SPH颗粒流模拟中Mohr–Coulomb参数的多指标优化
研究针对SPH颗粒流模拟中的Mohr–Coulomb参数开展多指标优化,以提升参数标定的可靠性。相关成果发表于 Engineering Geology 第374卷,作者为 Dawon Park、Minji Kim、Sunwoo Kim、Hongwon Lee、Suyeong Jin、Jung-Wuk Hong。
研究针对SPH颗粒流模拟中的Mohr–Coulomb参数开展多指标优化,以提升参数标定的可靠性。相关成果发表于 Engineering Geology 第374卷,作者为 Dawon Park、Minji Kim、Sunwoo Kim、Hongwon Lee、Suyeong Jin、Jung-Wuk Hong。
针对断层终止破裂效应下的地震触发东河口复合滑坡,开展了动态机制分析与三维演化模拟。研究由Chengqiu Li等完成,成果发表于 Engineering Geology 第374卷。
针对滑坡堵江过程,采用真实明渠水动力学条件开展过程解析模拟,复现滑坡体入江后河道过流条件改变与堰塞体形成的动态演化。研究由 Yangfan Ma、Zheng Han、Wei Wang 等完成,成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷。
研究采用时序 InSAR 与可解释人工智能方法分析并建模埃及尼罗河三角洲的地面沉降危险性。案例覆盖整个尼罗河三角洲,成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷。
针对开度分布非均质的裂隙,研究采用微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)进行封堵。相关成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷,作者为 Ankang Hu、Hui Wu、Liming Hu 等。
针对软盐渍黏土沉积物的电渗脱水,建立了二维电–水–化学耦合模型,用以刻画水–电–化学过程对脱水效果的控制作用。模型由Qianli Zheng、An Deng与Mark Jaksa完成,刊于Engineering Geology第374卷。
SAPHYR 是覆盖瑞士全国的完整岩块力学性质数据库,由 Antoine Guggisberg、Federica Sandrone、Laurent Gastaldo 与 Marie Violay 在 Engineering Geology 第 374 卷发表。该数据库汇集瑞士完整岩块的力学参数,为岩体工程与地质分析提供统一的数据来源。
研究提出一种由钻孔数据构建三维地质模型的方法,用于含软弱夹层滑坡的B样条物质点法(MPM)分析。该模型将钻孔揭示的地层信息转化为三维地质体,为滑坡大变形模拟提供初始条件。成果发表于Engineering Geology第374卷。
基于意大利西西里Gioiosa Marea的案例,研究揭示了地中海植被对降雨诱发浅层滑坡启动的防护作用。成果发表于 Engineering Geology 第374卷,作者为 Michele Placido Antonio Gatto、Valentina Lentini、Francesco Castelli 与 Lorella Montrasio。
针对露天矿岩质边坡结构失稳问题,提出一套集成现场测绘、UAV 摄影测量与数值模拟的分析工作流程。该方法将现场结构面编录与无人机影像获取的边坡几何信息相结合,并输入数值模型开展稳定性分析。相关成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷。
研究采用高分辨率三维 Material Point Method 提升滑坡模拟的预测能力。作者包括 Zenan Huo、Michel Jaboyedoff、Yury Podladchikov、Masahiro Chigira、Li Fei、Xiong Tang 与 Gang Mei,成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷。
针对正样本-未标注(PU)滑坡易发性建模中地理分区是否必要的问题,研究采用配对多模型评估方法,对比分区与不分区两种策略的建模表现。评估基于同一数据集的多模型配对设计,考察地理分区对易发性预测的影响。
研究提出一种滑坡地层概率建模方法,将面波反演结果与钻孔数据的不确定性进行融合。该方法利用两类勘察数据各自的误差特征联合约束地层界面,输出带概率信息的地层模型。成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷,作者为 Wang Dengyi、Peng Ming 等。
