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2023年积石山6.2级地震诱发大规模黄土液化流滑的特征与启示

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 235-243页

作者：王兰民许世阳王平王睿车爱兰周燕国吴志坚王谦蒲小武柴少峰马星宇中国地震局(甘肃省)黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000 清华大学水利工程系北京100084 上海交通大学船建学院上海200240 浙江大学岩土工程研究所浙江大学超重力研究中心浙江杭州310058 南京工业大学交通工程学院江苏南京211816 中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

2023年12月18日23时59分,甘肃省积石山县发生了6.2级地震,震中位于北纬35.7°,东经102.79°,震源深度10 km。本次地震在距震中约20 km的青海省海东市民和县永川乡金田村和草滩村二级阶地黄土台塬地貌下引发了长2.5 km的大规模液化流滑灾... 详细信息

2023年12月18日23时59分,甘肃省积石山县发生了6.2级地震,震中位于北纬35.7°,东经102.79°,震源深度10 km。本次地震在距震中约20 km的青海省海东市民和县永川乡金田村和草滩村二级阶地黄土台塬地貌下引发了长2.5 km的大规模液化流滑灾害,引起了国内外的高度关注。笔者在震后立即对该液化流滑灾害和地震动特征进行了现场联合调查,基于现场考察、无人机现场勘测、钻孔勘探、电法探测、参考历史同类灾害的前期研究成果等手段,初步查明了液化流滑的特征与机理。结果表明,该液化流滑是由于地震触发11 m深度以下地下水饱和的黄土层大面积液化,上覆土体随液化土体沿液化层带顺着2°~3.5°的缓斜坡方向流滑进入冲沟,然后,沿坡度为1.5°~5°的冲沟向下游继续流滑。在流滑过程中,液化土体中喷涌出的大量水与上覆土体中高含水率表层土中的水不断与流滑土体搅合揉搓使得流滑混合体在到达冲沟中下部的拦洪坝之前,已经演化为泥流。在遇到拦洪坝受阻漫溢到左右两岸的同时,泥流转而也进入了左侧另一条相邻冲沟一定距离,最终拦洪坝溃坝,泥流继续下泄到了金田村和草滩村,造成两村51户房屋被埋或冲毁,20余人死亡,泥流最终停止于两村下游约317 m处。并在结论中得到了评估与减轻此类灾害风险的启示。

关键词：液化流滑黄土地层地震动放大效应

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液化诱发剪切应变局部化的近场动力学模拟

岩土力学 2024年

作者：孙伟王睿张建民中山大学土木工程学院隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室

在含有低渗透性土层的可液化地基中，液化引起的超静孔压累积和重分布，可能导致孔隙水集中至低渗透性土层底局部区域，从而引发剪切应变局部化和延迟破坏现象。本文引入一种正则化技术——非局部近场动力学理论（Peridynamics，简称PD... 详细信息

在含有低渗透性土层的可液化地基中，液化引起的超静孔压累积和重分布，可能导致孔隙水集中至低渗透性土层底局部区域，从而引发剪切应变局部化和延迟破坏现象。本文引入一种正则化技术——非局部近场动力学理论（Peridynamics，简称PD）来模拟此类现象，以克服采用经典有限元方法（FEM）模拟应变局部化时通常具有的网格依赖性问题。计算模型采用PD和FEM分别模拟固相和流体相，并使用砂土液化大变形本构模型(CycLiq)模拟可液化砂土。在验证了所提出方法的有效性后，使用多种不同离散密度的计算模型，分析了具有低渗透性夹层的一维倾斜场地的地震响应。从理论和数值上，说明了所提出的方法在模拟液化引起的剪切应变局部化时，可以消除网格依赖性。同时参数分析表明，相同条件下，低渗透性夹层位置越高，夹层渗透系数相比砂层越小，则地基因剪切应变局部化产生的侧向位移量越大。

关键词：液化地震剪切应变局部化延迟破坏近场动力学

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考虑场地液化的简支桥梁振动台试验研究

地震工程与工程振动 2024年第3期44卷 108-115页

作者：徐丹王飞郭杨徐开元乐腾胜合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 安徽省建筑科学研究设计院绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室安徽合肥230031

为了探究简支桥梁在可液化场地条件下的倒塌机理,结合实际震害调查,并对量大面广的简支桥梁进行了模拟液化场地下的振动台模型试验,采用持续增强的白噪声和正弦波作为激励,研究了简支桥梁在可液化场地条件下的倒塌机理。结果表明,振动... 详细信息

为了探究简支桥梁在可液化场地条件下的倒塌机理,结合实际震害调查,并对量大面广的简支桥梁进行了模拟液化场地下的振动台模型试验,采用持续增强的白噪声和正弦波作为激励,研究了简支桥梁在可液化场地条件下的倒塌机理。结果表明,振动台试验结果能够很好地再现液化现象,桩截面峰值应变位置随着液化的逐渐加深而下移,桩基自振频率随场地液化的逐渐加深而持续降低,而邻桩间距的不断增大会导致桥梁倒塌,试验结果与实际震害现象较为接近。研究对桥梁结构在地震作用下的土-结构相互作用具有一定的参考价值,也为现存类似桥梁的地震安全性评价积累了部分试验资料。

