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| 1 | 金沙江白格滑坡运动过程特征数值模拟与危险性预测研究显示文摘2018年10月、11月于金沙江川藏交界处江达县波罗乡白格村先后发生两次体积约2400×10^4m^3和850×104m^3的滑坡,两次滑坡平均运动距离1400 m,堵塞金沙江形成堰塞湖。首次形成的堵江滑坡坝天然溃决,未造成人员伤亡;然而第2次滑坡堵塞第1次滑坡自然溃口,导致堰塞湖库容迅速增加到3. 85×10^8m^3。政府部门立即开展抢险工作,通过人工修建溢洪道的方法成功泄洪,极大程度上降低洪水风险。本文利用PFC^3D颗粒流软件模拟两次滑坡的发生、运动、堆积过程,并在反演结果的基础上对白格滑坡滑源区残留潜在不稳定部分未来失稳的运动路径和堆积范围进行预测,对其危险性进行科学评价。结果表明:(1)滑坡在重力作用下失稳,除了受初始势能的影响外,微地貌也是决定滑坡运动路径与距离的关键因素之一;(2) PFC^3D颗粒流数值模拟方法适用于类似于白格滑坡这类碎屑流类型的滑坡,两次滑坡反演得到的堆积厚度、堆积范围均与真实结果相近;(3)利用两次事件反演所得参数,可以预测若滑源区潜在不稳定部分同时失稳,则形成约70 m高的滑坡坝,可能再次堵塞金沙江。 | 周礼 范宣梅 许强 杨帆 郭晨 | 2019 | 工程地质学报2019，27，6： | 28 |
| 2 | 碎屑流冲击柔性网的离散元仿真研究显示文摘柔性网和碎屑流相互作用包括碎屑流散体运动冲击和柔性网连续大变形两个复杂的力学过程。由于目前柔性网和碎屑流相互作用的力学理论计算方法尚不成熟,为此提出一种利用Hertz–Mindlin黏结接触模型模拟柔性结构,利用无滑移的Hertz–Mindlin模型模拟碎屑流的离散元仿真方法。选择有横向支撑锚索的沟道碎屑流防护结构进行模拟计算,并定义碎屑流动能变化率Wk和碎屑流死区质量与碎屑流总质量之比Fm来对比碎屑流冲击柔性网和刚性挡墙的动态响应过程。结果表明:与冲击刚性挡墙不同的是,碎屑流冲击柔性网时冲击荷载首先沿坡面方向冲击,使承力锚索在水平方向和竖直方向均产生较大的变形。随后冲击荷载作用方向逐渐转变为以水平冲击为主,使堆积区上部锚索的水平偏移值和碎屑流在水平向的堆积范围增大。利用经验公式求得的作用于刚性挡墙的最大法向冲击合力与数值计算结果较为一致,而利用经验公式求得的作用于柔性网的最大法向冲击合力比数值计算结果大45%以上,因此利用经验公式计算碎屑流作用于柔性网的最大法向冲击力时,需要重新确定动土压力系数CD和弗洛德数Fr之间的关系。 | 肖思友 苏立君 姜元俊 | 2019 | 岩土工程学报2019，41，3： | 11 |
| 3 | 不同采空区开挖滑坡灾害与结构体动力响应研究显示文摘我国存在大量的采空区导致的滑坡灾害。人为的扰动是导致边坡失稳的主要因素,在采空工程中,采空区的高度是影响其稳定性的一个主要指标。关于采空区导致边坡失稳之后,造成的滑坡与结构体之间的相互作用对于此类灾害的防治有十分重要的意义。本次研究在PFC2D中搭建了二维边坡模型,并且研究了不同采空区高度造成的滑坡灾害与不同距离结构体之间的动力关系。研究结果表明灾害的堆积结果和边坡的角度、结构体的距离存在一定的关系。并且当结构体位于堆积区B内时,冲击力会随着采空区高度的增加而增加,最终稳定在一个最大值处;而当结构体位于堆积区B之外时,冲击力则只是维持在某一个固定值附近波动。该结果对采空区条件下的边坡治理有一定的实际意义。 | 毕钰璋 孙新坡 何思明 单雨 王安辉 | 2018 | 金属矿山2018，47，6： | 7 |
| 4 | 碎屑流冲击棚洞的最大冲击力影响因素研究显示文摘棚洞是山区用于保护交通路线免受碎屑流冲击破坏的一种常见防护结构。为了研究碎屑流对棚洞最大冲击力的影响,建立了碎屑流冲击拦挡结构的DEM-FEM耦合数值模型,研究了碎屑流的整个冲击过程,分析了最大冲击力与碎屑流密度、冲击高度、坡度之间的关系,并与室内模型试验结果进行了对比,表明该耦合方法可行。研究结果表明:①耦合模型再现了碎屑流启动加速、冲击、堆积的三阶段过程,摩擦耗能是整个冲击过程中最主要的耗能方式;②最大冲击力与碎屑流密度、冲击高度和坡度依次呈线性、幂函数(指数小于1)和幂函数(指数大于1)正相关;③碎屑流的密度、冲击高度、坡度对最大冲击力的敏感度值分别为1.0,0.63和2.68,在棚洞设计时应优先考虑敏感度值大的影响参数。 | 柳春 余志祥 刘宇鹏 黄俊飞 赵世春 | 2020 | 振动与冲击2020，39，2： | 5 |
| 5 | 碎屑流冲击下的桥墩动力响应特征分析显示文摘碎屑流以其高动能和强大的破坏力被视为我国西南片区最危险的地质灾害之一,它不仅对人民群众的生命财产造成极大的危害,并且威胁到桥梁、铁路等国家的基础设施建设。本文就碎屑流冲击条件下的桥墩为研究对象,以两种不同形状的桥墩(圆柱桥墩、矩形桥墩)以及桥墩离碎屑流的物源区距离为研究条件,以离散元方法为研究手段,着重研究了碎屑流冲击桥墩时候的动力响应情况。结果表明:在相同规模以及相同距离的碎屑流条件下,圆柱形桥墩所受的瞬时冲击力的法向应力要小于矩形桥墩,切向应力则大于矩形桥墩,其所受最大冲击力以及平均冲击力都小于矩形桥墩,并且给出了物源区距离对桥墩所受冲击力的影响。研究结果对实际防灾工程有一定的指导意义。 | 毕钰璋 何思明 王东坡 孙新坡 闫帅星 周宇博 陈政 | 2017 | 中国地质灾害与防治学报2017，28，4： | 5 |
