2023----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2023
发表期刊:Remote Sensing
文献导读:本研究针对中国贵州水城县鸡场镇的长距离岩滑事件,采用了耦合有限-离散元方法(FDEM)进行了动态分析。FDEM方法结合了有限元方法的连续性和离散元方法的离散性,通过在有限元网格边界插入内聚界面元素(CIE),有效模拟了岩体的断裂行为。研究首先基于数字地形模型(DTM)数据构建了三维岩滑模型,然后通过FDEM模拟,获取了岩滑过程中的动态变量,包括动能、断裂能和摩擦能的变化。研究结果显示,整个岩滑过程持续75秒,岩滑体的最大整体移动速度为35米/秒,部分滑移体速度可达45米/秒。岩滑过程可分为加速和减速两个阶段,分别持续33秒和42秒。通过与传统的连续介质方法(如SPH)的比较,FDEM模型能够更清晰地观察到岩体的破碎、解体过程,并且能够定量获取与动态破碎相关的变量,如断裂能、损伤模式和损伤度。
2023
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:本研究提出了一种基于耦合欧拉-离散元方法(CEFDEM)的新型数值模拟方法,旨在更好地理解岩石滑坡阻断河流的动态过程。研究以发生在金沙江上游的Samaoding古滑坡阻断河流事件为案例,通过现场调查、热发光年代测定和地貌分析确定了基本地质条件,并为数值模拟提供了数据。在此基础上,进行了基于CEFDEM的三维滑坡阻断河流模拟。模拟显示滑坡阻断河流持续了70秒,模拟的滑坡规模与现场调查结果吻合良好。滑坡整体最大速度达到35米/秒,部分滑移体速度可达69米/秒。滑坡体的动态破碎呈现出分层特征,滑移体底部的破碎程度高于顶部。研究还展示了滑移体动能变化、累积摩擦耗散和断裂能的分布情况。滑坡体撞击河流后立即触发了冲击波,其最大高度达到132米,部分波速可达64米/秒。此外,研究还对比了CEFDEM模型与颗粒流代码(PFC)模型在模拟滑坡阻断河流方面的优缺点。
2023
发表期刊:Sustainability
文献导读:本研究针对中国四川省茂县新磨村的高位远程滑坡灾害,运用地震信号分析和离散元数值模拟方法进行了深入研究。通过时间-频率信号分析和数值模拟计算结果揭示了滑坡体的平均运动距离约为2750米,平均运动速度约为22.9米/秒,运动过程可划分为快速启动、冲击加载、破碎迁移和分散堆积四个主要阶段。研究中所采用的数值模拟分析方法为离散元方法(DEM),该方法通过模拟滑坡体作为一系列粒子的集合,分析粒子轨迹和力链的变化来模拟整个滑坡运动过程。在模拟过程中,考虑了新滑坡对旧滑坡堆积体的冲击加载效应,建立了二维离散元数值模型,并使用了Hertz-Mindlin(无滑移)模型来确定粒子间的接触力。通过数值校准测试和相关研究成果确定了粒子的微观参数,如密度、泊松比、剪切模量等。研究结果表明,新磨滑坡的动态过程与地震分析结果相似,进一步验证了数值模拟方法的有效性。
2023
发表期刊:Land
文献导读:本研究利用粒子流代码3D(PFC3D)软件,对位于乌东德水电站上游的金坪子滑坡的运动特性进行了数值模拟分析。研究基于地质调查、遥感解译和数字高程模型构建了滑坡结构模型,并通过有限元分析(FEM)确定了滑坡滑动面。采用强度折减理论(SRT)和颗粒流代码耦合,将宏观强度参数反演为微观强度参数,模拟了滑坡的破坏过程。同时,使用位移矢量角(DVA)和速度对滑坡稳定性进行了分析。研究结果表明,金坪子滑坡的运动过程可分为加速运动、匀速运动和失稳破坏三个阶段。随着折减系数的增大,每个阶段的持续时间缩短。基于速度、DVA和折减系数,提出了一个双参数失稳判据,确定了临界速度为200 mm/s,临界DVA为28.15°。分析结果与实际监测结果和运动过程一致,证实了PFC3D模拟方法适用于模拟滑坡的运动特性。
2023
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:本研究以发生在金沙江上游的白格滑坡阻断河流事件为案例,采用基于有限-离散元方法-平滑粒子流体动力学(FDEM-SPH)耦合的三维数值模型,重建了滑坡阻断河流的动态过程。FDEM用于模拟滑坡体的动态行为,SPH用于模拟河水的运动。模拟结果与实地调查结果一致,表明滑坡持续时间约80秒,平均峰值速度为34.4米/秒,局部滑移体速度达到70米/秒。研究还模拟了滑坡动能、累积摩擦耗散和滑移体断裂能随时间的变化。滑坡入水后触发了波浪,波浪在后续滑移体的推动下迅速分散。滑移体前部推动部分河水涌向对岸,波浪高度达到120米。研究中,FDEM-SPH模型的创新点在于能够同时考虑滑坡体的断裂和河水的动态响应,提供了一种新的视角来研究滑坡阻断河流的复杂过程。此外,通过与PFC模型和DISWF模型的比较分析,本文进一步验证了FDEM-SPH模型在模拟滑坡阻断河流事件中的有效性和准确性。
2023
发表期刊:Rock Mechanics and Rock Engineering
