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基于流固耦合的强震大型滑坡水力激发效应研究

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水文地质工程地质 2022年第2期49卷 102-114页

作者：时幸幸崔圣华裴向军朱凌杨晴雯地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 四川成都610059

2008年汶川Ms8.0级强震触发了体积近12×10^(8)m^(3)的大光包滑坡。该滑坡发生于古生代碳酸盐岩地层,滑带地质背景为斜坡内部深埋400 m、最大厚度达5 m的先期层间构造错动带。最新调查表明,该错动带是斜坡内部地下水通道,错动带岩体处... 详细信息

2008年汶川Ms8.0级强震触发了体积近12×10^(8)m^(3)的大光包滑坡。该滑坡发生于古生代碳酸盐岩地层,滑带地质背景为斜坡内部深埋400 m、最大厚度达5 m的先期层间构造错动带。最新调查表明,该错动带是斜坡内部地下水通道,错动带岩体处于饱和状态。为揭示强震过程与地下水相关的大光包滑坡启动机制,提出了一种具有软弱层带的硬质碳酸盐岩边坡简化模型,将层间构造错动带概化为碳酸盐岩硬层内部软弱层带,采用FLAC^(3D)程序中的流固耦合算法模拟了模型的响应特性。研究结果表明:强震过程中软弱层带上下碳酸盐岩硬层的变形响应时间、波型、大小出现明显差异,上硬层相对于下硬层产生了张离、压缩和剪切3种非协调变形模式,由此对软弱层带产生了振动冲压-张拉和振动剪切动力学行为,饱水软弱层带形成了具有瞬间放大和累积增涨特征的超孔隙水压力。这里将上下硬层差异性变形称为非协调变形,认为非协调变形是软弱层带应力放大成因,推测软弱层带应力瞬间放大以及放大应力长持时作用下的岩体致损是超孔隙水压力激发和累积的成因;强震过程软弱层带超孔隙水压力导致其内有效应力快速降低,使得斜坡前部锁固段应力快速集中,而后被突然剪断,滑坡骤然启动,揭示了强震过程中超孔隙水压力是大光包滑坡启动的主要原因。

关键词：汶川地震大光包滑坡地下水超孔隙水压力流固耦合 FLAC^(3D)

泸-石高速甘草沟泥石流发育特征及危险性分析

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自然灾害学报 2022年第6期31卷 229-238页

作者：魏星宇沈军辉吴俊杰周辀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

拟建泸定至石棉段高速公路(泸-石路)沿线泥石流灾害频发,甘草沟是较为典型的一条泥石流沟。通过现场调查和室内试验,文中以该泥石流的形成条件分析为基础,对甘草沟进行了危险性评价计算。研究得出:甘草沟物源总量为235.90×10^(4)m^(3)... 详细信息

拟建泸定至石棉段高速公路(泸-石路)沿线泥石流灾害频发,甘草沟是较为典型的一条泥石流沟。通过现场调查和室内试验,文中以该泥石流的形成条件分析为基础,对甘草沟进行了危险性评价计算。研究得出:甘草沟物源总量为235.90×10^(4)m^(3),动储量为23.09×10^(4)m^(3),在20、50、100年一遇的频率下,一次冲出固体物质量为27 530、3 1651、34 783 m^(3);危险范围最大长度为712、795、857 m,危险范围最大宽度为765、851、917 m;该泥石流处于发展期,危险性属于中度危险。

关键词：泸-石高速公路泥石流发育特征危险性评价灰色关联分析多元线性回归

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怒江支流迪麻洛河流域泥石流易发性评价

地质通报 2022年第4期41卷 702-712页

作者：周粤王运生赵逊王国康苏毅毕杨杨向超地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 四川成都610059

以往对于怒江流域泥石流的研究大多关注支流泥石流对干流的影响,而对支流内群发性泥石流易发性的研究较少。迪麻洛河为怒江左岸一级支流,因其凸型斜坡地貌、变质软岩分布、断裂剪切破坏及新构造运动间歇性抬升产生的丰富物源等特征在怒... 详细信息

