国家自然科学基金(40872152)
- 作品数：14 被引量：171H指数：7
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- 相关机构：清华大学中国科学院东北大学更多>>
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- 泥石流沿程侵蚀动力过程模拟分析被引量：8
- 2010年
- 在泥石流运动过程中,途经的松散表层材料可能会因泥石流的剪切作用而产生运动,从而形成对沿程地表的侵蚀。为模拟泥石流沿程侵蚀动力过程,并研究沿程侵蚀对泥石流动力过程的影响,结合泥石流动力模型理论和近似Riemann解的HLL有限体积数值离散方法,对一个典型的沿程侵蚀的历史泥石流进行反演计算分析。考虑泥石流动力过程中的沿程侵蚀作用,再现泥石流的动力过程,计算结果与实际泥石流的致灾范围吻合较好,从而验证动力模型理论和数值求解的有效性。同时,与未考虑沿程侵蚀作用的计算结果作比较,结果表明沿程侵蚀作用会增加泥石流的运动体积,从而显著影响泥石流的动力过程,使其具有更大的危害性和更强的破坏力。
- 樊赟赟王思敬王恩志刘晓丽
- 关键词：工程地质泥石流有限体积法
- 障碍物的设置对颗粒流动过程的影响被引量：3
- 2010年
- 雪崩、滑坡、滚石和泥石流等山地灾害具有很强的破坏性,它们对人类的生命和财产安全构成了严重的威胁,因而需要加强对其发展过程及防治措施的研究。设置障碍物是控制这些山地灾害运动和堆积过程的主要手段,为了研究障碍物的设置对灾害发展过程的影响,采用了SH颗粒流动理论和近似Riemann解的Roe格式有限体积离散方法对颗粒流经不同设置障碍物的流动和堆积过程进行了数值模拟计算,并讨论了障碍物的不同设置对颗粒流动的影响。数值计算结果表明,障碍物的设置对颗粒流动过程将产生较大的影响,只有对障碍物进行正确的设置才能达到防护的目的。数值计算模拟可以优化障碍物的设置,从而为灾害防护和山区规划设计提供经济而合理的参考方案。
- 樊赟赟王思敬王恩志
- 关键词：障碍物数值模拟山地灾害
- 侧向应力对裂隙渗透性的影响被引量：3
- 2011年
- 目前不同试验者得出的侧向应力对裂隙渗透性影响的结果存在矛盾,其根本原因在于侧向应力对裂隙有多方面的影响。侧向应力引起裂隙开度增加、壁面磨损、充填物压缩。这些对裂隙渗透性有不同的影响。根据裂隙是否存充填物,建立了相应的三维应力对裂隙渗透性影响的表达式。当不存在充填物时,裂隙渗透性与侧向应力呈指数关系,当存在较多充填物时呈负指数关系。把两种情况写成统一的指数形式,认为裂隙存在少量充填或者裂隙壁面磨损时也是适合的。利用已有的试验成果对结果进行了验证,表明本文建立的表达式与试验结果符合得比较好。
- 韩国锋王恩志刘晓丽
- 关键词：岩石裂隙渗透性侧向应力
- 基于西原模型的变参数蠕变方程被引量：59
- 2010年
- 岩石材料的蠕变具有明显的非线性特征,在蠕变模型中考虑蠕变参数随应力、时间等因素而变化是解决非线性蠕变问题的方法之一。试验已经证实,应力、时间及渗流等外部条件会引起岩石某些力学参数的改变,因此,将蠕变参数视为变量符合岩石材料的本质属性。以西原蠕变模型为基础,研究了各蠕变参数与应力及时间的关系。根据试验结果,通过非线性最小二乘法从蠕变试验数据中求出不同应力作用下不同时刻的各个蠕变参数,再根据参数随应力、时间的分布规律经非线性拟合得到各蠕变参数与应力及时间的表达式,进而可得到变参数的蠕变方程。蠕变参数的变化是岩石非线性特征的充分体现,从损伤力学的角度来讲,蠕变参数的变化反映了岩石内部损伤不断加剧、累积,材料特性不断劣化的演变过程。
- 阎岩王思敬王恩志
- 关键词：岩石蠕变非线性变参数蠕变方程
- 渗流场中岩石流变特性的数值模拟被引量：6
- 2010年
- 渗流对岩石的流变特性有显著的影响,但限于试验条件,相关的试验成果较少。而数值计算技术已成为进行岩石力学研究的重要方法,因此,采用数值模拟方法对渗流场中岩石的流变特性进行了研究。对已有的岩石室内流变试验进行模拟来验证数值方法的有效性,在压缩流变试验的数值模拟中对试件分别施加单向、三向渗流场来模拟不同渗流条件对岩石流变特性的影响。模拟结果表明,在渗流方向上渗流产生的动水压力会导致试件的流变变形增大。此外,不同渗流场对流变的影响也有所差异,三向渗流场中试件受到的轴向渗透力小于单向渗流场,而侧向渗透力则大于单向渗流情况,这也导致三向渗流场中试件的轴向应变小于单向渗流场,而侧向应变大于单向渗流场。