文献导读:本研究针对地震诱发滑坡的动态过程进行了深入分析,旨在通过模拟地震作用下滑坡体的裂缝发展、失稳、运动和堆积的全过程。研究采用了改进后的不连续变形分析方法(DDA),并结合了基于粘性边界和自由场理论的地震输入方法、虚拟与实际关节的概念,以及剪切强度衰减准则,对2008年汶川地震诱发的东河口滑坡进行了模拟分析。通过引入粘性边界和自由场边界的概念,改进的DDA方法能够考虑地震波在滑坡体中的传播和地形效应的影响。此外,通过设置虚拟关节和实际关节,模拟了滑坡体在地震作用下的瞬时破碎行为,并通过引入关节面的剪切强度衰减模型,模拟了滑坡体高速启动和长距离运动的特性。模拟结果表明,滑坡体的动态响应特性呈现出明显的放大效应,滑坡体的裂缝发展过程和滑动面的形成过程表明东河口滑坡是一个典型的张裂剪切滑动型滑坡。
2023
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究提出了一种数值方法,用于模拟降雨引发的滑坡动态过程。研究的核心在于开发了一种基于隐式和显式公式的非饱和土壤的耦合水力-力学材料点方法(Material Point Method, MPM)。该方法能够高效分析包括准静态和动态过程在内的所有降雨引发的滑坡过程。研究中,隐式MPM被首先应用于滑坡前的准静态分析,模拟雨水渗透地面的过程;而显式MPM则用于滑坡后的动态分析,模拟地面崩塌和流动。此外,研究通过在颗粒材料的粘塑性模型中引入内聚力效应,改进了土壤的本构定律,以更好地模拟滑坡起始和沉积物流的动态。在数值模拟方面,采用了一个三维地形模型,以2020年7月3-4日日本熊本县芦北町因强降雨发生的实际滑坡事件为案例。通过与单相MPM的比较,结果表明孔隙水在理解从滑坡起始到沉积物排放的整个降雨引发的滑坡过程中起着重要作用。
2023
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究以贵州关岭滑坡为案例,采用FLAC/PFC耦合模拟方法,对降雨条件下断层型斜坡的变形、破坏和运动全过程进行了数值评估。研究结果显示,逆断层和降雨的影响导致关岭滑坡加速变形和破坏。模拟的滑坡首先在左侧以滑动形式失败,然后在右侧崩塌。滑坡底部主要由拉张-剪切复合破坏组成,并有剪切破坏的补充。模拟滑坡破坏后,峰值速度平均值基本呈现先增加后减少的趋势。滑坡床基本处于压缩状态,冲击应力随着运动过程不断衰减。滑坡床的迹线基本与滑坡体的运动方向一致。最后,模拟的关岭滑坡终止后各段滑坡体的堆积形态与实际情况一致,证实了模拟结果的可靠性。研究方法的创新点在于采用FLAC/PFC耦合模拟技术,从宏观和微观两个层面模拟滑坡的力学行为,并通过接触边界的耦合实现了不同域间的计算数据交换。
2023
发表期刊:International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics
文献导读:本研究主要探讨了土壤滑坡的动态过程,并考虑了孔隙水压力的影响。研究采用了基于材料点方法(Material Point Method, MPM)的数值模拟技术,开发了一个基于MPM的基底摩擦算法,用于计算滑坡过程中的基底摩擦力。通过与大规模泥石流实验的对比,验证了MPM在模拟土壤滑坡动态过程中的有效性。研究还分析了基底摩擦角和内摩擦角对泥石流堆积深度的影响,并模拟了一个实际的滑坡案例,结果与实测数据一致。研究中,MPM作为一种基于连续介质力学的数值方法,通过Eulerian网格和Lagrangian粒子的结合,克服了传统有限元方法在处理大变形问题时的局限性。此外,研究还探讨了在不同基底摩擦角和内摩擦角条件下泥石流的动态响应,以及在不同坡度条件下滑坡的运动特性。通过设置挡土墙,评估了滑坡堆积高度和挡土墙上的法向力,为滑坡防治提供了参考。
2023
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究采用了一种基于FDEM-SPH耦合方法的数值模拟技术,对青藏高原金沙江上游的岗达古滑坡阻断河流的动态过程进行了深入分析。研究中,滑坡的动态过程通过FDEM(有限-离散元方法)进行描述,而河水的行为则通过SPH(平滑粒子流体动力学)进行模拟。通过三维建模的反演分析,验证了FDEM-SPH模型在模拟滑坡阻断河流事件中的准确性,与现场调查和PFC3D模拟结果相吻合。模拟结果表明,岗达古滑坡阻断河流的主要过程持续了60秒,滑坡体的最大整体特征速度为33米/秒,滑坡体尖端速度最大值达到40米/秒。滑坡的动态破碎过程剧烈,拉伸模式和滑移模式的损伤在动态破碎中都起着重要作用。此外,研究还讨论了FDEM-SPH模型与PFC模型在模拟滑坡阻断河流时的应用,并比较了两种模型的优势和局限性。
2023
发表期刊:中国地质灾害与防治学报
文献导读:本文旨在分析贵州水城尖山营滑坡的动力学特性,并预测隐患点的致灾范围。通过现场精细调查和高精度无人机航测影像,建立了滑坡区的三维数值模型。采用DAN3D动力分析软件对滑坡-碎屑流运动全过程进行了数值模拟,揭示了滑体动力学特征和堆积分布。基于反演确定的流变模型和参数,对潜在滑坡区开展了致灾范围预测。该方法为高位远程滑坡致灾范围预测提供了科学依据,有助于评估尖山营地区的危险性,为当地居民提供安全防范措施。
2023
发表期刊:岩石力学与工程学报
文献导读:本研究旨在通过连续–非连续单元法(CDEM)和颗粒单元法,对高速远程滑坡的成灾范围进行三维数值分析。采用CDEM算法,结合颗粒流模型,对深圳光明新区渣土受纳场滑坡和西藏易贡特大山体滑坡进行模拟。模拟过程考虑了滑体强度随滑动降低的因素,通过精细的数值模拟,重现了滑坡运动的全过程,包括滑移路径、速度场和位移场的变化,揭示了滑坡的滑移模式和最终堆积形态。该方法不仅提高了滑坡灾害分析的效率,而且为工程建设和防灾减灾提供了有力的理论支持。
