结合的方法,研究了不同因素对红土边坡稳定性的影响规律。研究表明,对于相同的初始干密度试样,增加试验干湿循环次数会导致试样的抗剪强度先迅速下降随后缓慢下降直至稳定。当边坡倾角从45°增加到50°时,边坡的稳定性安全系数下降速率最大,在边坡倾角增大50°时,边坡的稳定安全系数达到最小值。当边坡倾角为50°时,干湿循环对边坡稳定安全系数的影响最为显著。试样初始干密度一定,当循环次数边坡稳定安全系数迅速减小;当6≤循环次数≤10次时,边坡稳定安全系数缓慢减小,减小幅度减小。当循环次数≥20次时,边坡稳定安全系数随逐渐趋于稳定,即红土边坡达到新一个平衡状态。

关键词：库岸边坡稳定性影响因素土工试验数值模拟

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库岸边坡滑坡发生变形机制及稳定性分析

黑龙江水利科技 2022年第6期50卷 55-58页

作者：龙秀梅昌图县镇村振兴发展服务中心辽宁铁岭112500

以某水库工程为背景,对降雨后库岸边坡发生滑坡进行了勘察分析和现场监测,研究表明,降雨渗入会软化泥岩地层,在古风化壳与泥岩交界面逐渐形成滑动面。当滑坡后缘因受拉产生裂缝,促进地表水渗入地层,加速了滑坡产生。导流洞埋涵段的开挖... 详细信息

以某水库工程为背景,对降雨后库岸边坡发生滑坡进行了勘察分析和现场监测,研究表明,降雨渗入会软化泥岩地层,在古风化壳与泥岩交界面逐渐形成滑动面。当滑坡后缘因受拉产生裂缝,促进地表水渗入地层,加速了滑坡产生。导流洞埋涵段的开挖会导致古滑坡被挖出部分丧失阻滑作用,减小抗滑力,促进滑坡的发生。数值模拟和现场监测数据显示,库岸边坡的潜在滑动面自开挖坡顶后方一定距离处剪入,以接近较大半径圆弧的形状斜向下延申,滑坡体厚度较大,该库岸边坡的安全系数为0.901。此外,滑坡体主要沿主滑方向移动,且滑坡体处于蠕滑状态。

关键词：库岸边坡滑坡变形机制稳定性