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泥石流“锚杆-护坡”防治模型试验宏细观机理被引量：1: 2013年; 通过滑坡型泥石流'锚杆-护坡'防治室内模型试验,分析了泥石流防治的宏细观机理.试验结果表明,雨水渗出量和降雨量差异造成孔隙水在坡体内积蓄、孔隙水压增高,但坡体未出现分层滑动现象,仅发生了入渗软化和小规模蠕动.细观机理分析表明,坡体中水土细观运动分为'水在颗粒中渗透'和'颗粒在水中浮动'2种模式,细颗粒随雨水渗流在颗粒骨架间下沉并发生平行于坡底的运动,最后因'锚杆-护坡'的滤水固土作用而逐渐沉积并保持稳定.试验宏细观分析表明:颗粒的细观运动改变了模型试验坡体的破坏机理,坡体结构由不同粒径颗粒均匀分布变为'底部细颗粒积聚密实,上部粗颗粒骨架稳定'结构,降低了滑坡型泥石流的发生概率.; 周健李业勋张姣王连欣; 关键词：泥石流水土作用

Centrifuge model tests of the formation mechanism of coarse sand debris flow: 2014年; Using the self-developed visualization test apparatus, centrifuge model tests at 20 g were carried out to research the macro and microscopic formation mechanism of coarse sand debris flows. The formation mode and soil-water interaction mechanism of the debris flows were analyzed from both macroscopic and microscopic points of view respectively using high digital imaging equipment and micro-structure analysis software Geodip. The test results indicate that the forming process of debris flow mainly consists of three stages, namely the infiltration and softening stage, the overall slide stage, and debris flow stage. The essence of simulated coarse sand slope forming debris flow is that local fluidization cause slope to wholly slide. The movement of small particles forms a transient stagnant layer with increasing saturation, causing soil shear strength lost and local fluidization. When the driving force of the saturated soil exceeds the resisting force, debris flow happens on the coarse sand slope immediately.; 周建周韵鸿LI Ye-xunWANG Zi-han; 关键词：SAND DEBRIS CENTRIFUGE

无黏性土滑坡型泥石流形成机理的离心机模型试验研究被引量：16: 2014年; 采用自主研发的可视化试验装置,参照某泥石流现场试验进行了离心机模型试验,研究典型滑坡型泥石流形成的宏细观机理。根据现场试验的颗粒级配和重力比,用粉砂和细砂按比例配制土样进行20g加速度下的离心机试验。利用高清数码成像设备和细观结构分析软件Geodip分别从宏观和细观角度分析了滑坡型泥石流的形成模式和水土作用机理。研究结果表明:离心机模型试验较好地重现了现场试验现象,滑坡型泥石流的形成模式为自坡脚逐渐向上分块坍塌的倒退式块体滑动。滑坡型泥石流形成的原因是坡体中细颗粒随孔隙水迁移,引起孔隙水压力升高并形成底部渗流,造成坡体发生抗剪强度破坏形成泥石流。; 周健杜强李业勋张姣; 关键词：离心机试验

降雨对滑坡形态影响的宏细观分析被引量：6: 2016年; 进行人工降雨诱发边坡滑坡的模型试验,着重研究不同降雨强度对滑坡形态的影响。基于不同降雨强度下边坡发生滑坡的破坏过程,利用高速动态数据采集仪和孔隙水压力传感器进行孔压量测;利用土体水分传感器监测降雨过程中坡体内部含水率的变化情况,研究含水率和饱和度对滑坡形态的影响;并结合细观组构变化进行水土作用机理分析。研究结果表明:不同降雨强度下坡体发生滑坡的宏观破坏形态、孔压变化规律不同;随着降雨强度的增加,坡体滑坡形态从牵引式向推移式转化;牵引式滑坡形成机理为坡脚发生渗透破坏,坡体失去坡脚支撑作用而分层下滑;推移式滑坡形成机理为坡体上部雨水聚集导致孔压上升、土体强度降低,当下滑力大于抗剪强度时,上部土体挤压下部土体,突然整体滑动。本文研究有助于工程中对降雨诱发滑坡的预防和治理。; 杜强周健李翠娜; 关键词：降雨强度边坡失稳细观组构

船运铁精矿流态化模型试验的离散元数值模拟被引量：4: 2016年; 采用离散元程序PFC3D对散装铁精矿在动力荷载作用下发生流态化的室内振动台模型试验进行数值模拟,从细观的角度研究铁精矿流态化的演化规律及内在机理。考虑流态化过程中的非饱和特性,利用微小颗粒模拟水团,通过设置黏结模型模拟矿粉颗粒间的基质吸力,实时观察流态化过程中铁精矿位移场、水颗粒迁移情况以及细观组构的变化和发展,并将数值模拟结果与室内模型试验进行对比分析。结果表明:铁精矿发生流态化的主要原因是水液面的上升;其细观机理为在动力荷载作用下,铁精矿细颗粒沿着粗颗粒孔隙向下运动和颗粒间水团汇集形成水膜后的向上迁移。; 周健杜强简琦薇李晨张智卿; 关键词：铁精矿流态化细观机理离散元法