2023
发表期刊:工程地质学报
文献导读:本研究旨在探讨滑体破碎对黄土滑坡动力学过程的影响。采用PFC2D软件建立考虑黄土特殊结构的可破碎离散元滑坡模型,通过改变细观强度参数模拟不同破碎率下的滑坡发生过程。研究方法包括模拟不同破碎率下滑坡的速度、流动性和堆积特征,并分析破碎率与滑体强度参数的关系。研究内容涵盖黄土滑坡动力学过程的再现,包括滑坡启动到停止的全过程模拟,揭示了破碎对黄土滑坡动力学特征的显著影响。
2023
发表期刊:岩石力学与工程学报
文献导读:本研究旨在模拟高位远程滑坡的复杂运动过程,揭示其基于颗粒状态转化的动力机制。通过综合SPH和DEM算法,提出了基于动力学本构转化的滑坡后破坏(LPF3D)数值模拟方法。研究采用体积分数作为判别颗粒数量和状态转化的标准,实现了滑坡运动过程中多态转化的高效计算。以重庆武隆鸡尾山滑坡为例,利用LPF3D方法反演了实际滑坡碎屑流,模拟结果与实际堆积结果基本一致。
2023
发表期刊:工程地质学报
文献导读:本研究旨在探讨库岸滑坡涌浪链生灾害的动力学进展。采用物理模型试验、解析法及数值模拟法等方法,对库岸边坡稳定性及滑坡涌浪进行了系统分析。研究指出,库岸滑坡的稳定性受降雨、库水位变动等水动力环境因素影响,滑坡涌浪的形成是滑坡体与水体相互作用的结果。研究内容涵盖滑坡涌浪的模拟、传播与爬坡等灾害链的不同阶段,揭示了滑坡涌浪灾害的动力学特性。数值计算技术在滑坡涌浪链生灾害动力学分析方面展现出强大的生命力,为灾害链的模拟和分析提供了有效方法。
2022----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2022
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:本研究提出了一种耦合离散元方法(DEM)和深度平均模型(DAM)的新型滑坡模型,用以模拟类似流动的滑坡过程。DEM部分用于精细模拟滑坡源头区域的复杂动态行为,而DAM部分用于高效预测滑坡堆积和沉积区域的主要对流运动。通过纵向耦合策略,在DEM和DAM模拟域之间的重叠区域进行流动信息的传递,实现了计算效率的显著提升。研究中,首先使用DEM模型对颗粒材料的微观力学行为进行捕捉,并通过实验验证了DEM模型的有效性。然后,通过耦合模型对包括2008年中国汶川地震触发的东河口滑坡在内的几个测试案例进行了模拟,验证了模型的预测能力和计算效率。耦合模型在保持与DEM模型相似的预测结果的同时,显著减少了计算时间,展现了在大规模实际滑坡事件模拟中的应用潜力。
2022
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:本研究提出了一种用于滑坡运动的数值模型,该模型基于滑坡运动的基本方程,通过微分方程的数学变换和进一步的数值离散化构建而成。研究中采用了连续介质理论,将滑坡运动与浅水流动特性相类比,建立了相应的数学模型,并通过数值模拟对典型分析案例和实际工程案例进行了验证。研究方法方面,本文采用了深度平均的连续流方程,结合Savage-Hutter理论来表达侧向压力系数,并通过数值离散化技术对滑坡运动过程进行了模拟。数值模拟部分通过编写数值代码实现,并通过与典型分析解的比较来验证所建立模型的正确性。此外,研究还采用了Fort Peck Dam滑坡和Zhaojiagou滑坡的实际案例进行数值反演分析,进一步验证了模型的有效性。
2022
发表期刊:Natural Hazards
文献导读:本研究以三峡库区典型库岸坡体为对象,采用有限元方法(FEM)与光滑粒子流体动力学方法(SPH)相结合的数值模拟手段,探究了连续强降雨作用下库岸滑坡的动态灾害过程。首先,基于FEM方法模拟了滑坡失稳前的塑性区变化,考虑了渗流场与应力场的耦合效应。随后,利用SPH方法,结合HBP本构模型和Drucker-Prager屈服准则,模拟了滑坡失稳后的动态灾害过程,获取了滑坡速度场的时间-空间分布及堆积形态。研究中,FEM方法适用于模拟滑坡失稳前的过程,而SPH方法则适用于模拟失稳后发生的大变形运动。通过两种方法的结合,能够全面模拟滑坡从失稳到滑动的整个动态过程。此外,研究还分析了不同材料交界面处的侵蚀行为,揭示了滑坡失稳与滑动的动态机制。本研究的创新之处在于将FEM与SPH方法相结合,对滑坡动态过程进行全面模拟,为理解和预测滑坡灾害提供了新的视角和工具。
2022
发表期刊:Environmental Earth Sciences
文献导读:本研究采用了连续-非连续方法(FDEM)对2000年发生在中国西藏易贡的高速远程滑坡进行了数值模拟。该方法融合了有限元方法和离散元方法,能够模拟从连续到非连续的整个过程。通过实验室的三轴压缩试验,确定了滑坡模拟的关键参数。基于易贡地区的地质数据,建立了滑坡模型,模拟了地震作用下滑坡的启动和滑动过程。研究中,FDEM方法能够捕捉滑坡体内部的裂缝演变,清晰地展示了滑坡从启动到滑动再到堆积的全过程,并能够与现场调查结果相吻合。模拟结果表明,滑坡过程可以分为启动阶段、冲击与缓冲阶段、滑动阶段和减速与堆积阶段。此外,与先前研究的速度模拟结果相比,本研究得到了相似的速度分布,进一步验证了方法的可靠性。
2022