基于随机场理论对残坡积斜坡碎石土粒度空间变异性进行随机实现表征,并用PFC建立不同粒度空间变异特征的斜坡模型开展数值试验。粗颗粒部位单位面积颗粒少、链接少、等效强度低,斜坡总是在粗颗粒部位开始局部失稳;细颗粒过渡到粗颗粒部位局部稳定系数(LFS)较低并呈受拉特征,粗颗粒过渡到细颗粒部位LFS较高、承担更多下滑力并呈受压特征。
基于全球280组污染场地数据,Cd、Pb、Zn、Cu检出率较高且浓度差异显著,Cd与Zn相关性最高(0.94),Pb与Zn、Cd分别为0.73和0.63,指示相似污染来源与迁移富集过程。分子动力学模拟显示Pb与蒙脱石相互作用能增长最显著,归因于其较小水合半径和较强极化能力,更易与蒙脱石表面结合形成稳定结合物。
研究采用糊化木薯粉改良黄土,通过变水头渗透试验、土-水特征曲线测试、压汞实验和扫描电镜观察,评估80%、85%、95%三种压实度下改良土的渗透性能与孔隙结构。结果表明,80%压实度改良土的饱和渗透系数为1.35×10⁻⁶ cm·s⁻¹,较素黄土降低两个数量级以上,且优于95%压实度素土,可减少防渗工程对高压实度的依赖。
推荐理由:研究用糊化木薯粉改良黄土,在80%压实度下把饱和渗透系数降低两个数量级,为低能耗防渗提供可迁移思路。
以华能正宁电厂二期场地4.0~34.0m深厚层黄土为对象,研究先按单线法测定原状土样自重湿陷系数,再对传统固结仪加装振动荷载装置测得振动作用下的附加湿陷系数并计算湿陷量。结果显示各黄土土层自重叠加振动湿陷量与自重湿陷量之比为1.1~2.2倍,土层总湿陷量为自重湿陷量的1.6倍,可为有工程振动的黄土场地湿陷性评价提供参考。
推荐理由:通过加装振动荷载的固结仪测得附加湿陷系数,给出振动作用下黄土湿陷量可达自重湿陷量1.6倍的实测依据。
针对高放废物处置库接缝密封用纳米改性膨润土浆液,在25℃、45℃、65℃、85℃下开展干燥试验,纳米膨润土质量分数为10%、15%、20%。随温度升高浆液表层结皮硬化,蒸发速率曲线由单峰转为双峰;随纳米膨润土含量增加裂隙密度单调递减。综合蒸发速率与裂隙密度评价,10%质量分数纳米膨润土改性浆液抗干缩特性最佳。
研究通过 pH 3~13 的崩解试验,结合 Zeta 电位、激光粒度分析与扫描电镜,揭示酸碱变化对花岗岩残积土崩解行为的影响规律与微观机理。崩解模式分为线性型(pH=3~11)与反 L 两阶段线性型(pH=12~13),崩解曲线斜率可作为抗崩解能力的定量指标。
推荐理由:通过宽 pH 崩解试验与微观测试,给出不同酸碱环境下花岗岩残积土抗崩解能力的差异及机理,可供边坡浅层防护与化学改良参考。
基于长春市中心城区2~20m埋深1051个黏性土样本的勘察数据构建结构方程模型(SEM),拟合良好(CFI=0.991、TLI=0.954),液性指数IL是调控压缩系数a、黏聚力c与内摩擦角正切值tanφ的核心物理指标,与a显著正相关、与c及tanφ显著负相关。
不排水动三轴试验表明,循环动应力越大桂林饱和重塑红黏土软化指数发展越快,提高压实度与有效围压均可抑制软化,固结比存在临界值。基于轴向应变、软化指数与超静孔隙水压力综合判定,应变拐点作为破坏标准比传统定值应变更合理。据此建立的非单调、非对称经验软化模型经试验验证具有普适性与准确性。
西南交通大学杨尚川等人在 Acta Geotechnica 发表研究,将随机场理论引入坡顶基础不排水承载力评估,建立解析模型并与数值模拟对比验证。研究从概率角度分析不排水抗剪强度空间变异性对极限承载力、承载力系数和失效机制分布的影响,并指出边坡稳定并不必然保证邻近基础承载力足够。论文最后提出失效频率图,用于指导承载力设计改进和评估基础退让距离是否充分。
推荐理由:把随机场理论引入坡顶基础不排水承载力评估,并给出失效频率图,可供复核坡顶基础退让距离。
研究以黄土高原近期发生的北郭黄土落水洞—滑坡灾害链(SLDC)为例,结合现场调查、GIS 空间分析、室内试验与物理模型试验,分析其时空演化特征及落水洞崩解与湿陷对灾害链发展的控制作用。
推荐理由:以黄土高原北郭灾害链为例,用现场调查、室内试验与物理模型拆解黄土落水洞如何触发并放大滑坡。
研究以2023年Ms 6.2积石山地震触发的Zhongchuan流滑为原型,开展逐级增强地震荷载的振动台试验,研究黄土缓坡失稳的启动与演化机制。结果显示缓坡加速度放大具有地层依赖性,显著放大出现在饱和黄土层上部与坡面;超孔隙水压力优先在饱和黄土层内累积,随地震强度由局部区域发展为连续高压带,反映液化的渐进发展。
推荐理由:以2023年积石山地震中川流滑为原型,用振动台试验揭示饱和黄土缓坡液化的层位放大与孔压带演化过程。
研究提出一种基于深度学习的方法,通过自动分割红外热像中的热异常区域来识别煤岩组合体破坏前兆。该方法针对煤岩组合体破坏过程的热红外前兆特征开展识别研究,成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering。
