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河流作用下堵江滑坡运动特征差异性研究

水利水电技术（中英文） 2024年第1期55卷 157-166页

作者：王昌奎陈正峰巨广宏袁星宇钱瑞符文熹四川大学水利水电学院四川成都610065 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司四川成都610081 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065

【目的】水因素在滑坡灾前变形、运动解体、堆积过程中均发挥重要作用。从水力学角度,讨论河流流水对滑坡堆积、堵塞河道、形成堰塞坝的影响有重要减灾意义。【方法】基于2018年金沙江白格滑坡基础信息,聚焦有、无河流作用下滑坡运动演... 详细信息

【目的】水因素在滑坡灾前变形、运动解体、堆积过程中均发挥重要作用。从水力学角度,讨论河流流水对滑坡堆积、堵塞河道、形成堰塞坝的影响有重要减灾意义。【方法】基于2018年金沙江白格滑坡基础信息,聚焦有、无河流作用下滑坡运动演化过程中滑速、能量、形态特征差异,分别考虑白格滑坡处于无河流流水、有河流流水作用两种情况,开展了其运动过程的DEM模拟、CFD-DEM耦合模拟。【结果】根据计算捕获的速度、能量、形态等滑坡运动特征,量化揭示了河流流水对堵江滑坡的具体影响。【结论】研究发现:(1)河流流水影响下,滑坡体平均速度偏小,因河流影响的滑体部分较少,河流流速变化对滑坡体运动的影响较小且无明显规律;(2)动能和应变能在滑坡高速运动阶段受河流影响更明显,重力势能及能量损失在滑坡堆积阶段受河流影响更为明显,较无河流作用对白格滑坡应变能的影响最大,为1.80%。(3)河流对滑坡体形态特征的影响主要体现为最终纵向堆积长度的变化,滑坡计算启动后70 s,不受河流流水影响时,滑体纵向长度稳定在1.7 km,考虑河流流水影响下稳定在1.5 km,考虑河流影响下的模拟结果与实际情况较为吻合。

关键词：地质灾害白格滑坡河流作用流固耦合运动特征变形数值模拟

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华山沟芯膜堆石坝坝顶塌陷病机研究

水利规划与设计 2024年第9期 148-152页

作者：于雨弘王东刘后露王亚忠四川大学水利水电学院四川成都610065 中国电建集团华东勘测设计院有限公司浙江杭州311122

华山沟土工膜砾石土复合心墙堆石坝发生冒顶塌陷病害,文章以监测资料分析、现场勘察、物探资料分析、建模分析为手段开展病害机理分析。物探试验证明坝体土工膜及心墙均发生局部变形破坏致防渗系统损坏;监测资料表明在2670m高程附近存... 详细信息

华山沟土工膜砾石土复合心墙堆石坝发生冒顶塌陷病害,文章以监测资料分析、现场勘察、物探资料分析、建模分析为手段开展病害机理分析。物探试验证明坝体土工膜及心墙均发生局部变形破坏致防渗系统损坏;监测资料表明在2670m高程附近存在渗漏通道;数值模拟计算印证在2662~2670m高程土工膜存在破坏的可能性大。土工膜砾石土复合心墙的施工工艺和质量缺陷导致不可协调的超量变形,进而使防渗体系破损,加之反滤层未起作用,终致冒顶塌陷。研究结果为分析芯膜堆石坝渗漏变形破坏机理和病害诊疗提供参考依据。

关键词：堆石坝土工膜心墙砾石土心墙坝顶塌陷病机

复杂孕灾环境下隧道进口斜坡稳定性分析与评价

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西南交通大学学报 2024年第5期59卷 1068-1077,1085页

作者：徐正宣林之恒刘云鹏聂晓芳任利张志龙西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都610031 中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072 四川大学深地科学与工程教育部重点实验室四川成都610065 四川大学水利水电学院四川成都610065

高地震烈度、高地应力、高陡、高寒等复杂孕灾环境下的隧道洞口斜坡,在降雨、强震或人类强烈工程活动影响下,极易发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害.为探究复杂孕灾环境下隧道进口斜坡在不同工况条件下的稳定性,以我国西南某加日山隧道... 详细信息

高地震烈度、高地应力、高陡、高寒等复杂孕灾环境下的隧道洞口斜坡,在降雨、强震或人类强烈工程活动影响下,极易发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害.为探究复杂孕灾环境下隧道进口斜坡在不同工况条件下的稳定性,以我国西南某加日山隧道为依托,通过无人机摄影、槽探、室内实验及洞探原位测试等“天空地”一体化勘察技术,实现斜坡工程地质信息精细获取,系统揭示斜坡典型破坏特征,讨论斜坡2种破坏成因与演化模式,在此基础上,利用极限平衡法与三维数值模拟方法,量化分析不同工况下的斜坡稳定性.研究结果表明:加日山隧道进口斜坡在自然工况、暴雨工况、地震工况3种工况下稳定性系数均大于1.15,斜坡整体处于稳定状态,仅后缘表部存在局部变形失稳的可能,成果可为类似隧道的选线规划以及建设运营安全提供理论指导和技术支撑.