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究以2019年12月10日发生在中国三峡库区的卡门子湾滑坡为对象,采用离散元方法(DEM)进行滑坡堆积行为的数值研究。首先通过实地调查分析滑坡的地质特征和破坏机制,推测水库水位的长期波动可能是滑坡发生的原因。基于滑坡发生前后的地形数据构建了三维数值模型,并通过机器学习方法与单轴压缩试验对模型中的接触微观参数进行标定。利用与当地居民拍摄的视频快照比较,验证了所建数值模型的有效性。最终,基于验证后的数值模型分析了滑坡的堆积行为和能量转换特性。研究中创新性地结合了机器学习算法和数值模拟,对滑坡体颗粒间的接触微观参数进行了精确标定。此外,采用PFC软件在模拟滑坡堆积行为方面具有一定先进性,能够提供滑坡传播、堆积厚度、堆积距离和速度预测的深入见解,对滑坡风险评估具有重要意义。
2022
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究针对2017年6月24日发生在中国四川省茂县新磨村的岩质滑坡-碎屑流灾害,通过结合地震信号分析和数值模拟,探讨了新磨滑坡的动态过程和堆积特征。研究首先利用地震信号的Arias强度和Hibert时频分析确定了滑坡的总持续时间为120秒,并将其动态过程划分为三个阶段。随后,采用基于现场调查结果、总持续时间和从地震信号反演得到的动力学参数作为标准,运用DAN3D(Dynamic Analysis of Landslides)软件重建了新磨滑坡的动态过程。研究结果显示,模拟得到的侵蚀和堆积深度分布与滑坡发生前后的DEM(数字高程模型)数据及现场结果一致。此外,数值模拟得到的三个阶段的动态过程(40秒、60秒、20秒)也与地震分析结果相近。本研究中,现场调查和地震分析的结果为数值模拟工作提供了更详细的反演标准,有助于更准确地重建新磨滑坡的动态过程。
2022
发表期刊:Natural Hazards
文献导读:本研究通过综合应用多种地质技术手段,对发生在贵州织金县吉昌镇的一起长距离滑坡事件的破坏机制和动态过程进行了系统分析。研究方法包括现场调查、遥感分析、电阻率层析成像(ERT)、地震信号分析以及数值模拟。数值模拟采用了基于三维光滑粒子流体动力学(SPH)模型,与地震信号分析结果一致,显示滑坡体的最大速度可达45米/秒。研究的创新之处在于综合运用多种现代地质技术手段,这些技术手段包括但不限于遥感技术、无人机技术、InSAR技术、地电阻率成像技术以及地震检测技术。这些技术的应用为理解滑坡的动态过程提供了新的视角和数据支持。研究结果表明,吉昌滑坡是由降雨水渗透至破碎岩石中,降低断续面的剪切强度,增加孔隙水压力和材料重量,导致锁定段破坏而突然触发的。
2022
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:本研究建立了一个基于摩擦弱化机制的动态模型,用于评估四川-西藏铁路沿线潜在滑坡的运动过程。研究选用了四川-西藏铁路附近的拉贡古滑坡作为案例,通过数值模拟方法探讨了滑坡的动力过程和堆积模式。首先,基于浅水理论和摩擦弱化机制,建立了滑坡运动的控制方程,并采用有限差分法求解。模型的冲击捕获能力通过理想一维溃坝实验进行了验证。其次,通过数值实验对模型中的关键参数进行了敏感性分析,包括峰值摩擦系数、稳态摩擦系数和临界速度。研究中采用了深度集成模型(Shallow Equation Method, SEM),并结合了摩擦弱化理论,通过数值模拟对滑坡运动进行了详细的分析。模型的建立和验证过程使用了理想一维溃坝实验,并与已有的数值模型进行了比较,显示出良好的冲击捕获能力和准确性。通过对拉贡古滑坡的数值模拟,研究揭示了滑坡的动力特性,包括滑坡速度、堆积深度以及影响区域。
2022
发表期刊:Engineering Analysis with Boundary Elements
文献导读:本研究提出了一种基于GPU加速的三维弹塑性SPH模型,用于模拟大规模长距离滑坡。研究的核心内容包括:开发了一种新的数值模型,该模型基于Drucker-Prager屈服准则和非关联流动规则,实现了对滑坡大变形、流动、堆积和沉积过程的统一框架模拟。研究中使用了开源平台DualSPHysics(v4.0)进行模型的构建和验证。采用的数值方法为SPH方法,这是一种无网格的粒子方法,适用于处理大变形和流动问题。通过GPU加速技术,显著提高了模型的计算效率。软件平台DualSPHysics用于实现数值模拟,并通过两个典型三维案例(一个受限盒子中的颗粒流失败和轴对称沙柱崩塌)来验证模型的准确性和有效性。此外,模型还应用于两个真实的大规模滑坡案例的模拟,以复现完整的滑坡动态过程和堆积细节。研究结果表明,所开发的GPU加速SPH模型能够准确模拟滑坡的动态行为和堆积分布,与现场调查数据具有可比性。
2022
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究开发了一种三维数值模拟方法,用于计算山区滑坡堰塞湖溃决行为和形态演变。采用显式有限体积法(FVM)求解雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程和平衡悬浮床负荷输运方程,结合重整化群(RNG)湍流模型和体素流体(VOF)方法描述溃口流动的水力特性。模型考虑了溃口边坡滑动的崩塌机制,并通过基准实验案例验证,然后应用于“11.03”白格滑坡堰塞湖溃口机制和过程的研究。研究中,利用快速空间信息处理技术重建了白格滑坡堰塞湖的实际地形,计算出的溃口水文图与实测数据一致,溃口形态与沿白格滑坡堰塞湖不同横断面的实际地形测量结果相符。研究的创新点在于提出了一个能够描述滑坡堰塞湖溃口过程中复杂地形影响的三维数值模拟方法。此外,该模型还能够考虑溃口边坡的不稳定性,为滑坡堰塞湖溃口过程的动态模拟提供了新的视角。