| 6 | 滑坡受灾结构体易损性离散元分析显示文摘地质灾害中的结构体易损性的评估涉及到灾害体冲击力以及结构体本身的强度2个方面的内容。在传统的力学模型中,滑坡灾害体被视为刚性体并且其冲击力的大小通过能量守恒来求得;然而模型中却忽略了滑坡解体过程中能量的损耗,以及解体之后块体之间挤压、摩擦、撞击等相互间的力学作用所造成的能量损耗。这就导致了传统力学模型所算得的灾害体冲击力往往要大于实际工况下的灾害体冲击力。因为在高速远程滑坡灾害中,滑坡的破碎程度在很大程度上最终决定了灾害体对结构体的冲击力,所以通过某个典型滑坡并基于二维离散元模型对不同破碎程度滑坡的致灾程度进行系统性的研究。首先,研究了不同破碎程度下滑坡的滑程;其次,研究了不同破碎程度下滑坡和结构体之间的动力响应情况;最后,研究了结构体被滑坡冲击过程中的应力分布情况。通过研究发现:滑坡的滑程和其破碎程度呈反比;滑坡运动过程中能量的损耗主要是块体间的摩擦以及块体间的碰撞,并且在其解体阶段主要是块体摩擦起到主导作用,在其滑动阶段主要是块体碰撞起作用;结构体所受最大合力和灾害体破碎程度呈正比;结构体上应力分布呈'三角分布',即结构体顶端应力很小,越往下端其应力越大,对于防灾结构体本身的结构优化具有指导作用。所得的结论对于实际灾害的防灾指导具有一定的参考价值。 | 毕钰璋 孙新坡 何思明 王安辉 | 2018 | 金属矿山2018，47，7： | 4 |
| 7 | 碎屑流高风险区桩群防护结构优化布局研究显示文摘桩群是一种可有效耗散碎屑流运动能量,抑制碎屑流运动距离及速度的山地灾害防护结构。在碎屑流沟口与受灾体之间构建一组桩群减速带,可达到保护受灾体的目的。以物理模型试验为基础,开展弧型桩群、方型桩群和圆型桩群的沟槽型碎屑流冲击动力响应研究。讨论了3种不同类型的桩群对沟槽型碎屑流运动形态的影响,进一步开展弧型桩群的结构优化研究。结果表明:采用桩群结构可有效减小沟槽型碎屑流堆积距离并抑制其运动速度;3种不同形状桩群之间,弧型桩与方型桩的拦挡效果明显优于圆型桩;弧型桩由于凹槽式外型,对沟槽型碎屑流堆积面积、淤埋深度的抑制效果稍优于方型桩;在相同高度、直径等几何参数下,弧型桩体积比圆型桩小22.6%,比方型桩小39.2%,因此弧型桩的制作成本也相对较低;弧型桩排数从1排增加到3排,桩群拦挡率分别提升7.2%、4.5%;适量增加槽口与桩之间距离L_d可以有效提高弧型桩群防护结构的能量耗散效率。该研究可为桩群在沟槽型碎屑流防治工程中的应用提供理论及技术支持。 | 王东坡 李沁泽 毕钰璋 刘浩 | 2020 | 岩土力学2020，41，4： | 4 |
| 8 | 运动场地地形条件对碎屑流动力特征的影响研究显示文摘碎屑流的运动距离和对结构的冲击作用力是评判致灾范围和破坏强度的重要指标,碎屑流运动地形条件是影响碎屑流的运动距离和冲击作用力的重要影响因素。根据山区建筑集聚分布的凹面型、坡脚型和阶梯型3类地形,结合室内模型试验和数值模拟,从能量演化的角度分析了运动场地地形条件对碎屑流运动、堆积距离和结构物受冲击作用的影响。结果表明:凹面型地形条件下,碎屑流的动能转化率更高,具有更远的运动距离,致灾范围更大,但对坡脚处的挡墙冲击作用力更小;阶梯型坡面地形条件下,碎屑流的动能转化率最低,碰撞耗能和摩擦耗能最大,运动距离更近,但对坡脚处的挡墙冲击作用力更大。碎屑流启动条件相同的情况下,随着挡墙距坡脚的距离的增加,阶梯型地形条件的挡墙所受峰值冲击力衰减程度最快;凹面型地形条件的峰值冲击力衰减程度最慢。研究结果可为滑坡、碎屑流等的防灾减灾风险评价和设计提供参考。 | 胡晓波 樊晓一 姜元俊 | 2020 | 岩石力学与工程学报2020，39，S01： | 3 |
| 9 | ZS-2540×1200型电磁振动给料机厚料层颗粒的运动仿真显示文摘为了探究ZS-2540×1200型电磁振动给料机的物料颗粒在厚料层状态下的运动规律,基于离散单元法,分别对厚料层和薄料层状态下该给料机输送过程中的物料颗粒运动进行仿真。仿真结果表明:两种状态下的物料颗粒运动有所不同,薄料层的物料颗粒呈持续跳跃运动规律,而厚料层底部局部颗粒运动出现较大波动,中上层颗粒运动较为平缓,无明显波动且呈蠕动状态;厚料层的物料颗粒运动的动力源在自下而上能量传递过程中,颗粒相互碰撞使能量被耗散出现衰减,而底层物料颗粒运动受到了上层物料颗粒的压迫,导致不同高度颗粒的运动规律出现差异。仿真结果为电磁振动给料机的维护及优化设计提供了参考。 | 石加联 许家也 马学东 | 2019 | 矿山机械2019，47，3： | 1 |
| 10 | Numerical investigation of effects of “baffles-deceleration strip” hybrid system on rock avalanches显示文摘Arrays of baffles are usually installed in front of protection site to attenuate the flow energy of rock avalanches in mountainous areas. Optimization design is crucial for efficiency promotion in hazard energy dissipation engineering. In this study, a deceleration