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加快吸力平衡的三轴试验制样方法与验证

水利学报 2014年第S2期45卷 31-38页

作者：谈云志刘云刘晓玲左清军明华军三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002

非饱和土三轴试验是测试土体非饱和力学参数、研究其变形机理和本构模型的重要手段之一。目前,大都以控制基质吸力的方式研究非饱和土,而施加吸力后达到水气平衡状态的过程非常缓慢,特别对于黏性土更为突出。其根本原因是水气平衡过程... 详细信息

非饱和土三轴试验是测试土体非饱和力学参数、研究其变形机理和本构模型的重要手段之一。目前,大都以控制基质吸力的方式研究非饱和土,而施加吸力后达到水气平衡状态的过程非常缓慢,特别对于黏性土更为突出。其根本原因是水气平衡过程中试样的排水路径相对比较长。为此,提出了一套新的制样方法,该方法通过在三轴试样的轴心位置钻取一个小孔径的圆孔;然后,在圆孔内部充填标准细砂,把传统的轴向排水改成径向和轴向同时排水。通过物理试验和数值方法,分析了试样钻孔灌砂前后的吸力平衡时间和应力应变的差异性。结果表明,新的制样方法与传统方法相比其吸力平衡时间大约缩短3~4倍;置换砂率小于2%的情况下,轴心钻孔灌砂后对试样的变形基本没有影响。

关键词：吸力平衡非饱和土制样方法钻孔

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冻融循环作用下砂岩无损测试力学特性研究

水资源与水工程学报 2019年第4期30卷 201-209,216页

作者：刘杰黎照杨渝南唐洪宇高进沈豪炜三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室

针对冻融循环作用下砂岩冻融损伤机理和物理力学参数之间相互关系的问题,利用5种可重复操作的无损检测法(电阻测试、声波测试、滴定测试、CT扫描、局部细观放大技术)对低应力循环荷载作用下冻融循环试验后的岩样进行检测,并对岩样的冻... 详细信息

针对冻融循环作用下砂岩冻融损伤机理和物理力学参数之间相互关系的问题,利用5种可重复操作的无损检测法(电阻测试、声波测试、滴定测试、CT扫描、局部细观放大技术)对低应力循环荷载作用下冻融循环试验后的岩样进行检测,并对岩样的冻融劣化机理作出了分析,通过CT扫描得到岩样CT数值变化规律并发现冻融作用,找出了冻融后参数间的关系。结果表明:岩样物理参数和动力力学参数对冻融作用的敏感性排序为:阻尼比(λ)>动泊松比(ud)>电阻率(ρ)>阻尼系数(C)>纵波波速(v)>浸润面积(S)>动弹性模量(Ed)>质量(m),由此可在定量检测砂岩的冻融程度时,按参数对冻融作用的敏感性排序选择优先检测的参数种类,以减少检测的工作量;经过定量比较分析,提出了无损测试中各种参数间的关联性,得出了质量、阻尼比、动泊松比、阻尼系数、纵波波速、动弹性模量两两参数之间的定量关系,因此可通过一种参数的变化规律,预测另一种参数的变化趋势,在有限的试验条件、试验次数下,有效地精简所需试验的参数数目。

关键词：砂岩冻融循环冻融损伤力学特性无损检测技术 CT扫描劣化度机理

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赣南地区人工切坡降雨致灾机制现场模型试验

岩土力学 2021年第3期42卷 846-854页

作者：王力李高陈勇谭建民王世梅郭飞三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002 中南地质科技创新中心湖北武汉430205

赣南地区滑坡等地质灾害频发,降雨和人工切坡是该地区地质灾害的最主要诱发因素,物理模型试验尤其是现场模型试验是揭示滑坡发生机制的最有效手段。以赣南地区某风化变质岩人工切坡为研究对象,自主设计降雨模拟系统,布设有4个含水率、... 详细信息

赣南地区滑坡等地质灾害频发,降雨和人工切坡是该地区地质灾害的最主要诱发因素,物理模型试验尤其是现场模型试验是揭示滑坡发生机制的最有效手段。以赣南地区某风化变质岩人工切坡为研究对象,自主设计降雨模拟系统,布设有4个含水率、孔压监测孔及两处位移监测点,开展现场人工模拟降雨试验。研究边坡土体含水率、孔隙水压力以及位移与降雨过程的响应关系,探索持续强降雨作用下风化变质岩边坡的入渗规律,并揭示变质岩风化土坡的变形失稳模式。结果表明:降雨后土体含水率的变化存在滞后,雨水开始入渗后含水率持续增加,含水率增大幅度随其深度增大而减小;各测孔浅层土体孔压值降雨入渗过程响应明显,表层1 m以下土体一直处于非饱和状态;监测点位移与含水率变化速率呈明显的正相关,边坡变形主要集中于含水率变化明显的边坡一侧;边坡位移与孔压值变化响应明显,边坡内部土体发生剪胀变形现象使得孔压值降低,边坡变形速率随即减小;强降雨条件下陡峭人工切坡的变形破坏过程可归纳为3阶段:陡峭坡面分散坍滑,平台形成拉裂缝,边坡大范围垮塌。