2022
发表期刊:地球科学
文献导读:本研究旨在深入理解高速远程滑坡的动力学机理,特别是从颗粒流的角度揭示其超常运动特性。通过系统梳理颗粒流的基本概念、流态特征及其流变本构模型,结合理论、实验及数值计算模型,文章对高速远程滑坡中颗粒流的应用进行了全面述评。研究采用离散元法(DEM)、连续介质力学方法等数值计算方法,详细分析了颗粒流的运动学特征、粒径分选机制及其对堆积特征的影响。研究内容包括高速远程滑坡的启动机制、扩展过程和堆积形态,揭示了颗粒流在不同地形和物质条件下的动态行为。
2022
发表期刊:岩土力学
文献导读:本研究旨在模拟和探究海底黏性滑坡体的运动行为及演化过程。通过采用计算流体动力学(CFD)和离散元法(DEM)耦合的方法,建立描述水与颗粒相互作用的流固耦合模型,并引入颗粒间黏聚力模型。研究使用开源软件OpenFOAM、LIGGGHTS及CFDEM耦合模块,系统模拟了海底滑坡体的运动学特征和形态特征,深入探讨了黏性作用和初始速度对滑坡体运动及演化过程的影响机制。通过模拟不同工况下滑坡体的运动过程,揭示了滑体黏度对海底滑坡运动学特征和形态特征的显著影响,为真实海底滑坡的运动演化过程模拟和有效预测提供了科学依据。
2021----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2021
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:本研究以2018年7月19日发生在中国西南部四川省的波利滑坡为案例,深入分析了滑坡的启动机制和动态过程。研究团队采用了现场调查、实验室试验、无人机摄影测量、遥感图像、水文计算和数值模拟等方法。通过这些综合技术手段,研究揭示了滑坡的三个发展阶段:低速启动、加速滑动和流动堆积,其中滑坡的最大速度在第二阶段达到39米/秒。在数值模拟方面,本研究使用了基于Massflow软件包的数值模拟方法,该方法主要基于深度积分连续力学方法。模拟结果表明,上游梳状渠道群对滑坡体的饱和和不稳定起到了重要的水动力触发作用,提供的径流量达到709.5毫米。此外,通过实验室分析,研究还探讨了滑坡土壤的物理和力学性质,发现滑坡源区土壤中细颗粒含量高,增强了土壤的凝聚力,有利于滑坡整体滑动。
2021
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究以2008年汶川地震触发的王家岩滑坡为例,采用动态离散元方法(DEM)探究了地震诱发滑坡的动态解体和运输行为。研究的核心内容包括:首先,基于现场调查和地形图,建立了滑坡的几何和地质信息;其次,运用DEM对滑坡过程中的裂隙扩展、粒子激扰、分散状态、分形行为和碎片群体的形状特征进行了模拟分析;最后,通过改变岩石强度参数,系统研究了岩石强度对滑坡破坏、动态运移和碎片堆积的影响。研究中使用了PFC2D软件来构建二维离散元模型,并采用了吸收边界条件来模拟地震波在坡底的传播和反射,避免了波反射对模型的不利影响。此外,研究还对滑坡过程中的碎片质量分布、碎片尺寸分布和分形维数进行了量化分析,提供了对地震诱发滑坡解体特性的新见解。
2021
发表期刊:Journal of Mountain Science
文献导读:本研究针对2008年汶川地震触发的牛眠沟滑坡进行了动态过程分析。该滑坡是汶川地震诱发的最大规模滑坡之一,显著受到地震加速度放大效应的影响。研究采用了一种新的数值方法,结合了有限差分方法(FDM)和不连续变形分析(DDA)。首先,利用FDM研究滑坡的起始时间、放大效应和速度;然后,将这些起始速度应用于DDA模型中的相应块体。在DDA代码中引入了滑移面的位移依赖摩擦模型,以进一步理解滑坡的运动行为。研究结果显示,位移依赖摩擦显著降低了大位移下的滑移面摩擦系数,这明显促进了滑坡的运动距离和速度。模型输出与滑坡形成的地形图匹配良好,表明所提出的模型可以应用于模拟具有放大效应的地震诱发滑坡,且摩擦退化模型对于阐明高速长距离滑坡的运动机制至关重要。
2021
发表期刊:Frontiers in Earth Science
文献导读:本研究通过数值模拟方法探究了滑坡堰塞湖形成的关键阈值,重点考虑了滑坡和河流动力学的相互作用。研究建立了一个双层深度平均模型,该模型结合了侵蚀项,用以模拟河流和滑坡的运动及其相互作用。通过一系列数值案例,研究了滑坡速度、滑坡与河流输运方向之间角度等关键因素对堰塞湖形成临界阈值的影响。研究中采用了Godunov类型有限体积方法求解模型方程,使用Harten-Lax-van Leer接触(HLLC)近似作为求解器。模型首先应用于模拟固定床上的滑坡堰塞湖形成实验,然后基于数值案例研究了滑坡动力学条件对堰塞湖形成的影响。研究发现,滑坡和河流的动力学特性显著影响堰塞湖的形成过程,尤其是在滑坡和河流流量差异较小的情况下。
2021