- 阎岩王恩志王思敬
- 关键词：岩石流变数值模拟
- 基于结构两相阻力分析的泥石流堆积形态研究被引量：7
- 2010年
- 针对泥石流的结构两相阻力特征,采用结构两相阻力对泥石流的堆积形态进行了静力学分析,推导出在一般条件下泥石流堆积形态的公式,并讨论了在不同条件下泥石流堆积形态的特点。分析表明采用结构两相阻力对泥石流堆积形态分析可以较合理的模化阻力项,能够表现泥石流体复杂的成分结构组成,较真实的反映实际泥石流的堆积形态特征。在特定材料条件下,结构两相阻力项转化为单一材料阻力项,所得到的相应结论与已有对单一材料的分析结论一致。
- 樊赟赟王思敬王恩志
- 关键词：泥石流
- 深埋圆形硐室围岩塑性形变压力的广义Hoek-Brown破坏准则解及其三元非线性回归模型被引量：9
- 2009年
- 研究侧压力系数λ=1时,以广义Hoek-Brown经验准则为屈服准则的深埋圆形硐室理想弹塑性围岩的塑性形变压力的闭合解。采用较易获得的围岩参数,分别建立最大塑性形变压力随相对初始应力和归一化地质强度指标变化的二元线性回归模型与相对塑性形变压力随相对初始应力、相对塑性区半径和归一化地质强度指标变化的三元非线性回归模型,为预测围岩塑性形变压力提供较为可靠的途径。
- 曾钱帮王恩志王思敬
- 关键词：岩石力学圆形硐室地质强度指标
- 降雨入渗条件下交河故城土质崖体渗流场计算及稳定性分析被引量：4
- 2010年
- 交河故城土遗址是国家重点文物保护单位。其周边直立土质崖体的安全稳定性对整个土遗址的保护有着重要的意义。崖体的安全隐患主要在于其顶部存在众多的宽深裂缝,局部崖体顶部甚至出现了较大的临空块体。根据降雨非饱和入渗理论,建立饱和-非饱和降雨入渗模型,并发展了相应的数值模拟技术,详细分析了在一个较为完整降雨入渗过程中土质崖体内部渗流场的分布特征。在此基础上,根据非饱和土强度理论,考虑了降雨过程中土质崖体非饱和区的强度变化及饱和区渗透体积力的影响,选取了一典型剖面,应用强度折减法计算了崖体支护前后的稳定性,并对现有的加固支护措施作了评价。结果表明:所建立的饱和-非饱和降雨入渗模型较好地描述了降雨过程中崖体内部的渗流场分布;降雨过程中崖体的安全系数逐渐减小;在现有加固支护条件下,崖体的整体稳定性较好,但安全裕度略低,建议对崖体局部临空块体采取进一步的加固措施。
- 王建新王恩志王思敬
- 关键词：降雨入渗强度折减法稳定性分析
- 一维泥石流的静动力阻力特征研究及数值模拟被引量：2
- 2010年
- 泥石流是山区多发的一种地质灾害,它的发生和发展威胁着人们的生命和财产安全,影响着人们的正常生活,因而需要加强对其发生和发展过程的研究。结合泥石流的动力模型方程采用数值模拟方法再现泥石流发生和发展的过程,是研究和预测模拟泥石流灾害的有效手段。目前的动力模型方程大多只关注动力过程,却忽视了静动力过程的统一,这将导致在一些情况下产生错误的结果。本文研究了一维泥石流的静动力阻力特征,通过修正泥石流动力学方程的阻力项,得到了具有静动力统一特征的模型方程。并以Roe格式的近似Riemann解为基础,采用MUSCL线性重构方法建立了具有较高精度和分辨率的有限体积数值求解。具体算例的数值验证表明,方程阻力项的修正是合理的,所建立的数值求解也是稳定和有效的。
- 樊赟赟王思敬王恩志
- 关键词：泥石流
- 碎屑流运动模拟及能量过程研究被引量：4
- 2011年
- 针对碎屑流的运动发展及不同条件下的能量衰减过程问题,采用有限体积数值离散方法对碎屑流运动过程进行模拟,数值模拟通过了解析算例和实验算例的验证.计算表明数值计算具有较高的精度和分辨率,是稳定和有效的.在碎屑流运动模拟的基础上,对碎屑流运动的能量过程进行了计算和分析.结果表明碎屑流的能量过程主要由底面阻力条件控制,而地形曲率的向心作用将通过改变碎屑流的摩擦阻力显著地影响碎屑流的能量耗散过程.
- 樊赟赟王恩志王思敬
- 关键词：碎屑流数值模拟有限体积法