关键词：现场试验降雨入渗剪胀变形破坏机制破坏模式

三峡库区灰岩浸泡损伤-孔隙水压耦合模型研究

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水利水电技术(中英文) 2023年

作者：段国勇马如梦防灾减灾湖北省重点实验室(三峡大学) 三峡库区地质灾害教育部重点实验室(三峡大学) 三峡大学电气与新能源学院

【目的】自2003年开始蓄水以来，三峡库区水库地震的数量达到上万次，对比蓄水前后的地震数据变化可以看出，库水浸泡作用明显改变了水库地震区域灰岩的力学特性。为了研究长期库水浸泡作用对库区灰岩力学特性的影响，【方法】本文针对... 详细信息

【目的】自2003年开始蓄水以来，三峡库区水库地震的数量达到上万次，对比蓄水前后的地震数据变化可以看出，库水浸泡作用明显改变了水库地震区域灰岩的力学特性。为了研究长期库水浸泡作用对库区灰岩力学特性的影响，【方法】本文针对库区蓄水环境，开展了不同浸泡时长和不同孔隙水压对灰岩三轴压缩强度的影响试验，以及浸泡作用下灰岩孔隙率变化的电镜扫描分析。【结果】试验结果表明：在浸泡作用和三轴试验中考虑不同孔隙水压时，灰岩的三轴抗压强度呈现出短期浸泡时的强度增强现象，与一些水岩相互作用理论存在差异。基于这些差异，本文从宏观力学特性和微观结构的角度分析了灰岩损伤发展规律，提出了灰岩浸泡损伤-孔隙水压耦合模型。估算了在试验条件下使溶孔产生破裂的孔隙压力临界值，按照静水压力取孔隙压力值为地下5.6km处，与三峡库区高桥断裂区域的水库地震震源深度较为吻合。【结论】库水地震区域灰岩的损伤并非单一的浸泡损伤，是耦合了孔隙率演变、孔隙压力变化、孔隙水形态演化等一系列复杂现象的破坏失效过程。本文的研究方法可为水利工程中诱发地震的机理研究提供一定的理论参考价值。

关键词：水库地震灰岩浸泡损伤-孔隙水压耦合模型

基于马尔科夫理论优化的地下咸水层CO溶解性能灰色预测模型

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大庆石油地质与开发 2023年

作者：董利飞钟品志张旗董文卓余波韦海宇杨超重庆三峡学院土木工程学院三峡库区地质灾害教育部重点实验室(三峡大学)

在地下咸水层封存过程中，CO2的溶解反应将会影响其封存容量和稳定性，并对周围环境和生态系统造成不利影响。为合理分析CO2在地下咸水层中的溶解性能，基于马尔科夫理论对灰色GM (1,1)模型进行优化，构建CO2溶解性能灰色预测模型。通... 详细信息

在地下咸水层封存过程中，CO2的溶解反应将会影响其封存容量和稳定性，并对周围环境和生态系统造成不利影响。为合理分析CO2在地下咸水层中的溶解性能，基于马尔科夫理论对灰色GM (1,1)模型进行优化，构建CO2溶解性能灰色预测模型。通过预测单因素影响下CO2在地下咸水层中的溶解性能，科学分析模型预测值与实测值的平均相对误差。结果表明：通过压强、温度及矿化度分析不同影响因素对CO2在水中溶解性能，得出CO2溶解性能灰色马尔科夫优化预测模型预测值与实测值的平均相对误差分别为0.37%、17.73%、0.21%；与灰色GM (1,1)模型相比，预测结果的平均相对误差分别降低了0.35百分点、1.56百分点、3.41百分点，CO2溶解性能灰色预测模型预测精度更高。研究成果为CO2在地下咸水层中的溶解封存提供数据支撑。

关键词：溶解性能 CO 溶解封存马尔科夫理论灰色GM (1,1)模型相对误差预测性能咸水层

强降雨作用下花岗岩全风化土坡致灾现场模型试验研究

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科学技术与工程 2022年第28期22卷 12307-12314页

作者：谭建民伍寒浪王世梅李高三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室宜昌443002 中南地质科技创新中心武汉430205

花岗岩全风化边坡崩塌或滑坡是赣南地区最为频发的地质灾害,强降雨及人工切坡是其主要诱发因素。选取该地区一处花岗岩全风化人工切坡,开展人工降雨模拟边坡破坏现场试验。通过分析强降雨作用下坡体含水率、孔隙水压力、变形位移的变化... 详细信息

花岗岩全风化边坡崩塌或滑坡是赣南地区最为频发的地质灾害,强降雨及人工切坡是其主要诱发因素。选取该地区一处花岗岩全风化人工切坡,开展人工降雨模拟边坡破坏现场试验。通过分析强降雨作用下坡体含水率、孔隙水压力、变形位移的变化规律及边坡破坏过程,探究花岗岩风化土坡的失稳机制。结果表明:含水率和孔隙水压力对降雨过程有着较为明显的响应;花岗岩全风化土坡变形破坏的主要判断依据是含水率和孔隙水压力的波动陡增;降雨入渗导致土体基质吸力减小,从而强度降低是花岗岩全风化土坡变形的主要原因;强降雨作用下花岗岩风化土质边坡的破坏模式为:先局部坡面滑塌,随后出现裂缝,最后整体大范围垮塌。