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:本研究通过三维离散元方法(3D DEM)结合离散裂缝网络(DFN)模拟了发生在破碎山体中的小岗涧岩崩的启动和运动过程。研究重点分析了岩崩的启动机制、运动特性以及岩体内部摩擦角和节理密度对岩崩稳定性的影响。采用的数值模拟软件为3DEC,该软件能够通过显式求解处理高度非线性行为,如断裂、滑移和运动过程。研究创新性地引入DFN来更真实地模拟岩体中的裂缝网络,这有助于更准确地捕捉岩崩的启动机制。研究结果表明,高水压力是触发岩崩的主要原因,岩崩体的最大速度可达84.53米/秒,最大位移为1.81公里,总运动时间约为266秒。模拟的运动路径和堆积区域与现场调查结果吻合良好。此外,研究还发现,较大的节理内部摩擦角有利于岩体的稳定性,可以减少堆积范围;较大的节理密度则会使坡面失稳更加明显。
2021
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:本研究提出了一种新的参数反演方法,用于改进离散元方法(DEM)模拟大规模滑坡阻断河流过程的模拟效果。研究中开发了一种基于图形处理单元(GPU)加速算法的块体DEM程序CoSim-DEM,以提高模拟性能。通过CoSim-DEM,研究者能够对滑坡的动态过程进行详细的模拟,并对滑坡体的变形和破坏过程进行参数反演,从而获取DEM块体间的接触参数。研究以2018年发生在中国西藏白格的两次滑坡为例,首先基于第一次滑坡的变形和破坏特征以及滑坡坝的地形特征,对组成滑坡体的岩体的DEM参数进行了反演。随后,使用这些反演参数模拟了第二次滑坡的破坏过程,并通过与实际滑坡的比较来验证方法的可行性。模拟结果表明,该方法能够较好地预测滑坡过程和坝的特征。研究的创新点在于开发了CoSim-DEM程序,该程序基于GPU架构,能够有效处理复杂的接触类型,包括面-面、边-边和顶点-顶点接触。
2021
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:本研究聚焦于2008年汶川地震在青川县刘家湾地区诱发的滑坡#1的独特破坏模式。研究通过现场调查和数值模拟,揭示了滑坡的两阶段破坏过程。研究方法方面,文章采用了数值模拟软件Universal Distinct Element Code (UDEC)来模拟滑坡的动态响应和破坏过程。此外,还对不同岩性的物理和力学参数进行了实验测定,包括密度、波速以及动态弹性模量和泊松比的计算,以反映岩石的风化程度和内部裂隙状况。创新点在于,该研究不仅分析了滑坡的源区岩性和结构特征,还探讨了不同岩性层的动态应力变化对滑坡触发的影响。数值模拟结果验证了滑坡的独特破坏过程,并与现场调查结果相吻合,为理解强烈地震诱发的滑坡灾害及其形成过程提供了新的见解。
2021
发表期刊:Engineering Analysis with Boundary Elements
文献导读:本研究扩展了双相双点材料点方法(TPDP-MPM),以模拟滑坡诱发的涌浪过程。该方法利用材料点方法(MPM)在模拟土壤大变形和水体重力驱动流动方面的优势,提出了一种新的边界处理算法,无需设置边界粒子即可处理边界条件。通过MPM数值模拟了经典的水下块体诱发涌浪试验和沙柱崩塌实验,验证了程序的有效性。之后,利用TPDP-MPM代码模拟了Lituya Bay滑坡诱发涌浪的多相耦合过程,并通过与模型试验结果的比较,验证了该方法的可靠性。该研究还通过OpenMP模型实现了并行计算。研究结果表明,TPDP-MPM能够准确模拟滑坡诱发涌浪的启动、传播、爬升和回流阶段。此外,从能量角度揭示了滑坡-涌浪灾害链在时间和空间上的扩展机制。
2021
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:本文旨在通过扩展耦合的离散元素方法(DEM)和计算流体动力学(CFD)模拟滑坡堰塞湖的形成过程。研究采用了基于欧拉-拉格朗日框架的扩展耦合DEM-CFD方法,结合局部平均DEM-CFD耦合策略,以提高计算效率。DEM用于模拟滑坡体的颗粒相运动,CFD模型则负责求解流体相,其中自由液面的变化通过体积分数(VOF)方法进行追踪。研究首先通过单颗粒沉降和三相溃坝等测试案例验证了所提出方法的准确性,随后应用于模拟具有不同运动学特征的滑坡和河流流动对堰塞湖形成过程的影响。研究内容涵盖了滑坡-河流相互作用、冲量波生成以及堆积形态的演变。研究发现,滑坡速度显著影响冲量波的传播,而河流速度则在上游和下游对堰塞湖形态产生相反的控制作用。此外,研究还探讨了模型尺寸效应,并提出了未来研究的方向,包括在真实的地貌和水文条件下模拟真实滑坡堰塞湖的完整形成过程。
2021
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究聚焦于滑坡阻塞河流现象的数值模拟方法,介绍了基于Abaqus软件的几种流体-固体耦合模拟方法。这些方法包括耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)模型、有限元方法-平滑粒子流体动力学(FEM-SPH)模型,以及使用离散有限元网格块来模拟滑坡,同时使用欧拉材料和SPH材料对河流进行连续性模拟。此外,还探讨了使用欧拉模型同时模拟滑坡和河流的方法。研究中采用了受时间依赖水压力作用的弹性板物理模型,以验证所选方法在流体-固体耦合方面的有效性。随后,这些方法被应用于真实规模的岩石崩塌阻塞河流模拟,分析了滑移质量的运动、冲量波行为和滑坡坝的形成过程。应用了离散有限元网格块和类似的滑移运动特性,发现离散块在模拟更复杂情况和过程中具有更好的潜力,能够获得更好的质量运动和堆积结果。同时,离散有限元网格块和其他类似的不连续模型能更好地反映源岩的结构特征。
