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物理模型试验在港珠澳大桥隧道人工岛设计中的应用

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施工技术 2015年第11期44卷 104-107页

作者：王彦林闫禹港珠澳大桥管理局广东珠海519015

随着全球变暖趋势的日益明显,近年来全球范围内的灾害性极端气象事件频频发生。从假定在瞬时暴雨、强台风带来的高越浪量等更极端天气情况下,通过对人工岛断面物理模型试验和整体物理模型试验,验证施工图设计断面的稳定性和防浪排洪的... 详细信息

随着全球变暖趋势的日益明显,近年来全球范围内的灾害性极端气象事件频频发生。从假定在瞬时暴雨、强台风带来的高越浪量等更极端天气情况下,通过对人工岛断面物理模型试验和整体物理模型试验,验证施工图设计断面的稳定性和防浪排洪的有效性,为设计可能需要采取的有针对性措施提供科学依据,以确保隧道及人工岛总体设计安全与稳定。

关键词：桥梁工程隧道工程物理模型试验人工岛设计

基于物理模型试验的含多层软弱夹层顺层开挖高边坡变形破坏特征分析

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中国地质灾害与防治学报 2022年第3期33卷 61-67页

作者：穆成林裴向军王睿王超四川师范大学工学院四川成都610101 成都理工大学生态环境学院四川成都610059

含有多层软弱夹层的开挖边坡具有坡体结构复杂、稳定性评价及治理难度大的特点。以黔西地区现场开挖高边坡为研究对象,建立室内物理试验模型,通过不同的工况开挖,呈现变形破坏演化过程,分析变形破坏模型及形成机理,确定失稳破坏范围。... 详细信息

含有多层软弱夹层的开挖边坡具有坡体结构复杂、稳定性评价及治理难度大的特点。以黔西地区现场开挖高边坡为研究对象,建立室内物理试验模型,通过不同的工况开挖,呈现变形破坏演化过程,分析变形破坏模型及形成机理,确定失稳破坏范围。结果显示:开挖边坡裂隙产生由表及里,由上及下,由最初的陡倾短小裂隙扩展延伸,最终贯通,形成近似平行岩层的长大裂缝;缓坡度开挖变形破坏为浅表层,整体稳定性较好,失稳范围及规模较小;陡坡度开挖变形破坏规模大,稳定性较差,以滑移-拉裂深层失稳为主;浅层滑坡滑面以层间泥化夹层剪切为主,基本呈直线状;深层滑坡滑面以层间泥化夹层剪切以及陡倾裂隙组合形成阶梯状。该研究成果对于黔西地区的顺层开挖高边坡设计、稳定性评价、治理措施选择等具有重要的指导意义。

关键词：软弱夹层开挖高边坡变形失稳物理模型试验

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仿自然鱼道整体物理模型试验研究

水科学进展 2017年第6期28卷 879-887页

作者：徐进超王晓刚宣国祥郑飞东黄岳南京信息工程大学水文气象学院江苏南京210044 南京水利科学研究院江苏南京210029 交通运输部通航建筑物建设技术交通行业重点实验室江苏南京210000

仿自然鱼道不仅能满足多种鱼类的洄游需要,同时还增加了河道内鱼类生境的数量与多样性,近来越来越受到人们的重视。由于仿自然鱼道结构复杂,断面型式多变、边坡及底部材质粗糙,糙率估算困难等,目前尚无完善的研究方法。结合新干枢纽仿... 详细信息

仿自然鱼道不仅能满足多种鱼类的洄游需要,同时还增加了河道内鱼类生境的数量与多样性,近来越来越受到人们的重视。由于仿自然鱼道结构复杂,断面型式多变、边坡及底部材质粗糙,糙率估算困难等,目前尚无完善的研究方法。结合新干枢纽仿自然鱼道工程,建立了1∶12的整体物理模型试验,对鱼道初步设计方案的水流条件进行了论证。结果表明,采用常规鱼道的研究方法控制鱼道内底坡、底宽、池室长度、偏移率和透水率等参数,然后通过整体物理模型试验进行验证和优化,可有效地用于指导仿自然鱼道的设计。与常规鱼道相比,仿自然鱼道受断面型式及建造材料的尺寸误差等影响,鱼道线路内流速差异明显。特别是鱼道转弯段,偏移率受弯道影响,流速易出现较直线段高或低的情况。研究成果为工程的设计提供了参考依据,同时为仿自然鱼道的设计和研究提供了参考。

关键词：仿自然鱼道物理模型试验水流条件体型优化

滚石冲击棚洞砂土垫层物理模型试验及数值模拟研究

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振动与冲击 2020年第18期39卷 195-202页

作者：王东坡周良坤裴向军黄畇坤刘兴荣成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所兰州730000