以往对于怒江流域泥石流的研究大多关注支流泥石流对干流的影响,而对支流内群发性泥石流易发性的研究较少。迪麻洛河为怒江左岸一级支流,因其凸型斜坡地貌、变质软岩分布、断裂剪切破坏及新构造运动间歇性抬升产生的丰富物源等特征在怒江上游具有代表性。野外调查揭示,流域内泥石流主要分为沟谷型、坡面型和沟谷-坡面复合型3种,且多发育于迪麻洛河左岸。基于水文响应单元,从地质、地貌、降雨量、物源条件、人类工程活动等方面选取8项评价因子。针对各因子对不同类型泥石流影响程度的不同,采用层次分析法赋予各因子不同的权重。最后结合信息量法,分类剖析不同类型泥石流的易发性。结果表明:各类泥石流易发性高和极高的地区主要地层为石炭系第四段(C^(d))、第五段(C^(e))等岩性软弱地层;主要沿着道路建设等人类工程活动强烈的地区分布;越靠近断裂带易发性越高。随着易发性等级的提高,泥石流发育比例和相对发育比例也相应增高;各类型泥石流AUC达83.34%、90.07%和84.39%,评价结果合理,可为怒江支流泥石流防治规划与预测预报提供科学依据,为西南深切峡谷变质软岩区群发性泥石流防灾减灾提供理论和技术参考。

关键词：云南怒江泥石流易发性评价加权信息量法地质调查工程

土质滑坡失稳、运动及冲击压力物质点法模拟研究

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工程地质学报 2022年第4期30卷 1362-1370页

作者：王升曾鹏李天斌孙小平地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 中国成都610059

大型滑坡灾害往往带来巨大的人员伤亡和财产损失,开展滑坡灾害全过程数值模拟研究对滑坡风险定量评估具有重要意义。本文采用更新拉格朗日控制方程的物质点法,基于Drucker-Prager屈服准则下的理想弹塑性模型,考虑孔隙水压力效应推导等... 详细信息

大型滑坡灾害往往带来巨大的人员伤亡和财产损失,开展滑坡灾害全过程数值模拟研究对滑坡风险定量评估具有重要意义。本文采用更新拉格朗日控制方程的物质点法,基于Drucker-Prager屈服准则下的理想弹塑性模型,考虑孔隙水压力效应推导等效内摩擦角,建立深圳“12·20”滑坡二维物质点法数值模型,再现了该滑坡失稳、运动和冲击过程。采用K均值聚类算法结合物质点的相对位移识别滑裂面,对滑坡运动过程中特征物质点速度变化进行分析,并参考泥石流冲击压力计算方法对滑坡运动物质的冲击压力和冲击荷载进行了初步计算。结果表明,物质点法模拟分析获得的深圳滑坡滑裂面形态、失稳和运动特征、冲击强度和堆积形态等与实际观察结果吻合较好,是再现滑坡稳定—失稳—运动—冲击—停积全生命周期的可靠数值模拟方法。

关键词：物质点法土质滑坡滑面识别运动过程冲击压力风险评估

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季铵盐C—N键断裂构建C—X键的研究进展

化学学报 2022年第3期80卷 386-394页

作者：王一丁李福海曾庆乐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材料与化学化工学院成都610059

胺类种类繁多,原料易得.胺类的C—N键键能较大,一般需要通过活化再进行断裂.近些年发展了多种氨基的活化方法,其中把胺类转化为季铵盐的活化方法,制备容易、存放稳定,具有一定优势.最近十年左右,芳香胺和苄胺衍生的季铵盐通过C—N键断... 详细信息