关键词：震害调查简支桥梁液化倒塌振动台试验

复合溶剂液化制备乙酰丙酸乙酯的碳同位素分馏

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林业工程学报 2024年第4期9卷 99-104页

作者：沈娟章程琴午紫阳蔡燕燕谭卫红中国林业科学研究院林产化学工业研究所江苏省生物质能源与材料重点实验室

利用单体稳定同位素分析（CSIA）技术研究C3、C4植物源原料液化生成乙酰丙酸乙酯（EL）过程中碳稳定同位素分馏特征。实验结果表明，在反应时间15 min内，C3、C4植物源原料液化生成EL的反应速率为木薯淀粉>玉米淀粉，杨木纤维素（P-C）... 详细信息

利用单体稳定同位素分析（CSIA）技术研究C3、C4植物源原料液化生成乙酰丙酸乙酯（EL）过程中碳稳定同位素分馏特征。实验结果表明，在反应时间15 min内，C3、C4植物源原料液化生成EL的反应速率为木薯淀粉>玉米淀粉，杨木纤维素（P-C）>玉米秸秆纤维素（CS-C）,杨木>玉米秸秆，液化生成EL过程中碳同位素比值的分馏速率为C3植物源原料>C4植物源原料，两者之间存在着直接的线性关系，液化反应速率较大时，δ13C值的变化速率也大。结合瑞利方程量化液化过程中EL的13C碳稳定同位素的富集程度，得到不同原料液化过程中富集因子大小为ε>ε,εCS-C>εP-C,ε>ε,表明液化过程中碳同位素的富集程度与原料的δ13C值相关，液化程度越大，δ13C值变化程度越大，通过追踪反应过程中的碳稳定同位素分馏变化就可以反映其液化程度。此外，13C同位素富集在中间产物5-羟甲基糠醛（5-HMF）上，而在最终产物EL中相对较少；由于动力学同位素效应的存在，发生化学反应后，12C同位素在EL中逐渐富集，13C同位素富集在5-HMF中，说明在试验过程中5-HMF→EL的路径占优势。由此可知，CSIA可用于C3、C4植物源原料液化过程的研究。

关键词：单体同位素分析乙酰丙酸乙酯液化碳同位素分馏

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基于离心振动试验的深埋砂层液化研究

长江科学院院报 2024年第5期41卷 133-138页

作者：彭文明夏勇张雪东中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司勘测设计分公司成都610072 清华大学水利水电工程系北京100084 中国水利水电科学院岩土工程研究所北京100038

砂层地震液化的判别经验一般在10~20 m深度范围内,基于离心振动试验研究30~40 m埋深砂层是否地震液化的问题。用密度较大的钢球堆积体模拟上覆土层,进行埋深15 m和25 m这2种情况下砂层离心机振动台试验,研究深部12.8 m厚砂层在地震作用... 详细信息

砂层地震液化的判别经验一般在10~20 m深度范围内,基于离心振动试验研究30~40 m埋深砂层是否地震液化的问题。用密度较大的钢球堆积体模拟上覆土层,进行埋深15 m和25 m这2种情况下砂层离心机振动台试验,研究深部12.8 m厚砂层在地震作用下孔隙水压力发展规律并进行液化判别。试验表明,2种埋深条件下砂土超静孔隙水压力比均液化现象。通过对比,砂土中各测点初始孔隙水压力和试验过程中的超静孔隙水压力随着上覆厚度增加而逐渐变大,但超静孔压比随着上覆厚度的增加逐渐减小,表明砂层埋深对抗液化能力提升明显。

关键词：深埋砂层地震动动力离心模型试验液化超静孔隙水压力

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基于粒间接触关系的饱和砂土液化特性研究

防灾减灾工程学报 2024年第2期44卷 450-458页

作者：周恩全姚缘王龙卜春尧伊思航江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 江南大学机械工程学院江苏无锡214122 中国地震局地球物理研究所北京100081

为了研究饱和砂土的液化机理,通过等体积加载的方式建立了循环荷载下饱和砂土动力响应的颗粒流计算模型,研究了饱和砂土在不同围压和加载幅值下的动力响应,探讨了颗粒间力链的发展特性,并从Shannon熵、Boltzmann熵以及Clausius熵的基本... 详细信息

为了研究饱和砂土的液化机理,通过等体积加载的方式建立了循环荷载下饱和砂土动力响应的颗粒流计算模型,研究了饱和砂土在不同围压和加载幅值下的动力响应,探讨了颗粒间力链的发展特性,并从Shannon熵、Boltzmann熵以及Clausius熵的基本关系入手,建立基于粒间接触力链的饱和砂土颗粒熵计算方法,分析了颗粒熵发展特性。结果表明:饱和砂土初始总力链主要受围压的影响,围压越大,初始总力链越多;循环荷载下饱和砂土颗粒间力链总数逐渐降低,且强力链持续向中、弱力链转换;循环荷载下饱和砂土颗粒熵表现出先升高后降低的二阶段特性,围压和加载幅值对颗粒熵峰值无明显影响,各工况的颗粒熵峰值均为0.92;定义颗粒熵峰值为相变颗粒熵,相变颗粒熵时的饱和砂土表现出固液临界态的力学特征,指示了饱和砂土由固态向往返液化状态转变的临界点。