关键词：孕灾环境斜坡变形演化模式稳定性分析

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宁波地铁5号线联络通道人工冻结法应用研究

水利与建筑工程学报 2024年第2期22卷 199-206页

作者：范大军陈军庄兴岳黄朝煊浙江省地矿勘察院有限公司浙江杭州310016 浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司浙江杭州310002

随着人工冷冻技术的发展,人工冻结法(AGFM)已在地下空间建设中推广采用,依托宁波市轨道交通5号线隧道联络通道冻结法施工工程,通过室内试验分别对土体起始冻结温度、导热系数、比热容系数、土层冻胀率及融沉率等进行试验研究,得出主要... 详细信息

随着人工冷冻技术的发展,人工冻结法(AGFM)已在地下空间建设中推广采用,依托宁波市轨道交通5号线隧道联络通道冻结法施工工程,通过室内试验分别对土体起始冻结温度、导热系数、比热容系数、土层冻胀率及融沉率等进行试验研究,得出主要土层的导热系数与温度、比热容系数与温度、土层冻胀率与附加应力之间的线性拟合计算式,提出并建立人工冻结过程中考虑热物理参数随温度变化的热-力耦合的三维数值计算方法,并结合现场温度场、位移场等监测资料,得到宁波市轨道交通5号线联络段主要控制土层粉质黏土层的最小冻结壁厚度为1.79m~2.38m,冻结壁平均温度-12.13℃~-20.3℃,满足设计要求;现场四个监测断面点的位移收敛值均相对较小,最大位移收敛值不超过4 mm,整体表明冻结法施工过程中冻胀力对隧道的影响较小,理论计算成果基本与现场实测规律吻合。

关键词：地铁联络通道人工冻结法数值计算温度场位移场冻结壁

复杂地质大型地下洞室群地应力场反演方法与应用

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工程科学与技术 2024年第5期56卷 176-189页

作者：裴书锋臧东升孙常新何建华李国良陈炳瑞华北水利水电大学地球科学与工程学院河南郑州450046 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072 中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043

深切河谷和大型结构面影响大型地下洞室群地应力场分布,准确预测地下洞室群区域地应力场对工程建设至关重要。本文提出融合逐步多元线性回归和神经网络的联合反演,通过逐步多元回归获得合理的构造运动因素及其基准值,再通过神经网络反... 详细信息

深切河谷和大型结构面影响大型地下洞室群地应力场分布,准确预测地下洞室群区域地应力场对工程建设至关重要。本文提出融合逐步多元线性回归和神经网络的联合反演,通过逐步多元回归获得合理的构造运动因素及其基准值,再通过神经网络反演获得较优的反演结果。首先,提出复杂地质条件下地下洞室群地应力场反演方法,主要包括地应力实测数据分析、3维地质模型建立、逐步多元线性回归与BP人工神经网络联合反演,以及基于洞室围岩应力型破坏特征的结果验证。该方法从历史构造运动出发,约束多元回归因素及其回归系数,解决剪应力偏差过大的问题,并通过历史地质构造分析、实测地应力分析和洞室群应力型破坏特征等多源约束和验证,提高地应力反演结果的准确性。以叶巴滩水电站地下洞室群为例,对该方法进行工程应用。研究结果表明:叶巴滩水电站地下洞室群最大主应力为25~30MPa,方向为NWW-EW方位,缓倾向河谷,洞室开挖后上游侧拱肩和下游侧墙脚易发生应力型破坏;断层等大型结构面严重影响了地应力分布,临近断层部位最大主应力量值减小,方向近于垂直断层,在距断层5~10m范围内最大主应力量值迅速增大至原岩应力,方位逐渐转为近平行断层,与宏观主应力方向接近;密集发育的断层,是导致叶巴滩水电站地下洞室群区域主应力变异性强的主要原因。本研究阐明了深切河谷和多结构面共同作用下地下洞室群地应力场分布规律,特别是断层附近地应力场的变异特征,为地下洞室群应力集中区和应力型灾害部位预测提供基础依据。