胺类种类繁多,原料易得.胺类的C—N键键能较大,一般需要通过活化再进行断裂.近些年发展了多种氨基的活化方法,其中把胺类转化为季铵盐的活化方法,制备容易、存放稳定,具有一定优势.最近十年左右,芳香胺和苄胺衍生的季铵盐通过C—N键断裂、构建各种C—X键的研究取得了巨大的研究进展.本综述主要论述了最近几年需要和不需要过渡金属催化的季铵盐通过C—N键断裂构建C—X键的反应.通过C—N键断裂,季铵盐可以构建C—B键、C—C键、C—N键、C—O键、C—Si键、C—P键、C—S键、C—Se键等,合成硼酸酯、芳烃、烷烃、醚类、胺类、硅烷、膦、硫醚、二硫化物、硒醚、二硒化物等化合物.而且,如果是采用手性苄胺衍生的季铵盐,还可以得到多种高对映体纯的手性有机化合物;季铵盐的手性在产物中保持良好,并且,对所有反应都发生SN2型的构型翻转.

关键词：胺类季铵盐 C—N键断裂 C—X键偶联手性保留

纳米流体复合水泥固结导热及力学性能试验研究

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材料导报 2022年第S02期36卷 143-147页

作者：王胜李玉杰张拯罗中斌何鑫谌强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

地热井固井水泥材料的力学强度及导热特性是目前众多研究者的关注重点。本工作开展了纳米流体复合水泥材料研制、固结导热特性评价及机理分析,选用铁粉为基本导热填料,研究了纳米流体种类、颗粒质量分数、纳米流体用量对铁粉复合水泥石... 详细信息

地热井固井水泥材料的力学强度及导热特性是目前众多研究者的关注重点。本工作开展了纳米流体复合水泥材料研制、固结导热特性评价及机理分析,选用铁粉为基本导热填料,研究了纳米流体种类、颗粒质量分数、纳米流体用量对铁粉复合水泥石力学及导热性能的影响,最终得出优化配方:G级油井水泥+15%铁粉(以水泥用量外掺)+20%Al_(2)O_(3)-水纳米流体(以拌合用水用量内掺,纳米颗粒质量分数0.5%,水灰比0.44)。性能测试结果表明:添加Al_(2)O_(3)-水纳米流体能够降低水泥石孔隙率,提高中、后期抗压强度,提升导热性能近32%,而干混式加入Al_(2)O_(3)纳米颗粒对水泥石力学强度及传热性能几乎无提升。观察了水泥石的微观结构,分析了其物相成分,对纳米流体复合水泥的固结导热机理进行了研究。分析结果表明:纳米流体中均匀分散的Al_(2)O_(3)纳米颗粒起到促进水化、填充孔隙的作用。纳米流体的使用为地热井固井水泥材料的力学及导热性能优化提供了新思路。

关键词：纳米流体复合水泥导热系数抗压强度水化机理

基于自然的解决方案在黄土高原重大工程灾变防控中的理论与实践

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工程地质学报 2022年第4期30卷 1179-1192页

作者：许强陈婉琳蒲川豪袁爽刘佳良地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 中国成都610059

黄土高原是世界上黄土面积最大的高原,其生态环境极度脆弱,水土流失严重,灾害频发,而黄土高原作为“一带一路”倡议的核心区和西部开发的关键区,近年来一系列国家重大战略和重大工程项目在黄土地区开工建设。如何处理好重大工程建设与... 详细信息

黄土高原是世界上黄土面积最大的高原,其生态环境极度脆弱,水土流失严重,灾害频发,而黄土高原作为“一带一路”倡议的核心区和西部开发的关键区,近年来一系列国家重大战略和重大工程项目在黄土地区开工建设。如何处理好重大工程建设与生态环境保护间的关系,实现人地和谐共处,是一个具有理论和现实意义的重大问题。本文提出将基于自然的解决方案(NBS)理念贯穿于黄土地区重大工程建设全寿命周期:(1)在选址规划阶段应充分利用和顺应自然,将不同类型重大工程布置在适宜的地貌类型区,同时构建海绵系统,将雨水、污水等废水变为水资源有效利用;(2)在设计施工阶段应充分保护和适度改造自然,通过“三控”(控水、控变形、控侵蚀)措施,实现“三防”(防沉、防滑移、防侵蚀)的减灾目标;(3)在工程运营阶段需构建天-空-地一体化多源协同观测体系,全面掌握工程及相关区域生态环境动态,主动防范灾变的发生,同时应通过自然恢复和适度人工修复结合的方式,使受工程建设扰动的自然环境尽快得到恢复。

