稀性泥石流龙头形成机制的试验研究

本文通过室内槽为观察和分析稀性泥石流阵性的形成机制，试验表明，稀性泥石流阵性的起因首先决定于流域内形成的原始出流过程。同时，运动过程中巨砾向龙头处集聚和泥石流体中液相介质向不饱和的床面堆积层的渗透流失，是促进龙头发展的二项重要因素。这二种作用使泥石流龙头部的固相浓度增大，粒径变粗。运动阻力增大，而使龙头壅高发展。     

泥石流梁式格栅坝调控性能试验研究

梁式格栅坝是泥石流防治工程中重要和常见的透过型拦砂坝之一,在铁路等线路泥石流防治中具有良好的应用前景与价值。梁式格栅坝对泥石流的调控作用主要体现在泥石流容重、峰值流量、一次冲出总量、冲击特性以及泥石流持续时间等方面。基于量纲分析推导考虑泥石流性质、坝体结构参数、泥石流运动状态等因素影响下梁式格栅坝调节作用的计算式,并结合室内水槽模拟试验结果通过最小二乘法确定计算式中的相应系数,计算值与试验值有较好的吻合度。研究成果可为梁式格栅坝的工程优化设计提供科学合理的依据与技术支持,有助于对梁式格栅坝的调控效果做出客观评价,使梁式格栅坝更好地为防灾减灾服务。     

川藏铁路冰水泥石流流变及级配特性试验研究

由于川藏铁路沿线地形复杂、交通不便,现有关于川藏铁路冰水泥石流研究多为数值模拟及理论分析研究,缺乏现场资料验证。通过收集川藏铁路沿线冰水泥石流堆积体样本52份并做试验分析,首次系统研究了川藏铁路冰水泥石流流变及级配特性,并对其特性进行相关分析。得出如下结论:冰水泥石流细小颗粒(黏粒、粉粒)含量明显小于典型黏性泥石流,冰水泥石流粒径小于0.01?mm的颗粒含量约为黏性泥石流的32.4%;同种重度、剪切应力下,冰水泥石流应力显著小于黏性泥石流;冰水泥石流为紊动流模式,其搬运及侵蚀特性更加明显,破坏力更大。     

数值模拟在泥石流流量计算中的应用

泥石流是发生在山区及山前地区的一种含有大量泥砂和石块的暂时性混合流．在铁路工程设计建设中,如何判定并准确计算泥石流危害程度,一直以来都是一个重要课题．本文比对现有《铁路工程地质手册》中提供的经验型泥石流流量计算公式,将数值模拟技术应用于泥石流流量计算之中,引入更多流量控制影响因子．并针对泥石流的物质组成提出不同模拟计算方法．以便更接近实际地反映泥石流流量的真实状况．为泥石流的定性定量以及后续计算提出了一点建议．     

泥石流冲击作用下无砟轨道桥梁的动力响应

研究目的:泥石流冲击作用使桥上无砟轨道产生附加变形,进而可能对桥上高速列车的运行产生影响。确定泥石流荷载模型及其影响是研究该问题的关键之一。为此,本文首先提出一种泥石流荷载简化模型,其综合考虑了泥石流浆体压力、大块石冲击和龙头龙尾效应;然后以成兰铁路上一座多孔简支梁桥为案例,采用有限元法建立无砟轨道-桥梁三维有限元模型,分析泥石流冲击作用引起的墩顶横向位移、梁体跨中横向位移和相邻梁端两侧钢轨支点横向相对位移;最后通过参数分析,讨论泥石流荷载参数对各动力响应的影响规律。     

夏里泥石流群的发育特征及对川藏铁路选线的影响

针对川藏铁路昌都—伯舒拉岭段泥石流普遍发育且影响铁路选线的情况,采用现场调查、遥感解译等手段查明了线路附近泥石流的范围、物源条件、激发因素,并分类统计了线路附近泥石流的发育情况。以夏里泥石流群为例,通过分析泥石流群发育特征及地质背景,计算了泥石流的流速、堆积厚度等特征参数,评价了泥石流群的易发性及危险性,分析了泥石流群对线路方案的影响并给出了防治对策。通过方案比选,D3K方案桥面不存在被泥石流淤埋的风险,采取工程措施后泥石流对桥墩的冲击和桥基的掏蚀影响可控,该方案最优。夏里桥涵在泥石流堆积区通过时,桥涵的净空高度须大于泥石流的泥深、爬高、堆积厚度之和并考虑一定的安全高度。     