关键词：现场试验花岗岩全风化土坡降雨入渗破坏机理破坏模式

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三峡库区巴东库岸段水库地震迁移规律

工程地质学报 2018年第4期26卷 915-929页

作者：魏东王孔伟朱伟靳宝萍张帆三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室宜昌443002

自三峡水库蓄水以来,三峡库区巴东县库岸段发生上万次与水库蓄水相关的水库地震,最大震级5.1级。近几年发表相关论文50篇左右,侧重于水库地震的震源机制解、水库地震与坝前水位的关系、单个较大型水库地震以及微地震群的成因机理问题,... 详细信息

自三峡水库蓄水以来,三峡库区巴东县库岸段发生上万次与水库蓄水相关的水库地震,最大震级5.1级。近几年发表相关论文50篇左右,侧重于水库地震的震源机制解、水库地震与坝前水位的关系、单个较大型水库地震以及微地震群的成因机理问题,对水库地震时间上的周期性以及空间上扩展规律研究尚少。本论文在野外地质调查(包括泉水流量的调查)基础上,结合近几年发表的文献资料,对巴东县库岸段水库地震变迁过程进行了深入的研究,得出了以下3点结论:(1)从时间上看,巴东水库地震的爆发具有周期性,表现为长周期和短周期。(2)溶洞坍塌型水库地震的分布呈线状,其形成机理与高孔隙水压以及动水圧过程密切相关。(3)同时野外泉水调查研究也表明三峡库区巴东段水库地震与溶洞坍塌具有密切关系,并且从机理上说明了水库地震空间扩展机制。

关键词：水库地震高桥断裂泉水调查溶洞坍塌

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酸雨对混凝土表层结构的侵蚀机理

材料导报 2022年第22期36卷 217-222页

作者：袁晓露李北星祝文凯张亚明王凯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 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室武汉430070

混凝土表层结构是影响酸雨环境下材料耐久性能和钢筋保护层作用的重要环节,然而,目前关于酸雨对混凝土表层结构的侵蚀机理方面的研究还较为缺乏。通过测试模拟酸雨侵蚀条件下混凝土的累积酸消耗、中性化深度、质量、强度等性能的变化规... 详细信息

混凝土表层结构是影响酸雨环境下材料耐久性能和钢筋保护层作用的重要环节,然而,目前关于酸雨对混凝土表层结构的侵蚀机理方面的研究还较为缺乏。通过测试模拟酸雨侵蚀条件下混凝土的累积酸消耗、中性化深度、质量、强度等性能的变化规律,结合XRD、SEM等微观测试手段和理论分析,研究了混凝土表层结构受酸雨作用的腐蚀机理。结果表明,混凝土表层结构的孔隙率较大且硬化水泥浆体含量较高,使得酸雨在其中的侵蚀速度较快,导致水泥石中的Ca(OH)_(2)一部分发生溶解,一部分反应生成CaSO_(4)·2H_(2)O;水化硅酸钙、水化铝酸钙和钙矾石分解成CaSO_(4)·2H_(2)O、Al_(2)O_(3)·n H_(2)O和CaSO_(4)·2H_(2)O,其中Al_(2)O_(3)·n H_(2)O进一步与H^(+)反应而溶解。砂率的增加和聚丙烯纤维的掺入改善了混凝土表层结构,显著提高了混凝土的耐酸雨侵蚀性能。

关键词：酸雨混凝土表层结构机理侵蚀

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植被混凝土生态修复技术研究进展

环境工程技术学报 2022年第3期12卷 916-927页

作者：刘黎明宋岩松钟斌房士栋许文年王一毅李明薇三峡库区地质灾害教育部重点实验室三峡大学防灾减灾湖北省重点实验室三峡大学三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心福建永泰闽投抽水蓄能有限公司

生态护坡能有效减少工程建设所带来的一系列地质环境问题,如水土流失、山体滑坡等,作为常用生态护坡技术之一的植被混凝土生态修复技术经过不断的研究与应用已趋于成熟。阐述了植被混凝土生态修复技术的修复理论依据与技术研发历程;从... 详细信息

生态护坡能有效减少工程建设所带来的一系列地质环境问题,如水土流失、山体滑坡等,作为常用生态护坡技术之一的植被混凝土生态修复技术经过不断的研究与应用已趋于成熟。阐述了植被混凝土生态修复技术的修复理论依据与技术研发历程;从基材配比、物种选择、施工工艺等方面介绍了植被混凝土生态修复技术的主要内容并阐述了技术优势;概述了植被混凝土生态修复技术的研究体系,从生境基材的物理、化学、微生物特性研究和护坡植物研究4个方面总结了技术的研究进展;最后分析了植被混凝土生态修复技术的待改进之处,并从施工工艺、养护措施和土壤改良等方面对植被混凝土生态修复技术的研究提出了展望。

关键词：植被混凝土生态修复物理特性化学特性生物特性护坡植物