关键词：基于自然的解决方案(NBS) 建设周期黄土重大工程生态环境灾变防控

结合SBAS-InSAR与离散元模拟的茂县核桃坪滑坡变形破坏趋势分析

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大地测量与地球动力学 2023年第7期43卷 685-691页

作者：王安迪李龙起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市610059

为研究核桃坪滑坡的运动学特征,选择Sentinel-1A升轨数据集(2019-02-26~2021-02-27),利用小基线集技术(small baseline subsets, SBAS)获得视线向的时间序列变形,结合离散元颗粒流方法(particle flow code, PFC)模拟预测其变形破坏趋势... 详细信息

为研究核桃坪滑坡的运动学特征,选择Sentinel-1A升轨数据集(2019-02-26~2021-02-27),利用小基线集技术(small baseline subsets, SBAS)获得视线向的时间序列变形,结合离散元颗粒流方法(particle flow code, PFC)模拟预测其变形破坏趋势,同时开展现场地质调查复核。依据坡体表面形变速率以及运动特征识别出滑坡减损带和滑覆堆积区,分析滑坡形变趋势、滑移机制和位移演化特征,讨论主要滑塌体变形原因。结果表明,SBAS-InSAR技术解译结果及PFC数值模拟结果与核桃坪滑坡变形迹象和运动学规律相吻合。基于遥感技术结合数值模拟方法对地质条件复杂的山区滑坡进行稳定性分析具有一定的适用性和可靠性,可作为防灾减灾工作的重要技术手段和决策依据。

关键词：核桃坪滑坡 SBAS-InSAR 空间特征颗粒流方法(PFC) 变形趋势

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多因子组合的地质灾害易发性空间精度验证

中国地质灾害与防治学报 2023年第5期34卷 10-19页

作者：解明礼巨能攀赵建军范强何朝阳地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 四川成都610059

地质灾害的发生是多种因素相互作用、制约和触发的结果。长期以来,研究人员通过统计历史地质灾害所在区域的地质、地形、水文等环境因素预测未来地质灾害可能发生的位置、时间(或频率),即地质灾害易发性评价。地质灾害易发性评价前提工... 详细信息

地质灾害的发生是多种因素相互作用、制约和触发的结果。长期以来,研究人员通过统计历史地质灾害所在区域的地质、地形、水文等环境因素预测未来地质灾害可能发生的位置、时间(或频率),即地质灾害易发性评价。地质灾害易发性评价前提工作是进行影响因子选取,而地质灾害发生的影响因子有数十种,是否叠加因子越多模型评价精度就越高?是否存在“最优因子数量”?这一简单而又关键的问题值得探讨。文章以四川省汶川县为例,选取11种广泛应用于地质灾害易发性评价的影响因子,按照4种排列组合模型,叠加3到11个因子信息量获得对应的地质灾害易发性指数分布图。运用成功率曲线确定线下面积值对各个结果进行预测精度评价。试验结果表明,按照初步设定的4种排列组合模型叠加因子数量到8个时,模型预测精度达到最大值;但在因子叠加过程中发现各个因子对于易发性的控制性与个人经验确定的控制性存在一定差异,按照实际因子控制性从大到小与从小到大排列组合后,叠加多个关键因子后模型预测精度才会达到峰值。研究成果表明,地质灾害易发性评价中叠加的因子数量越多,模型预测精度越高,叠加过程中如未加入关键因子,模型预测精度将不会达到峰值,说明地质灾害易发性评价不存在“最优因子数量”。

关键词：地质灾害易发性影响因子最优因子数量关键因子