两相物质组成对泥石流固相流速特征的影响

固相颗粒流速是研究泥石流冲击力和防治结构荷载取值的关键问题。基于水槽模型试验,采用粒子图像测试技术提取黏性泥石流表面固相颗粒流速,基于两相流模型探讨浆体黏度、固相体积浓度与颗粒粒径对泥石流固相粗颗粒流速特征的影响。结果表明:泥石流龙头现象随浆体黏度与固相体积浓度增大而减弱;固液相相对运动随浆体黏度增加而减弱,大黏度与小粒径组合条件下消失;固相颗粒流速随浆体黏度与固相体积浓度呈正相关,与颗粒粒径呈负相关。两相物质组成影响固相颗粒间的摩擦力与/或碰撞力、浆体施加的黏滞阻力、拖曳力与虚拟质量力,其对流速的影响还需进一步深入研究。

MICP对黏性泥石流沉积物固结特性影响研究

针对泥石流沉积物高压缩性、低承载力、慢固结性的特点,可在其中加入巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙在泥石流沉积物孔隙中沉淀。为了探讨微生物矿化碳酸钙对沉积物固结速度与承载特性的影响,室内配制4组黏度为0.88 Pa·s的泥石流沉积物(3组接种菌株、1组对照),对其进行排水固结试验。观测添加菌液对泥石流沉积物的排水量、沉降量、孔隙水压力的影响,随后通过载荷试验观测其承载力变化。研究结果表明:①微生物矿化碳酸钙可提高泥石流沉积物的承载力,试验组的比例界限及极限承载力均较原始组平均提高约20%;②微生物矿化碳酸钙对泥石流沉积物固结中的孔隙水压力消散不利,当黏性泥石流孔隙度较小时,不利于其排水与固结。

磷化工业固废中铅镉离子的固化试验

为了固化某磷矿分解车间产生的含铅镉离子工业固废中的重金属离子,本文以该工业固废为研究对象,通过室内试验从6种固化剂中选定最优固化剂,研究在不同掺量、试样含水率和粒径条件下固化剂对固废中铅镉离子的固化稳定效果。结果表明:对磷化固废中的铅、镉离子固化效果最优的固化剂为CF(氧化钙+粉煤灰)和SCM(二氧化硅+氧化钙+氧化镁):当固废粒径大于5 mm时,固化剂处理效果较差,故在原位施工时需先将大颗粒固废进行破碎处理;将固化剂与水按质量比为1∶2.5配置成悬浮液,可增强固化剂的固化稳定效果。

基于点云数据处理的坡面泥石流形态特征提取

针对重庆綦江~万盛高速公路边坡在强降雨条件下形成的坡面泥石流,采用消费级无人机航拍生成坡面泥石流点云数据。采用C++编程语言对点云数据进行切片、投影、排序、深度计算、体积计算等操作,提出了基于点云切片提取泥石流各断面侵蚀-堆积极值点平面/剖面分布、侵蚀-堆积体积等地貌特征的方法。结合该研究区进行分析可知,坡面泥石流内部存在侵蚀-堆积优势区域;该坡面泥石流侵蚀-堆积体积与平均侵蚀-堆积深度重合度高,与坡面泥石流宽度大、侵蚀深度浅的特点有关。基于点云数据处理的坡面泥石流形态特征提取方法可从不同角度对地貌特征进行分析,对坡面泥石流侵蚀-堆积关系与其产流-汇流-堆积演化过程研究具有积极意义。