滚石冲击棚洞垫层的动力响应分析多采用数值模拟手段,缺乏物理模型试验验证。为此,以山区棚洞结构为原型,搭建滚石冲击棚洞结构试验平台,开展不同坠落高度下不同垫层厚度及密度的冲击试验,并建立对应的数值模型。进一步通过与试验结果比... 详细信息

滚石冲击棚洞垫层的动力响应分析多采用数值模拟手段,缺乏物理模型试验验证。为此,以山区棚洞结构为原型,搭建滚石冲击棚洞结构试验平台,开展不同坠落高度下不同垫层厚度及密度的冲击试验,并建立对应的数值模型。进一步通过与试验结果比对,验证数值模型的可靠性,在此基础上开展滚石冲击棚洞垫层动力响应数值计算分析,结果表明:松散砂土垫层比密实砂土垫层具有更好的耗能效果;增大垫层厚度能够延长冲击持续时间,有效降低滚石冲击力,但随着厚度不断增加,其缓冲能力的提升程度减缓;通过对Hertz接触理论、日本公式、动力有限元三种方法比较,发现前两种方法的计算结果明显偏大,偏于保守。研究成果可为棚洞结构砂土垫层的设计提供理论与技术支持。

关键词：滚石棚洞砂土垫层物理模型试验数值模拟动力响应

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泥石流冲击桥墩动力相互作用物理模型试验

岩土力学 2019年第9期40卷 3363-3372页

作者：王东坡陈政何思明陈克坚刘发明李明清成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041 中国科学院大学北京100049 中国中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

在我国西部山区地震、地质活跃带,泥石流灾害对位于泥石流沟道、沟口等位置处的桥墩构成重大威胁。如何量化描述泥石流冲击桥墩的动力过程,是泥石流减灾领域拟要解决的一个重要科学问题。以泥石流灾害威胁成兰铁路沿线桥墩的工程背景为... 详细信息

在我国西部山区地震、地质活跃带,泥石流灾害对位于泥石流沟道、沟口等位置处的桥墩构成重大威胁。如何量化描述泥石流冲击桥墩的动力过程,是泥石流减灾领域拟要解决的一个重要科学问题。以泥石流灾害威胁成兰铁路沿线桥墩的工程背景为基础,依托大型泥石流模拟系统,进行多组室内大比例泥石流冲击桥墩物理模型试验。研究泥石流流速、流深以及流体特征参数与泥石流冲击压力的相关性。试验结果表明:冲击过程主要受到弗汝德数Fr和雷诺数Re两个无量纲数控制,稀性泥石流冲击压力主要控制参数为Fr,而对于黏性泥石流则同时有Fr和Re的影响;不论是对于峰值冲击力还是冲击功率谱,不同类型泥石流差别显著;在相同重度等条件下,稀性泥石流具有更大的冲击能量;此外,各种类型泥石流通过临界Fr线得到了本质上的区分。研究成果将为桥墩抗泥石流冲击结构设计提供技术支持及科学依据。

关键词：泥石流桥墩冲击物理模型试验

多功能高速远程滑坡运动堆积过程物理模型试验装置设计与应用

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地质科技通报 2020年第1期39卷 86-94页

作者：葛云峰李信杰杜彬仇雅诗赵斌滨郑海孙昊中国地质大学(武汉)工程学院武汉430078 中国电力科学研究院有限公司输变电工程研究所北京100055

高速远程滑坡运动堆积过程影响因素众多,在物理模型试验装置研发过程中应满足多因素变化需求,从而实现多功能目的.该试验装置初始状态下(垂直角度=20°,水平角度=0°)长3.40m,宽0.56m,高1.35m.设计有滑体体积调节、上滑槽坡度调节和下... 详细信息

高速远程滑坡运动堆积过程影响因素众多,在物理模型试验装置研发过程中应满足多因素变化需求,从而实现多功能目的.该试验装置初始状态下(垂直角度=20°,水平角度=0°)长3.40m,宽0.56m,高1.35m.设计有滑体体积调节、上滑槽坡度调节和下滑槽水平角度调节三大模块.材料上采用了3mm厚不锈钢钢板与8mm厚钢化玻璃2种材料,使用耐久性较好,并且采用分部件组装形式,安装有万向轮,便于实验仪器的搬运.基于砂子与卵石颗粒材料,应用所研发装置,初步开展了高速远程滑坡运动堆积过程物理模型试验,简要分析了滑体坡度、水平角度、滑体高度及基底材质等参数对滑动距离的影响规律.

