危岩破坏激振效应试验研究

危岩破坏瞬间存在能量突然释放问题,对相邻危岩体产生明显的激振作用,可采用激振加速度、峰值速度及激振位移表征。以坠落式危岩为例,进行危岩破坏激振效应模型试验,获得了13万多个危岩破坏激振加速度测试数据。试验结果表明,实验条件下危岩破坏激振作用持续时间30 ms左右,激振加速度、峰值速度及激振位移均是竖直方向大于水平方向,存在约2倍关系,竖向激振加速度最大可及48.7979 m/s2,竖向激振峰值速度达27.2 mm/s,竖向激振位移可及0.0560 mm。基于试验现象,分析了危岩破坏机理进一步研究中应高度重视的两个重要科学问题,即危岩破坏过程中主控结构面端部遵循纯拉状态→弱剪强拉状态→强剪弱拉状态→纯剪状态的演变规律,科学描述各阶段的力学演绎过程,危岩稳定性分析中应考虑危岩破坏激振效应,科学表征危岩破坏瞬间相邻危岩体的瞬时稳定性态。研究成果为进一步分析危岩破坏机制及致灾效应具有一定参考借鉴作用。

山区公路泥石流水毁灾害研究现状与趋势

公路泥石流水毁灾害是我国山区公路建设与养护的重大地质灾害类型,具有出现频率高、分布范围广、灾情严重等基本特性。基于对国内外研究文献的检索和分析,山区公路泥石流水毁灾害研究现状可概化为4个方面,即公路水毁机制、泥石流动力学、公路水毁危险性评价和公路水毁防治技术,详细梳理了每方面的研究进展;基于山区公路泥石流水毁灾害减灾需求,指出了现有研究存在的薄弱环节,如泥石流磨蚀作用及泥石流沉积物固结机理、泥石流淤埋路段、沿河公路路基缺口部位公路交通应急通行技术、沿河公路路基及桥涵水毁力学机制;提出了进一步实施山区公路泥石流水毁灾害防灾减灾研究的4个方向,即泥石流复杂介质动力学特性、沿河公路路基及桥涵水毁机制、公路水毁路段应急通行技术、公路泥石流水毁灾害应急安全警报方法、系统与设备,详细解读了每个研究方向的主要思路。

泥石流浆体冲击特性实验研究

进行液相浆体粘度0 Pa·s、0.13 Pa·s、0.37 Pa·s、0.72 Pa·s、0.93 Pa·s的泥石流浆体冲击特性模型实验,采用小波方法揭示泥石流浆体冲击特性,结果体现在三方面:随着泥石流浆体粘度的增大,泥石流冲击力与冲击力标准差呈非线性增大,冲击力概率密度由近似正态分布逐渐偏离;泥石流95%以上的冲击能量分布在小于1.958 Hz的低频部分;泥石流冲击能量百分比总体从低频至高频呈迅速衰减分布趋势,且泥石流粘度越高,低频段至高频段的冲击能量衰减速度越快。该成果对于推动泥石流动力特性科学研究具有积极意义。

泥石流龙头冲击特性模型实验研究

以平川泥石流沟为原型研制泥石流龙头运动与冲击特性实验模型,探索了5种浆体黏度、5种固相比、4种固相颗粒粒径组合条件下泥石流龙头冲击特性,实施了85组冲击实验。实验结果表明:随着浆体黏度的增大,泥石流龙头作用越不明显,当黏度达到和超过0.72 Pa·s时,龙头消失;泥石流龙头作用时间随着浆体黏度与固相颗粒固相比的增加而减小,黏度为0,0.13,0.37 Pa·s时,泥石流龙头冲击时间平均值分别为7.4,2.6,1.6 s;低黏度与低固相比组合条件下,龙头冲击力峰值为冲击全程峰值,随着黏度与固相比的增大,龙头冲击力峰值减小,不再是全程峰值。根据实验数据与图像资料将泥石流龙头形态分为高速高强度龙头形态、过渡型龙头形态及低速低强度形态。

考虑月球引潮力和昼夜温差效应的危岩稳定性分析

危岩稳定性是科学分析崩塌灾情的关键环节。根据天文固体潮理论,分析了月球引潮力造成危岩重力效应出现昼夜交替变化的特征,建立了危岩受月球引潮力作用的荷载计算方法;分析了昼夜温差效应对危岩主控结构面内充填物吸水膨胀特性的影响,提出了膨胀力计算公式;引入月球引潮力和昼夜温差效应膨胀力修正危岩稳定系数计算公式,实例分析表明,考虑月球引潮力和昼夜温差效应后,危岩的稳定系数可降低0.96%～6.73%,坠落式危岩劣化程度更为明显。研究成果对进一步实施危岩破坏机理研究有积极意义。