关键词：饱和砂土液化力链颗粒熵

海上氢气液化系统(FLH2)浮式装置的教学实验设计

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实验技术与管理 2024年第4期41卷 132-139页

作者：孙崇正卢晓杨鑫李玉星刘羽翔于昊山东科技大学储能技术学院山东青岛 266590 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东省油气储运安全重点实验室山东青岛 266580

氢是推动海上水、风、光、电资源清洁高效利用的理想媒介,构建深海氢能产业体系对保障能源的供应安全、实现"双碳"目标、促进能源领域企业转型升级具有重要意义.为了开展氢能等海上新能源的实验教学活动,加深学生对机械设计基础(含课程... 详细信息

氢是推动海上水、风、光、电资源清洁高效利用的理想媒介,构建深海氢能产业体系对保障能源的供应安全、实现"双碳"目标、促进能源领域企业转型升级具有重要意义.为了开展氢能等海上新能源的实验教学活动,加深学生对机械设计基础(含课程设计)、流体力学(含实验)、氢能及新型能源动力系统、氢能存储与利用等专业课程内容的掌握,该文设计了应用于海上氢气液化系统(liquid hydrogen floating production storage and offloading unit,FLH2)的浮式多孔介质通道内外流动实验装置,包括浮式通道内多孔介质流动阻力测试实验装置与浮式通道外降膜流动测试实验装置两个部分.该装置具有较好的实验教学效果,可提升学生的工程实践能力和研究海洋能源高效利用领域的创新能力,拓展学生在深海氢能储运方面的知识储备.

关键词：海上氢能氢气储运液化复杂流动教学实验装置

海上氢气液化系统(FLH)浮式装置的教学实验设计

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实验技术与管理 2024年

作者：孙崇正卢晓杨鑫李玉星刘羽翔于昊山东科技大学储能技术学院中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东省油气储运安全重点实验室

氢能是推动海上水、风、光、电资源清洁高效利用的理想媒介，构建深海氢能产业体系对保障能源的供应安全、实现“双碳”战略目标、促进能源领域企业转型升级具有重要的意义。为了开展氢能等海上新能源的教学活动，以及加深学生对机械设... 详细信息

氢能是推动海上水、风、光、电资源清洁高效利用的理想媒介，构建深海氢能产业体系对保障能源的供应安全、实现“双碳”战略目标、促进能源领域企业转型升级具有重要的意义。为了开展氢能等海上新能源的教学活动，以及加深学生对机械设计基础(含课程设计)、流体力学(含实验)、氢能及新型能源动力系统、氢能存储与利用等专业课程内容的掌握，对新型海上氢气液化系统(Liquid hydrogen floating production storage and offloading unit，FLH2)及关键设备知识的拓展，设计了应用于FLH2的浮式多孔介质通道内外流动实验装置，包括浮式通道内多孔介质流动阻力测试实验装置与浮式通道外降膜流动测试实验装置两个部分。研究发现该装置具有较好的实验教学预期效果，进行该实验将大大提升学生的工程实践能力和研究海洋能源高效利用领域的创新能力，拓展学生在深海氢能储运方面的知识储备。

关键词：海上氢能氢气储运液化复杂流动教学实验装置

海上氢气液化系统(FLH)浮式装置的教学实验设计

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实验技术与管理 2024年 132-139页

作者：孙崇正卢晓杨鑫李玉星刘羽翔于昊山东科技大学储能技术学院中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东省油气储运安全重点实验室

氢是推动海上水、风、光、电资源清洁高效利用的理想媒介，构建深海氢能产业体系对保障能源的供应安全、实现“双碳”目标、促进能源领域企业转型升级具有重要意义。为了开展氢能等海上新能源的实验教学活动，加深学生对机械设计基础(... 详细信息

氢是推动海上水、风、光、电资源清洁高效利用的理想媒介，构建深海氢能产业体系对保障能源的供应安全、实现“双碳”目标、促进能源领域企业转型升级具有重要意义。为了开展氢能等海上新能源的实验教学活动，加深学生对机械设计基础(含课程设计)、流体力学(含实验)、氢能及新型能源动力系统、氢能存储与利用等专业课程内容的掌握，该文设计了应用于海上氢气液化系统(liquid hydrogen floating production storage and offloading unit,FLH2)的浮式多孔介质通道内外流动实验装置，包括浮式通道内多孔介质流动阻力测试实验装置与浮式通道外降膜流动测试实验装置两个部分。该装置具有较好的实验教学效果，可提升学生的工程实践能力和研究海洋能源高效利用领域的创新能力，拓展学生在深海氢能储运方面的知识储备。

关键词：海上氢能氢气储运液化复杂流动教学实验装置