2020----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2020
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:本研究旨在模拟和分析岩崩-碎屑流的运动过程,特别是其在小变形范围内表现为固体,在极大变形下表现为流体的复杂力学行为。研究以2010年6月28日中国关岭岩崩为例,提出了一种膨胀流变模型,该模型基于固体力学的塑性势理论调整材料各向同性压力,并根据Drucker-Prager屈服准则和应变率张量计算剪切应力张量。研究中采用了SPH(平滑粒子流体动力学)方法进行三维动态模拟,该方法是一种无网格的拉格朗日描述方法,能有效追踪自由表面和材料界面,避免了网格扭曲和重网格化过程,适用于处理大变形、自由表面、可变形边界和移动界面问题。通过数值模拟,研究获取了关岭岩崩-碎屑流的速度、深度、动能和密度的三维表示,并发现地表质量流化落后于滑动面质量流化。
2020
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:本研究通过现场调查和数值模拟,旨在解析2018年11月3日发生在中国西藏白格地区的由超载引发的灾难性岩崩滑坡涌浪的动态特性和运动过程。研究采用了动态离散元素法(DEM)进行数值模拟(EDEM®软件),以探究第一次滑坡后由滑坡尾端形成的不稳定块体的连续动态加载和累积效应,导致残余边坡的岩土质量失稳并引发碎屑流。模拟结果显示,具有62米/秒峰值速度的碎屑流迅速滑向第一次滑坡堆积位置,受地形影响转变为扩散型碎屑流,呈现出典型的快速长距离滑坡特征。此外,DEM计算的速度值与其他动态建模方法(例如雪橇模型和流变模型)的结果进行了比较,验证了DEM在模拟类似白格第二次滑坡的高位岩崩全过程中的适用性。
2020
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:本研究以2017年“6.24”新墨滑坡为案例,旨在通过地震信号特征和数值模拟重建滑坡过程。研究采用了经验模态分解(EMD)对14个地震台站记录的地震信号进行分析,以提高信噪比并提取滑坡信号的主要阶段。结合短时傅里叶变换(STFT)和快速傅里叶变换(FFT)对信号的时频谱特征进行分析,与离散元方法(DEM)数值模拟结果对比,重建了滑坡的整个过程。该过程包括静止阶段、滑移阶段、过渡阶段、携带-运输阶段和堆积阶段。特别是,过渡阶段的识别是首次通过地震信号得以实现,这一阶段在以往的实地调查和分析中难以界定。研究还探讨了过渡阶段的滑坡发展和运动,考虑了研究区域的沉积学特征。在数值模拟方面,本文使用了PFC2D 5.0软件进行二维离散元模拟,该方法通过刚性粒子间的接触计算来模拟滑坡动力学。
2020
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:本研究以2017年新墨滑坡为对象,采用离散元方法(DEM)模拟了滑坡的动态过程,包括解体、携带、颗粒流和堆积等阶段。研究利用Particle Flow Code (PFC)软件,通过设定不同的微观参数,对滑坡岩体的力学特性进行了模拟分析。通过对单轴压缩试验和滑坡堆积模拟的标定,研究了滑坡体动能特性对键强度和摩擦系数的敏感性。模拟结果表明,整个滑坡过程持续约100秒,主要滑动时间为65秒,峰值速度达到72.4米/秒,最大位移约为2.5公里。能量转换分析显示,在加速阶段,重力势能主要转化为摩擦能和动能,而在减速阶段,碰撞能的比例逐渐增加。研究还发现,携带效应在新墨滑坡运动中起着重要作用,高重力势能是滑坡高流动性的基础,而携带效应进一步增强了其流动性。
2020
发表期刊:Water
文献导读:本研究以中国南芬露天矿的高排土场滑坡为对象,旨在探究滑坡启动机制和动态过程。研究综合运用了现场调查、水文地质数据分析、卫星地图数据和数值模拟等方法。数值模拟采用了平滑粒子流体动力学(SPH)方法,通过对2014年南芬矿区滑坡事件的详细分析,研究揭示了排土场持续和集中堆放导致的自重作用下剪切破坏,以及滑坡体的剪切强度显著依赖于含水量、冻融循环、孔隙水压力和堆放土壤的级配等因素。这些因素共同作用导致了排土场边坡的滑坡发生。SPH模拟结果表明,滑坡的形状、影响范围和滑移距离与实地调查结果一致,验证了SPH方法在描述滑坡问题方面的强大数值技术能力。研究结果表明,SPH模拟结果与实际滑坡的动态演化和基本特征基本一致,为未来排土场边坡的优化设计提供了理论支持。
2020
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:本文通过实地调查和数值模拟方法,对中国四川省马边县2018年5月5日发生的顺层滑坡进行了深入分析。研究采用了深度积分连续介质方法(depth-integrated continuum method),并利用无人机遥感技术获取了滑坡区域的高程数据和三维地形模型。数值模拟部分使用了有限差分法(finite difference method)求解控制方程,并通过与实际滑坡过程的视频记录进行比较,验证了模拟方法的有效性。研究内容涉及滑坡的动态过程分析,包括滑坡速度的变化规律、滑坡深度和速度分布特征。通过对滑坡过程的模拟,发现滑坡速度在加速阶段达到最大值21米/秒,并在随后的减速阶段逐渐降低至零。此外,研究还预测了马边滑坡附近两个潜在不稳定体的危险性区域和速度分布。
