能量致灾循环演化与环链效应相关性分析

以能量作为灾害环链模型的载体,能量在不同介质载体中传输演化的表观形态和演化特性有所不同。能量致灾演化过程能够体现物质与能量之间相互作用演绎的复杂性,以及系列灾害能量过程演化的非线性,灾害能量链式循环演化形式是客观物质质变阶段激进变形的结果,导致能量致灾演化与环链效应存在一定的相关性,这也体现出能量致灾循环演绎具有双重属性的特点。

拦挡作用对黄土坡面泥流动力过程影响机制

泥石流运动过程中拦挡坝的拦挡作用是泥流防治研究中的一项重要议题。本研究引入侵蚀速率概念,建立了含有拦挡坝的泥流连续介质模型,阐明了拦挡坝拦挡作用对泥流运动行为和动力过程的影响。结果表明,泥流撞击拦挡坝发生漫坝时,拦挡坝遭受了逐渐加速泥流巨大的影响。拦挡坝发挥出拦截和拦挡双重功效:一方面,使得泥流灾害体横向扩展增强,纵向延伸减弱,滑移距离减少,降低了泥流的致灾范围;另一方面,降低了泥流侵蚀夹带作用,减少了泥流灾害体质量,使得灾害体面积和体积分别下降2.48%和3.63%。同时,使泥流偏离流动方向,泥流运动的平均速度下降10.62%,缓解了泥流的冲击力,削减了灾害体16.17%的致灾能量,进一步降低了泥流的致灾强度和致灾规模。引入基底地形和侵蚀速率的数值模型为泥石流动力机制提供理论支持,也为泥流防治提供技术指导。

充填弱化坚硬覆岩冲击地压灾害机制研究

坚硬覆岩作为诱发冲击地压的主要因素之一,已经严重威胁煤矿安全高效开采。通过分析坚硬覆岩条件下冲击地压灾害的灾变过程及诱冲关键层能量的关键控制因素,给出诱冲关键层的判定方法,提出利用采空区充填和离层注浆充填弱化诱冲关键层致灾能量的思路,以2个典型煤矿坚硬覆岩下工作面采矿地质条件为背景,研究不同充填条件下诱冲关键层变形规律及致灾能量演化规律,揭示充填弱化坚硬覆岩致灾能量作用机制并给出相应的工程设计方法,最后通过现场实测分析进行验证。研究结果表明,坚硬覆岩形成的诱冲关键层变形产生的能量积聚、释放和传递是诱发冲击地压灾害的关键,采空区充填和离层注浆充填能够有效控制诱冲关键层变形,降低致灾能量的积聚程度和释放速度,同时,充填体可吸收部分能量并降低致灾能量的传递效率,进而实现弱化坚硬覆岩诱发冲击地压灾害危险性的目的。