降雨强度对泥石流起动影响的模型试验研究被引量：18: 2016年; 利用自制小比例模型槽,采用可控降雨强度降雨模拟器,进行了人工降雨诱发泥石流的室内模型试验,研究降雨强度对泥石流起动的影响,并确定泥石流起动的临界降雨强度。基于临界降雨强度下泥石流的起动过程,对孔隙水压力和坡体内部含水率的变化规律进行了研究,并与现场试验进行了对比。运用Geodog软件对泥石流形成前坡体的位移场进行了分析,研究坡体破坏规律。研究结果表明,泥石流起动的临界降雨强度范围为43～50 mm/h。泥石流发生前存在一个孔隙水压力增加的过程,在泥石流形成后,孔隙水压力急剧下降。降雨强度影响雨水在坡体内部的渗透,是泥石流起动的主要原因。泥石流起动与坡体含水率和饱和度的变化有关,当坡体饱和度超过80%时,产生整体滑动破坏,并迅速转化为泥石流。; 周健杜强李翠娜; 关键词：降雨强度泥石流饱和度

包裹式加筋砂土边坡离心机试验研究与对比分析被引量：7: 2014年; 利用自主设计的宏细观可视化全程拍摄系统,对包裹式加筋砂土边坡进行了离心机模型试验。研究了20g离心场下包裹式加筋砂土边坡宏观变形模式和力学性状以及筋土界面处细观作用机理和土颗粒运动规律。将离心机试验结果与1g静力模型试验结果进行了对比,分析了不同应力场下加筋边坡变形破坏的宏细观机理。研究结果表明:不同应力场下包裹式加筋砂土边坡破坏模式不同,高应力状态下界面处摩擦咬合力峰值大于筋材拉伸断裂强度,而低应力状态下界面处筋材拉伸断裂强度大于摩擦咬合力峰值。筋土界面处不同的应力状态是影响筋土界面作用方式的重要因素。该研究对进一步认识包裹式加筋砂土边坡破坏机理有积极意义。; 周健周韵鸿李飞张姣; 关键词：离心机试验

降雨诱发山区线路溜坡的模型试验与机理研究被引量：4: 2013年; 长时间降雨常引起山区架空输电线路塔位边坡发生浅层溜坡,给线路的运行带来重大安全隐患。影响溜坡的因素众多且相互干扰。利用自制小比例尺模型槽进行人工降雨诱发溜坡的室内模型试验,分析在强降雨条件下土性对溜坡的影响。通过在试验过程中对溜坡的破坏形态和位移场进行分析,研究强降雨条件下土体发生溜坡下滑的内在机理。研究表明,浅层溜坡是一个雨水入渗、土体变形、基质吸力降低、孔压升高、土水相互作用的复杂过程。在强降雨条件下的溜坡呈流滑型破坏类型,即呈流态化的后部土体在土水重力和水体渗透力共同作用下,推动前部土体快速下滑。; 周凯敏周健; 关键词：架空线路降雨水土作用

粗粒土强度特性及颗粒破碎试验研究被引量：8: 2013年; 利用大型多功能界面剪切仪对粗粒土进行大型直剪试验,并针对粒径范围在20～50 mm及10～20 mm的特殊试样进行两组对比试验,对粗粒土的力学特性及强度参数进行分析;试验结束后对所有试样进行颗粒筛分,总结颗粒破碎规律。结果表明:粗粒土属于剪切硬化型材料,不良级配材料强度非线性特性明显,呈现较大假黏聚力,摩擦强度变化较小;筛分分析表明,颗粒破碎率随法向应力增加明显增大,二者符合双曲线关系,其拟合参数与级配及颗粒尺寸等密切相关。; 王子寒周健赵振平张姣; 关键词：粗粒土强度特性颗粒破碎直剪试验

不同应力路径下砾石土力学特性的宏细观研究被引量：6: 2013年; 利用空心圆柱仪对砾石土进行三轴压缩、扭剪、三轴–扭剪联合3种单调加载路径试验以及应力主轴旋转路径试验。通过设计新型加载路径,实现应力主轴在不同应力水平下往复旋转,并在旋转时保持广义剪应力不变。试验结果表明,随着应力水平的增加,主轴旋转产生的广义剪应变呈现先增大、后减小、再增大的规律;主轴旋转会造成试样强度明显下降,内摩擦角显著减小,其破坏时刻的应力圆位于三轴–扭剪联合加载路径应力圆的内部。对三轴压缩和扭剪2种路径试验进行离散元细观分析,发现扭剪力作用下试样会形成水平滑动面。最后,对应力主轴旋转造成试样强度下降的原因进行分析和讨论。; 周健王子寒张姣邓益兵; 关键词：颗粒流程序细观应力路径粗粒料

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国家自然科学基金(41272296)

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