摘要：兰成渝成品油管道在甘肃康县段遭受了严重的落石灾害,其中08年汶川地震触发的阳坝落石造成管道破坏和巨大经济损失。根据对阳坝落石现场的调查和管道遭受落石冲击的分析,为管道在康线段的减灾防灾提供理论依据和分析方法。系统对比分析了国内外普遍采用的5种落石冲击力算法,并推荐了最出符合实际的算法。通过现场取样和室内实验获取土体力学强度参数,经与工程地质手册推荐的经验数据比对后选择最适合的参数进行计算。选取Marston提出的沟内埋管竖直土压力计算模型分析管道的应力与变形,结果表明:(1)事故原因是管材自身的强度和变形不足以抵抗落石产生的巨大冲击荷载,应力和变形均失效。(2)在落石区进行管道设计时,建议引入日本道路公团方法计算落石最大冲击力。(3)管道在康县区域内再次遭受崩塌灾害的概率很大,有必要对区域内崩塌灾害点进行重点排查,做好相应的管道防护措施。

摘要：在离散元(DEM)模拟过程中,颗粒物质的接触刚度对模拟结果有重要影响,而构成颗粒物质的材料本身存在大量的微观缺陷,由于在颗粒物质运动过程中反复冲击接触作用,必然导致颗粒物质内部微观缺陷的扩展和融合,使得颗粒物质的物理力学性质不断劣化,具体表现为接触刚度不断降低,直至发生冲击破碎。如何在离散元模拟过程中考虑颗粒物质的冲击损伤特性具有重要意义;以Hertz弹性接触力学为基础,结合连续损伤理论,定义了颗粒物质冲击损伤变量,建立了颗粒物质冲击损伤演化方程,提出了冲击损伤累积确定方法。结果表明:较小的冲击速度可以导致颗粒物质产生损伤,损失累积弱化了颗粒物质的接触刚度,损伤累积可导致颗粒破碎,在离散元模拟过程中应考虑颗粒物质的损伤累积。

摘要：输油气管道通过山区时不可避免地会受到滑坡灾害的威胁。为了分析管道在滑坡作用下的应变响应特点,利用ANSYS有限元分析软件建立了管道横向通过滑坡的模型,并考虑了管道与土体的相互作用。在此基础上,通过算例分析了管道轴向应变的分布特点,并分析了滑坡宽度、管道壁厚以及管道埋深对管道轴向应变的影响规律。结果表明:(1)横向滑坡作用下,管道轴向应变有沿滑坡作用中心位置呈对称分布的特点;(2)在滑坡作用中心位置、滑动区与非滑动区交界处附近的管道将会产生最大的轴向应变,是管道最为危险的截面;(3)适当增加管道壁厚和减小管道埋深可以达到降低管道应变的目的。

摘要：楚梯岗沟是位于芒康县境内金沙江右岸的一条泥石流沟,流域面积6.67 km^(2)。该沟水土流失严重、泥石流活动频繁,主要的坡面侵蚀物源和崩滑堆积物源都集中分布于流域的下游区域,极易发生堵溃现象;多年的泥石流活动在堆积区形成一个巨大的堆积扇,严重挤压金沙江。在实地调查的基础上,通过利用雨洪法和形态调查法计算泥石流的活动特征参数并分析其堵河概率。结果表明:楚梯岗沟泥石流属于黏性泥石流,近期暴发的泥石流规模为“50年一遇”,当暴发“百年一遇”规模以上泥石流时,有可能堵塞金沙江。根据调查结果得出:在持续发生的泥石流活动对河床不断挤压的条件下,将来可能会完全堵塞金沙江。基于楚梯岗沟泥石流的孕灾环境,提出“稳固+拦挡”的灾害防治方案,在关键物源区布置谷坊群,在流域下游布置拦沙坝,达到既可以控制泥石流的暴发规模、改善流域内水土流失现状,又缓解泥石流堵河风险的目的。

摘要：设计并完成比例1∶100的小型振动台模型试验,坡面角度为35°、45°、55°,在满足相似律的条件下,输入不同频率X,Z双向正弦波,研究碎石土斜坡动力响应规律和变形破坏特征。结果表明高程对地震波具有放大作用;水平向加速度峰值放大效应强于竖直向;随着坡面角度增大,水平向或竖直向加速度峰值高程放大效应先增强后减弱,45°时最显著;坡体下部水平向加速度峰值随高程缓慢上升,坡体上部快速上升;竖直加速度峰值在整个高程内上升,无明显分界;随频率增大,坡体内同一高程水平向加速度峰值变大,竖直向加速度峰值先增大后减小,25 Hz时高程放大效果最明显。PIV结果表明坡度为45°,频率为25 Hz时,坡肩水平向运动最剧烈。碎石土斜坡易发生坡肩破坏。