关键词：高速远程滑坡运动堆积过程物理模型试验多功能试验装置设计与应用

基于物理模型试验的多层滑带堆积层滑坡-抗滑桩受力特征

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地质科技通报 2021年第4期40卷 171-178页

作者：张杰豪胡新丽徐楚牛李飞杨登芳中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074

研究抗滑桩的受力特征是进行抗滑桩设计工作的关键。我国三峡库区部分堆积层滑坡发育多层滑带,而目前抗滑桩的设计方法仅针对单层滑坡,因此,对多层滑带堆积层滑坡—抗滑桩受力特征的研究具有重要意义。基于三峡库区堆积层滑坡工程地质特... 详细信息

研究抗滑桩的受力特征是进行抗滑桩设计工作的关键。我国三峡库区部分堆积层滑坡发育多层滑带,而目前抗滑桩的设计方法仅针对单层滑坡,因此,对多层滑带堆积层滑坡—抗滑桩受力特征的研究具有重要意义。基于三峡库区堆积层滑坡工程地质特征,开展了多层滑带堆积层滑坡物理试验模型,在滑坡的后缘施加推力来模拟滑坡演化过程,同时监测滑坡—抗滑桩体系的多场信息。试验结果表明,在多层滑带堆积层滑坡的演化过程中,桩身受力表现出了很好的规律性。根据坡表位移的变化趋势,将滑坡演化分为4个阶段,在此基础上对桩身受力进行分析。滑坡推力分布图式中出现了4个极大值,土体抗力分布图式中出现唯一最大值,该试验结果为抗滑桩的设计提供了一定的理论支持。

关键词：多层滑带抗滑桩物理模型试验受力分析

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乔木护坡效果物理模型试验研究

科学技术与工程 2022年第35期22卷 15546-15553页

作者：姜彤李龙飞薛雷黄坤丁昊王昊宇华北水利水电大学地球科学与工程学院郑州450046 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083

随着人们对环境保护的日益重视,植被护坡作为一种生态友好型的边坡支护方式逐步得到了广泛应用,其中针对草本和灌木护坡效果的研究较多,但有关乔木护坡效果的研究较少。为此,通过3D打印技术制作了较为逼真的乔木根系模型,并基于自行设... 详细信息

随着人们对环境保护的日益重视,植被护坡作为一种生态友好型的边坡支护方式逐步得到了广泛应用,其中针对草本和灌木护坡效果的研究较多,但有关乔木护坡效果的研究较少。为此,通过3D打印技术制作了较为逼真的乔木根系模型,并基于自行设计的滑坡物理模型试验平台,开展了乔木护坡效果物理模型试验,对边坡变形破坏全过程中抗滑力、坡体位移和坡体滑动面积进行了分析。结果表明:与无根系护坡试验工况相比,(1)有根系护坡坡体的抗滑力峰值增大、达到峰值所用时间延长,峰后抗滑力衰减程度降低;(2)有根系护坡坡体的坡体位移,随着根系长度和布设排数的增加总体呈现下降趋势,且研究发现,持续增加根系长度并不能持续显著减小坡体位移,而当根系长度较大时,适当减少根系布设排数亦能达到较好的护坡效果;(3)有根系护坡坡体的滑动面积明显减小。上述认识丰富了乔木护坡效果方面的研究,对乔木护坡实际工程应用有一定指导意义。

关键词：乔木护坡效果物理模型试验 3D打印技术

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钢管抗滑短桩受力特性物理模型试验研究

岩土力学 2016年第S2期37卷 679-684页

作者：蔡强李乾坤石胜伟张勇中国地质调查局地质灾害防治技术中心四川成都611734 中国地质科学院探矿工艺研究所四川成都611734

为研究钢管抗滑短桩加固滑坡体的受力特性,在中国地质调查局地质灾害防治技术中心完成了4组不同桩长的钢管抗滑短桩加固碎石土滑坡的室内物理模型试验。测试堆载施加的滑坡推力作用下桩后、前土压力和桩身应变,观察滑体前缘变形破坏形态... 详细信息

为研究钢管抗滑短桩加固滑坡体的受力特性,在中国地质调查局地质灾害防治技术中心完成了4组不同桩长的钢管抗滑短桩加固碎石土滑坡的室内物理模型试验。测试堆载施加的滑坡推力作用下桩后、前土压力和桩身应变,观察滑体前缘变形破坏形态,分析滑坡推力、桩前土体抗力和桩身弯矩的分布规律试验。结果表明,滑坡推力的分布和桩前土体抗力和桩身弯矩是"S"型分布,确定了抗滑短桩的危险截面。对比分析桩长变化钢管抗滑短桩的受力特性,初步拟定钢管短桩能发挥抗滑效果的桩长下限值,即钢管抗滑短桩位于滑体中的长度应不小于滑体厚度的2/3。

关键词：钢管抗滑短桩堆载滑坡推力土体抗力桩身弯矩桩长下限值物理模型试验