strip was added in the baffles protection system to optimize the traditional baffles system. The effects of the 'baffles-deceleration strip' hybrid protection system was discussed in detail with the nails number and nails angle. This study presents details of numerical experiments using the discreteelement method(DEM). The effect of the optimization of hybrid protection system(nail angle and nail number) were investigated specifically, especially the impact force that avalanches exerted on structures. The results show that the maximum impact forces and kinetic energy of the rock avalanches decreases with the increase of the number and angle of the nail. Moreover, the distance between the toe and the bearing structure(L_m) is also a key factor. The shorter the distance L_m(30 m) is, the higher the maximum impact force are. The longer the distance L_m(70 m) is, the lower the maximum impact force are. Under the same size of the nails, increasing the numbers can enhance the dissipation ability of the hybrid protection system. Meanwhile, increasing itsangle can also enhance the dissipation ability. There are three key ways for nails attenuate rock avalanches:(i) block the fine particles directly;(ii) form the particles bridge between nails and baffles;(iii) dissipate the coarse particles energy directly. The effect of segregation in rock avalanches is crucial for the energy dissipation mechanism, which is a key factor to optimize the traditional baffle system. | BI Yu-zhang HE Si-ming DU Yan-jun SHAN Jie YAN Shuai-xing WANG Dong-po SUN Xin-po | 2019 | Journal of Mountain Science2019，16，2： | 1 |
| 11 | Optimal array layout of cylindrical baffles to reduce energy of rock avalanche显示文摘The array of baffles protection structure is a flow resistance structure with good drainage,blocking,and intercepting effects on the rock avalanches.In this research,the physical model test on rock avalanches was conducted.Three parameters(column spacing,row spacing,and a number of baffles)were used as indicators to determine the optimal layout of the array of baffles for energy efficiency consumption blocking.Then,the lattice Boltzmann numerical simulation method was used to build a numerical simulation model of rock avalanches-array of the baffles-hazard-bearing body to obtain the rock’s velocity attenuation and flow trajectory avalanches in the impact baffle protection structure.Finally,the results of the physical model test and the numerical simulation were mutually confirmed.The following conclusions were drawn through two methods of physical model test and numerical simulation.