针对类岩石材料,提出一种非局部损伤正则化建模方法,可降低模型结果对特征长度的依赖。该方法由Lu等人完成,发表于Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2026年10月17日在线出版。
针对硬岩破坏与变形难以统一表征的问题,提出了一种状态相关弹塑性模型。该模型可对硬岩的破坏与变形行为进行一致性描述。
针对深部硬岩在动力扰动下的脆性破坏问题,Ben-Guo He 等人在 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 发表研究。该文聚焦动力扰动条件下深部硬岩的脆性破坏行为,相关成果已在线发表。
针对冻结砂岩,试验考察了冻结温度与围压对应变相关模量的影响。结果给出不同冻结温度和围压条件下模量随应变变化的规律,为冻结法施工与寒区岩体工程变形计算提供参数依据。
针对基岩与冰碛土覆盖层边坡,提出WOA-MVMD方法分析地震-降雨耦合作用下的动力响应特征与损伤演化机制。研究揭示了该耦合条件下边坡的损伤演化规律,为这类覆盖层边坡的抗震评估提供依据。
针对自下而上施工的地铁车站基坑,通过现场观测与解析方法揭示了开挖全过程的变形与荷载传递行为。研究基于实测数据分析了各开挖阶段围护结构变形与受力响应特征,并建立解析模型对观测结果进行解释。
对闪长岩试样进行部分加载至破裂试验,观测到压力激发岩石电势随加载过程变化,并同步调制红外亮温的演化。该研究将岩石破裂前的电信号与红外辐射异常联系起来,为理解地震前热红外异常的可能机制提供了实验依据。
通过分层监测顶板与煤体侧向变形并结合AE监测、三维AE震源定位及基于能量耗散的CES/σtp框架,研究了顶板岩性对单轴压缩下煤岩组合体峰前失稳演化的控制作用。中等强度顶板煤岩组合体峰值强度比高强度顶板组合体高6–13%,峰前弹性能储能极限约高41%,层间协调与能量积累更有利;高强度顶板组合体顶板参与受限、煤体膨胀主导并出现突发局部失稳。
研究提出基于质量变化的泄漏率评估模型,引入相对泄漏率表征井筒密封性能,并用泰安盐穴压缩空气储能项目的现场实测数据系统评价井筒气密性。结果表明该方法优于常规评估方法,在井口压力尚未稳定时也能识别气体泄漏率;井口压力周期性波动主要由大气温度变化引起,气液界面虽稳定在特定深度但气体仍在泄漏,泄漏通道为1号井向3号井的层间渗透而非沿井筒向上扩散至地表。分析认为井筒整体完整性满足工程安全要求。
推荐理由:基于质量变化的井筒气密性评估模型,用泰安盐穴现场氮气泄漏试验数据验证,可迁移到其他盐穴储能密封性判读。
研究用相似材料制作0°和30°倾角、不同软硬层厚比的岩样,开展单轴压缩与垂直层理剪切蠕变试验,并用DIC和AE监测。随软层厚度与层理倾角增大,破坏由拉张裂纹转为剪切局部化,0°–4:1试样拉张事件占AE事件的47.1%,30°–2:3试样剪切事件达54.5%。
推荐理由:试验给出软硬互层岩体由拉张转剪切破坏的层厚比与倾角阈值,以及蠕变加速的应力门槛,可供反倾软硬互层边坡长期稳定评估参考。
针对干堆尾矿库,提出基于BP神经网络的浸润线修正与预测方法。该方法利用BP神经网络对浸润线进行修正和预测,为干堆尾矿库的渗流控制与稳定性评价提供依据。
采用纳米压痕与分子动力学模拟研究天然岩盐中晶界对弹塑性应变分配的影响。结果表明晶界显著改变岩盐的弹塑性应变分配行为。该研究为岩盐力学特性及地下储库稳定性评价提供依据。
发表于 Rock Mechanics and Rock Engineering 的研究对三种起伏角(15°、30°、45°)的锯齿状红砂岩结构面开展直剪与分级循环加卸载剪切试验,提出一个结合耗散弹性应变能密度与峰后附加输入能密度的剪切脆性指标。
推荐理由:提出结合耗散弹性应变能与峰后附加输入能密度的剪切脆性指标,为结构面滑移型岩爆倾向评估提供量化依据。
一项发表于 Rock Mechanics and Rock Engineering 的研究用Leeb回弹硬度(HL)估算完整岩样的单轴抗压强度(UCS),分析了23种岩类共168个NX直径岩芯,其中13种为熔结凝灰岩。
推荐理由:基于168个岩芯的试验数据,给出用Leeb硬度与干密度估算单轴抗压强度的实用图表,并说明其对软弱火山碎屑岩的优势。
研制了可同步加载并加热至650 °C的超高温三轴试验系统,采用超薄耐腐蚀金属套筒隔离围压腔与岩样,实现可靠密封并安全排出产物。试验发现强度与刚度随温度升高显著下降,300 °C–400 °C为干酪根热解驱动的快速劣化临界过渡区。据此提出分段劣化的温度相关本构模型并嵌入THMD耦合数值框架,模拟验证其能准确捕捉非线性劣化过程并预测损伤局部化与储层变形。