泥石流作用下桥墩的动力响应分析

由于部分山区桥梁跨越发育冲沟,会受到泥石流的冲击作用,基于桥梁构件能力保护原则,对泥石流作用下桥梁动力响应分析的研究就显得尤为重要。应用有限元动态接触方法对碰撞过程进行数值模拟,选取某高速公路30 m实心T墩建立三维实体有限元模型,分析其在泥石流作用下的动力响应情况。研究表明,在泥石流冲击作用下,块石与桥墩接触区及下部构件连接处应力较大,墩顶位移随上部荷载压力增大而不断减小,即设计应考虑分别提高桥墩的承载能力及其构件连接处的变形能力。     

藏东南培龙贡支泥石流形成机理与发展趋势分析

为了研究藏东南地区冰川-暴雨型泥石流的形成机理,并预测其发展规律,选择培龙贡支泥石流作为研究对象进行调查分析,归纳该泥石流的孕育背景,总结其典型特征,计算其物理力学参数,分别从泥石流的物质来源、动力环境、诱发因素等成灾条件分析其形成机理,揭示该泥石流灾害类型独特、位于地区降雨中心、强降雨周期长及物源类型丰富的特点,对其危险程度、易发程度、发展趋势进行分析、评价。研究结果表明:培龙贡支泥石流属于高危险泥石流,在不利地质条件的共同作用下,研究区存在泥石流频繁爆发的可能性。采用调查和计算相结合的方式对培龙贡支泥石流进行研究,可为同类型的泥石流的分析研究提供参考。     

单一粒径组碎石道砟颗粒破碎规律试验研究

道砟颗粒破碎会影响路基的力学行为和服役性能。为定量分析颗粒形状、粒径、冲击荷载三者对碎石颗粒破碎的影响，选用单一粒径组安山岩碎石道砟颗粒，进行颗粒破碎试验研究。研究结果表明：颗粒破碎比B_g可用于定量分析道砟的颗粒破碎规律；道砟形状是控制其破碎的主要因素，片状颗粒和针状颗粒在试验中的平均质量损失率高达40%;而块状颗粒的破碎主要以磨损为主，质量损失率低于4%;颗粒破碎指标B_g和冲击荷载能量存在良好的线性关系；颗粒破碎过程可以划分为空间调整、接触破碎及平衡稳定三个阶段。     

资料缺乏地区诱发泥石流临界降雨量预测

常用的泥石流临界降雨量预测方法是基于统计资料的实证法和频率计算法,但在大多数山区,可能没有泥石流统计资料,诱发泥石流的临界降雨量预测存在困难。基于泥石流的起动机理,对松散堆积体进行受力分析,采用摩尔-库伦强度准则计算松散堆积体破坏起动时的临界水深,并通过泥石流流域内的产汇流分析计算得到泥石流发生的临界降雨量,该方法在乌东德近坝区的5条泥石流沟进行了应用和验证,结果表明该方法具有合理性和可行性。     

铁路道床振动特性的三维离散元分析

研究目的:铁路碎石道床是一种典型的散粒体结构,为突出考虑道砟颗粒的散体特性,运用离散元法建立轨枕-道床空间耦合的颗粒流模型.通过加载高速列车动荷载时域谱,研究铁路道床在高速行车条件下的振动特性和道砟颗粒的动态响应.研究结论:通过建模和计算,将计算结果与已有试验结果相对比,验证了模型的正确性;在此基础上对铁路道床的振动特性进行分析,结果表明:动荷载作用下道砟之间的接触力按近似45°角的规律传递;相邻轨枕下方道砟颗粒的振动加速度和道砟接触力存在振动叠加作用,道砟颗粒的振动加速度、道砟接触力及道砟颗粒动位移随道床深度的增加而递减.     

光流法在地铁车辆测速中的应用研究

地铁车辆速度是列控系统的一项重要参数，传统的地铁车辆测速方法存在一定的缺陷。文章利用图像处理中的光流法研究地铁车辆测速新方法，提出了满足地铁车辆测速实时性和精度要求的快速光流计算方法。引入图像金字塔，通过由粗到精、逐层细化的步骤求解大位移运动光流，解决了LK光流法无法计算大位移运动的缺陷；提出了将GPU用于光流计算，实现图像特征点检测计算并行化，显著提升光流计算速度；设计了线路仿真软件进行测速仿真试验。结果表明，基于图像金字塔的光流改进算法提高了大位移情况下光流估计精度，基于GPU的光流并行计算有效提高了光流计算速度，满足地铁车辆测速系统的实时性要求。通过搭建支撑平台，并进行实际线路试验，进一步验证了光流测速方法的可行性。     