关键词：地应力场反演大型地下洞室群数值模拟智能反演高应力深切河谷断层

隧洞工程建设对水环境影响预测评价——以滇中引水工程狮子山隧洞为例

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地下水 2024年第1期46卷 23-25页

作者：黄靖宇曾柯耀赵永川张强成都理工大学四川成都610059 云南省水利水电勘测设计研究院云南昆明650021

明确隧洞(道)建设对周围水环境的影响可以及时对相应地表水体与水资源做出科学合理的保护措施与合理调配。滇中引水狮子山隧洞的建设涉及多处水环境敏感点,在对区域自然地质背景与水文地质条件做出充足的资料收集与野外调查后,采用了数... 详细信息

明确隧洞(道)建设对周围水环境的影响可以及时对相应地表水体与水资源做出科学合理的保护措施与合理调配。滇中引水狮子山隧洞的建设涉及多处水环境敏感点,在对区域自然地质背景与水文地质条件做出充足的资料收集与野外调查后,采用了数值软件模拟隧洞排水条件下的渗流场变化程度,并以此作为依据对敏感点进行了评价分析,结果表明:地下水水位下降主要在罗贤观北侧岩溶山地区域,隧洞建设对梁王山岩溶大泉和小官村水库的影响较小。研究成果为隧洞建设期的环境保护提供了有效的指导方向,研究思路在相关工程的勘察工作中具有一定的借鉴价值。

关键词：隧道工程水环境数值模拟滇中引水

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激发极化法在水文勘探中的应用

水科学与工程技术 2024年第1期 72-74页

作者：汤博河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司天津300220

地下水评价的对象是浅层地下水,根据前期搜集地形资料、水文资料、附近工程地质资料等,水文物探工作需要指导地质勘察孔布置,并节省勘探工作量,因此采用激发极化法作为主要物探方法。激发极化法可采用电阻率法的各种装置进行,在本次探... 详细信息

地下水评价的对象是浅层地下水,根据前期搜集地形资料、水文资料、附近工程地质资料等,水文物探工作需要指导地质勘察孔布置,并节省勘探工作量,因此采用激发极化法作为主要物探方法。激发极化法可采用电阻率法的各种装置进行,在本次探测中主要采用四极对称装置,最终为地质勘探提供测区内潜水面水位高程范围,且推测出一处古河道范围,为水文勘探工作提供可靠依据,取得了较好的研究效果。

关键词：激发极化法水文地质勘察地下水资源

小线框重叠回线TEM在地质勘察中的应用效果

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中国新技术新产品 2024年第4期 114-116页

作者：刘涛甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司甘肃兰州730000

重叠回线是发射线圈和接收线圈重合敷设的装置,当利用偶极子合成回线源方式计算重叠回线TEM全区视电阻率处理实测数据时,可以有效消除晚期视电阻率存在的“边界效应”,使早期道视电阻率接近地表真实电阻率,这在地质勘察中具有重要意义... 详细信息

重叠回线是发射线圈和接收线圈重合敷设的装置,当利用偶极子合成回线源方式计算重叠回线TEM全区视电阻率处理实测数据时,可以有效消除晚期视电阻率存在的“边界效应”,使早期道视电阻率接近地表真实电阻率,这在地质勘察中具有重要意义。本文将小线框重叠回线瞬变电磁法(TEM)应用在甘肃省兰州市红古区某引水工程地质勘察中,分层效果良好。

关键词：瞬变电磁法小线框重叠回线分层

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胶结坝在陕西普化水库工程中适应性研究

水利与建筑工程学报 2024年第5期22卷 119-124页

作者：陈平平王民侠郭晴贾保振杨雨晴陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安710001 中国水利水电科学研究院北京100038 华北水利水电大学河南郑州450046

胶结坝技术具有就地取材造价低、施工简单工期短、漫顶不溃坝安全性高、减少弃渣环保好的优势。为确保普化水库胶结坝方案具有可靠的技术可行性和经济性,依据勘察设计资料结合设计方案优化过程,从大坝地形地质条件和天然建筑材料两方面... 详细信息

胶结坝技术具有就地取材造价低、施工简单工期短、漫顶不溃坝安全性高、减少弃渣环保好的优势。为确保普化水库胶结坝方案具有可靠的技术可行性和经济性,依据勘察设计资料结合设计方案优化过程,从大坝地形地质条件和天然建筑材料两方面进行适用性分析研究,并总结已建胶结坝工程特点。研究表明,胶结坝坝型对普化水库工程区的地形地质条件适应性强,坝体应力低,能够满足较软岩作为建基面的工程条件,设计过程要重点考虑库区料源和开挖料的可利用性。胶结坝在普化水库工程中应用是完全可行的,能够为工程建设带来良好的经济、环保、生态和社会效益。

关键词：普化水库胶结坝地质条件天然建筑材料适应性