摘要：窗口坝是泥石流拦挡坝常用类型之一,其设计仍以设计者的经验和水工设计方法为主,尚缺乏理论依据和技术支持。窗口坝设计时如何选择合理的开口尺寸、数量,使其达到良好的拦砂效果,是目前急需解决的技术问题。通过实验对窗口坝拦截不同性质泥石流时的闭塞类型及其临界条件进行了探讨,发现窗口坝拦截稀性、过渡性泥石流时表现为全闭塞、部分闭塞和不闭塞3种类型:当F≤0.95时,窗口坝全闭塞;当0.951.5时,窗口坝不闭塞。窗口坝拦截粘性泥石流时表现为全闭塞和部分闭塞2种类型:当F≤2.7时,窗口坝全闭塞;当F>2.7时,窗口坝部分闭塞。

摘要：滚石灾害是5.12地震诱发的主要次生山地灾害之一,因具有随机和不可预见性,成为灾后重建中地质灾害防治的难点。滚石防治的核心问题是解析滚石对坡面的冲击响应,由于冲击过程历时短、变形大和能量转换复杂,通过传统理论分析方法分析较为困难。为此,以Hertz理论为基础,考虑坡体的弹塑性特性,模型化滚石冲击为自由落体冲击的半无限体问题,运用动力有限元数值仿真技术,研究了滚石对坡面法向冲击特性,揭示滚石冲击速度、滚石半径对坡面土体动力响应的影响。结果显示基于弹塑性冲击理论的计算结果与数值模拟结果较为吻合,而完全弹性冲击理论的计算结果偏差较大,即基于弹塑性理论的滚石灾害防护设计更为合理。

摘要：沟道两侧的松散堆积体是泥石流形成的重要物源之一,其在暴雨洪水过程中的破坏和失稳过程在某种程度上决定了泥石流的形成过程,不同密实度条件下堆积体的稳定性和破坏过程将有所不同。本文通过室内理论模型实验研究沟岸两侧堆积体的破坏过程,重在探讨不同密实度下堆积体破坏过程的差异。通过设计4组水槽实验,对不同密实度的堆积体破坏过程进行了实验模拟。结果表明:侧岸堆积体的破坏总体上可分为3个阶段:坡脚侵蚀阶段、频繁崩滑阶段、逐渐稳定阶段,在实验尺度下,较松散的堆积体在水流侧蚀作用下,主要破坏模式为局部滑动失稳;较密实的堆积体,容易形成临空面后易发生大规模倾倒式破坏,表现为重力式坍塌;堆积体频繁失稳过程并不是一次性整体破坏,而是一个逐步渐进的过程,破坏在时间上具有间歇性,空间上具有离散性,规模上涨落性;较松散的堆积体,土体破坏的间隔时间短,但平均规模和总体较小;较为密实的堆积体,土体破坏间隔时间长,但平均规模和总体规模较大,反映了不同密实土体破坏过程的差异。该研究拟为山区流域泥石流的形成方式和过程研究作出贡献。

摘要：处在季节性冻土区的冰碛土受冻融循环作用影响显著,极大地影响工程的稳定和安全。为了探究冻融循环作用及初始含水率对冰碛土静力学特性的影响,以川西甘孜州海螺沟的冰碛土为研究对象,通过开展不同冻融循环次数及初始含水率条件下冰碛土不固结不排水三轴试验研究冻融循环作用对冰碛土力学参数的影响。试验结果表明:冻融循环作用下冰碛土应力-应变曲线为弱应变软化型;随冻融循环次数增加,冰碛土弹性模量、抗剪强度均呈现出先快速衰减后趋于稳定的变化趋势,且初始含水率越大其力学指标衰减程度越大,黏聚力呈负指数型函数降低,而内摩擦角无明显变化;采用指数型函数对抗剪强度、弹性模量试验值进行多元非线性拟合,建立冰碛土力学参数与围压、含水率及冻融循环次数的关系表达式,拟合效果理想,可用于推算经历冻融循环后土体力学参数值;冻融循环作用会使冰碛土力学性质显著劣化,且劣化程度与含水率呈正相关。研究成果可为高寒山区工程设计与建设提供科学支撑。

摘要：在西部山区的城镇化建设中,常因土地资源稀缺而不得不利用坡地资源。然而如果不当切坡,就可能引发其失稳滑塌,给工程建设和人民生命财产造成重大危害。为此,以极限分析的上限定理为手段,分析了不同切坡方式和不同土体抗剪强度对高切坡稳定性的影响。并基于超前支护理论,研究了危险高切坡的超前支护方案,给出了超前支护桩的抗力荷载的计算方法。最后,在考虑有地震荷载作用的条件下,分析了高切坡超前支护体系发生永久位移的临界加速度条件和永久位移大小,最终为高切坡超前诊断与支护设计提供一个完备的解决方案。