北京市门头沟区达摩沟泥石流发育特征与危险性评价

泥石流是北京西部、北部山区雨季最常见的地质灾害类型之一。北京市门头沟区清水镇达摩沟历史上曾发育多期泥石流灾害,目前仍存在大量人工堆积物和崩塌堆积等泥石流潜在物源,存在明显的泥石流隐患。本文查明了北京门头沟区达摩沟泥石流物源类型、储量与分布情况,并针对10年一遇、20年一遇、50年一遇和100年一遇4种极端降雨频率工况,基于二维动力模型(FLO-2D)分析了达摩沟泥石流的运动学特征,模拟了泥石流隐患影响范围并进行危险性分区评价。调查结果表明,泥石流潜在物源以人工弃渣煤矸石为主,沟道堆积物与崩滑堆积物为辅,物源静储量共计约为44.7×10^(4)m^(3),泥石流流态性质整体呈现稀性特点。综合4种降雨情况模拟结果,可判断达摩沟泥石流高危险区主要分布在沟口堆积区及主、支沟汇流处,占流域面积比例为13.1%~20.0%,中危险区与低危险区所占比例分别为29.9%~31.2%和48.8%~57.0%。建议在达摩沟流通区设置上游拦截、下游排导的防治措施,并在暴雨季节加强形成区的雨量监测预警。

基于强度折减法确定边坡临界滑面的小波变换法

临界滑面的确定一直是岩土工程界研究的热点问题。利用有限元-强度折减法对二维边坡进行稳定性分析时,对于进入极限平衡状态的边坡而言,沿边坡深度方向的等效塑性应变最大值点一般也就是临界滑面上的点。然后通过预设一组相互平行且与坡面近似垂直的直线,找出各直线上等效塑性应变的最大点,可得到一系列呈波动状分布的点,这些点构成了一组一维的信号函数;再利用小波分析对数据进行平滑处理就可得到边坡的临界滑面。通过经典算例分析并与Spencer法等前人的研究成果比较,结果表明该方法是合理有效的,可以用于边坡临界滑面的确定。

基于整体分析法的抗滑桩加固边坡稳定性分析

为了分析抗滑桩加固边坡的稳定性,将整体分析法应用于抗滑桩加固边坡的稳定性计算中,重新推导了加固边坡安全系数的计算公式。该方法以整个滑坡体代替传统的条块为分析对象,通过建立三力矩平衡方程而非传统的水平力平衡、竖直力平衡以及对一点的力矩平衡,实现了滑体的整体极限平衡稳定性分析。所得到的方程是刻度良好的,存在唯一的、安全系数为正的实数解,收敛范围大且迅速,具有良好的数值特性,并且适用于各种形式的滑动破裂面,可以方便地从二维向三维进行推广。最后通过算例验证了所提方法的有效性。

弹性静力学问题的边界积分形式的数值流形法

传统的数值流形法(NMM)一般均采用区域积分形式。结合边界单元法(BEM),提出了一种边界积分形式的数值流形法。该方法既能发挥NMM的可以灵活选取局部基的优势,又具有BEM降低问题求解维数的特点。针对二维的弹性静力学问题,对3个具有解析解的不同基准算例进行了数值应用,验证了所提方法的有效性和效率。计算结果表明,提高局部基的阶次可有效提高方法的计算精度。

玄武岩-混凝土界面抗剪性能的影响因素及特征分析

为研究玄武岩-混凝土界面抗剪性能的影响因素及特征,设计了一种用于测试该性能的试验装置。采用同一场地的玄武岩和C20、C30混凝土试件,开展30组试件岩-混柱形的界面室内模型剪切试验。根据试验获得的荷载-位移曲线,确定极限抗剪承载力,并计算获得了界面抗剪强度平均值。将试验结果归一化处理后,研究了接触面尺度因素、混凝土设计强度等级和龄期、岩石完整性对界面抗剪性能的影响。试验结果表明:该装置能够有效模拟并试验测试岩石与混凝土界面的抗剪性能;接触面积与模型剪切承载力呈正相关,但与剪切面的高度或直径相关性不大,岩样高度越大则强度试验统计变异系数越小;90%置信概率下,混凝土养护7 d后,混凝土设计强度等级与界面抗剪强度变化不明显;混凝土龄期不大于7 d时其对界面强度有一定的正向影响,龄期增大可降低剪切强度时的极限位移;岩石完整性越好,则岩石与混凝土界面抗剪强度越高。