(1)The optimal layout parameters of array of baffles were determined as three rows of array of baffles(The number of baffles in each row is 7,8,9),column spacing Sc=3.5,and row spacing Sr=4.5.(2)Under the conditions of high baffle density(such as Sc=1.5,2.5),the rock avalanches would produce a certain degree of circumfluence,which would increase the fluid velocity by at least 24.5% over the average velocity,so the column spacing density should be increased appropriately to achieve the optimal effect of reducing the energy of rock avalanches.(3)In the event of a prototype grooved rock avalanches with a velocity close to 24.5 m/s and a flow depth of about 1.5 m,the three-row array of baffles protection with the parameters Sc^(*)=1.18 m and Sr^(*)=1.51 m could be arranged,playing the role of optimizing the array of baffles to guide the flow and block the energy consumption.LBM experiments can be used to replace laboratory experiments to some extent.Further Lattice Boltzmann method-Discrete element method(LBM-DEM)studies are required before applications to practical engineering. | BI Yu-zhang WANG Dong-po FU Xian-lei LIN Yi-xiong SUN Xin-po JIANG Zhe-yuan | 2022 | Journal of Mountain Science2022，19，2： | 1 |
| 12 | 基于隧道开挖模型的滑坡灾害与结构体动力响应研究显示文摘我国广泛存在因隧道开挖引起的滑坡灾害,隧道的高度及其穿过边坡时的位置会对边坡造成不同的扰动。采用PFC2D建立二维离散元模型,研究不同隧道开挖条件的灾害冲击力变化,着重讨论了开挖高度和隧道至边坡自由面距离对其冲击力的影响。研究表明,坡角对灾害的堆积结果会造成影响,坡角越大,灾害体的堆积量和滑程也越大;其最大冲击力随隧道高度的增加而增加,但存在峰值,且继续增加隧道高度会导致该值的降低;灾害体的最大冲击力和平均冲击力随着隧道至边坡自由面距离S值的增加而增加,当达到某个峰值时,继续增加S值会导致这2个值减小。该研究对于控制隧道开挖条件下滑坡灾害的风险有一定指导意义。 | 王心怡 孙新坡 丁泽浩 车驰 | 2021 | 现代矿业2021，37，9： | 0 |
| 13 | 基于离散元的“岩崩灾害——结构体”致灾风险性参数分析显示文摘岩崩灾害是我国西南山区一种破坏性极强的地质灾害。关于岩崩灾害和防灾结构体之间的冲击规律十分复杂,除了边坡几何形状、结构体几何形状和放置位置等因素影响外,还与岩体碎屑程度有关。上述因素导致了关于此类灾害的防治十分棘手。本研究采用三维离散元方法,考虑边坡角度、结构体的宽度、结构体高度、灾害体碎屑程度、结构体离灾害体距离等5个因素,研究了岩崩灾害和结构体之间的动力演化规律。结果表明:5个因素均对岩崩灾害的冲击力产生影响,其中碎屑程度的影响最为复杂,在二者距离较近条件下,碎屑程度小的灾害体冲击力更大;在较远条件下,碎屑程度大的灾害体冲击力更大。根据所得的风险性参数,给出相应的风险性评价模型,以期对实际工程起到指导作用。 | 王心怡 孙新坡 丁泽浩 车驰 | 2021 | 金属矿山2021，50，10： | 0 |
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