暴雨泥石流流量计算方法研究

泥石流流量计算对泥石流防治工程的规划设计和灾害评估都是很重要的问题。本文提出的一种计算方法属雨洪修正法。与以往的方法相比，它的特点是根据沟床形态和转移能力来估计泥流的浓度；泥石流浓度除主要决定于沟床纵坡外，还取决于浆体密度。通过调查，得出了浆体与流域单位面积松散固体物质的储量、细颗粒比率和流域植被情况的经验关系。秘得泥石流流量计算式，经野外调查资料检验具有一定可信度，但式中堵塞系数等项目尚待进一步     

土石碎屑体稳定性离散元数值分析

利用颗粒流离散元方法,对土石碎屑体在外界营力作用过程中的稳定性进行数值计算,重点分析了碎屑体在前期施工开挖无支护及后期支挡防护两种情况下的长期破坏模式,并对比了天然与暴雨作用下的差异。分析表明,颗粒流离散元方法能够全面模拟碎屑体的失稳、破坏及塌滑移动过程,且能够准确量化部分计算参数,为碎屑体的稳定性评价提供一种新的方法。     

基于非线性RSH方法的泥石流灾害预测预报

泥石流灾害系统是一种自组织临界性系统,这种系统的演化总是处在混沌的边缘,系统的演化过程是可以预测的。将改进的重标极差分析方法(RSH)引入泥石流灾害前兆观测资料的处理和分析中,并在计算赫斯特指数H时,定义1个涵盖序列历史和序列长时记忆信息的时间窗。应用该方法对云南蒋家沟泥石流总径流量观测数据进行研究表明:云南蒋家沟泥石流总径流量时间序列不仅具有持久相关性,而且在激增前赫斯特指数值要经历1个先降维,然后升维的过程。根据对云南蒋家沟泥石流总径流量时间序列赫斯特指数值及其变化的分析,提出了预测预报泥石流灾害的3种定性判据。     

某水电站弃渣场稳定性计算及对泥石流的影响分析

沟口堆渣体占据大面积沟道而束窄泥石流流通渠道,将会改变泥石流运动特征,导致泥石流对右岸的冲刷作用增强,进而产生较严重的泥石流灾害。若较大规模泥石流可能会引起堆渣体局部失稳,甚至堵塞沟道进而形成更大规模泥石流。通过对某水电站弃渣场工程区域环境地质的研究,在调查干河沟地形地貌、沟谷形态及物源分布等特征的基础上,对渣体进行稳定性计算,并对泥石流的影响做了较为科学的评价。通过对上述问题的研究,针对堆渣体和右岸边坡可能的失稳破坏方式、规模及工程影响,提出简要的防治处理措施建议。     

第三轨中间接头不平顺阈值研究

第三轨中间接头安装的平整度直接影响到整个第三轨受流系统的可靠性.以武汉地铁某线使用的第三轨受流系统为研究对象,通过靴轨动态特性试验探究了靴轨动态接触力的变化规律及第三轨动态冲击来源.结合靴轨动态接触的特点,建立了含中间接头的靴轨冲击模型,并利用实验数据验证了冲击模型的计算结果;基于验证后的该模型,分析了中间接头不平顺激...     

一种采用输移浓度为主要参数的泥石流流量计算新方法

根据沟床水力条件对泥石流浓度的调节作用和泥石流浆体浓度对沟槽输移能力所具有的重要影响。建立了由流域产沙条件来估计浆体浓度，再由沟槽输移浓度来确定泥石流流量的新方法。经过比检验。计算流量与形态调查流量相近，平均相对误差为－６．９％，最大相对误差为－１４％。     

公路简支梁桥在车桥耦合作用下的冲击系数研究

应用d‘ Alembert原理和有限元法分别建立了5个自由度的重载车辆和桥梁结构的振动微分方程.以路面随机不平顺为激振源,利用有限元软件Ansys及增编的命令流,进行了车桥耦合系统动力响应计算,分析了路面和车辆等有关参数对桥梁冲击系数的影响.计算结果揭示了简支梁桥冲击系数随各种因素变化的一些规律:随着车速的增加,桥梁冲击系数增大,路面等级越差,增加的幅度越大;随着车重的增加,桥梁冲击系数减小;内力冲击系数比位移冲击系数小,在桥梁设计中采用位移冲击系数进行计算.     

铁路泥石流防治技术及其发展

扼要介绍了铁路泥石流防治技术。对绕避、排导、拦挡和明洞渡槽等泥石流工程减灾技术的适用条件和减灾效益作了分析总结。为加强泥石流非工程防治技术研究，提出了建立泥石流防灾信息管理系统等方面的思考。