2020
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究针对2019年7月23日发生在中国贵州水城的大型灾难性滑坡事件进行了深入分析。研究目的在于揭示水城滑坡的启动机制和动态过程,为类似滑坡事件的防治提供科学依据。研究方法包括地震记录分析和数值模拟。通过详细的现场调查,结合地质和气候条件,采集了滑坡的主要特征数据。数值模拟方面,采用基于平滑粒子流体动力学(SPH)的DAN3D模型来模拟滑坡的传播和堆积过程。通过试错法确定了最适合的水城滑坡的本构模型和参数,选择了摩擦-Voellmy模型进行模拟,模拟结果显示滑坡总持续时间为60秒,平均速度为20米/秒,最大速度达到40米/秒。研究内容涵盖了滑坡的地质背景、气候条件、滑坡体积、运动速度和堆积特征。通过对地震记录的分析,结合Arias强度、Hilbert-Huang变换和经验模态分解等方法,重建了滑坡的详细时间历程。研究结论指出,水城滑坡的发生与岩石力学特性、地质环境、气候条件及人类活动密切相关,其中强降雨是触发滑坡的主要因素。
2020
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究旨在解析2000年西藏易贡滑坡引发的地质灾害链的演变过程,该事件由滑坡、堰塞湖、堰塞坝溃决以及随后的洪水暴发组成。研究采用数值模拟方法,特别是基于非交错中心差分方案求解的增强单层Savage-Hutter模型,结合多尺度经验摩擦模型(速度弱化)和适当的侵蚀力学模型。通过与现场测量数据的对比验证,数值结果能够合理再现地质灾害链的动态过程。研究方法涉及深度平均模型和基于物理法则的单相模型,用于模拟滑坡过程和随后的堰塞湖溃决及洪水暴发过程。研究内容涵盖了滑坡体的动态模拟、堰塞坝的侵蚀过程以及洪水暴发的动态模拟。研究结论指出,所采用的数值模拟方法能够有效地再现滑坡的动态过程,并且能够准确模拟堰塞坝的破坏过程和洪水暴发过程。此外,研究还发现,考虑土壤抗剪强度沿坝体深度的变化对于模拟堰塞坝的破坏过程至关重要。
2020
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究旨在通过数值模拟深入分析1995年香港飞水道滑坡案例。研究采用了两相物质点方法(Material Point Method, MPM),结合水力-力学耦合模型,模拟了从降雨入渗、湿润前沿发展、孔隙水压力空间分布演变,到多次滑坡事件触发以及滑坡后土壤的大变形等整个滑坡过程。该数值方法能够有效处理土壤大变形问题,避免了网格畸变或重构问题,允许模拟滑坡涉及的土壤大变形全过程。研究结果与1995年现场观测数据吻合良好,验证了模拟方法的有效性。研究中,作者首先建立了滑坡的二维平面应变模型,设定了相应的边界条件和材料参数,包括降雨边界条件、土壤层的物理和力学性质。通过MPM模拟,揭示了滑坡的触发和失效机制,包括由于降雨入渗导致吸力降低而触发的小规模滑坡,随后由于水分在相对不透水的基岩层上积聚形成悬挂水,进一步恶化了边坡稳定性,触发了深层滑坡。
2020
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:本文通过结合现场调查和数值模拟的方法,深入分析了中国金沙江上游白格滑坡的动力学过程和堆积机制。研究采用了基于离散元素方法(DEM)的三维数值模拟技术,使用Particle Flow Code (PFC3D)软件来重建两次连续滑坡的动态过程。首次滑坡的模拟显示,滑坡体以整体刚体形式沿滑移面移动,随后发生破碎并转变为流动状态,最终在河中停止,平均速度达到41米/秒。第二次滑坡的动态受到基底物质的显著影响,滑坡体与基底物质的相互作用导致了滑坡体积的显著增加,其平均速度达到35米/秒。研究结果揭示了首次滑坡堆积过程中的简单差异剪切作用,这一过程由上覆压力引起,且内部扰动较低。此外,第二次滑坡中显著的体积扩大与陡峭的地形、含水基底以及低粗糙度基底边界条件有关。
2019----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2019
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:本研究旨在模拟建筑固体废弃物(CSW)堆填区滑坡的动态过程,并特别考虑了膨胀性效应。研究者提出了一种基于平滑粒子流体动力学(SPH)的动态模型,该模型整合了膨胀性模型,用以描述液化CSW滑坡。模型假设颗粒-流体混合物的膨胀或收缩取决于初始固体体积分数。研究以深圳光明新区滑坡事件为案例,重点关注不同初始固体体积对CSW滑坡流动性的影响。研究方法上,本文采用了数值模拟技术,特别是基于SPH的数值模拟方法,这是一种无网格的粒子方法,适用于处理自由表面、极大变形、可变形边界和移动界面等问题。研究内容涉及了滑坡的地质条件、土壤性质、失效机制以及地形模型的建立。研究还深入探讨了土壤的密度和体积分数、总应力、有效应力和孔隙流体压力、土壤的可压缩性以及膨胀性角度等方面的定量关系。
2019
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:本研究旨在通过数值模拟方法探究泥石流行为,特别是其剪切增稠和剪切变稀现象。研究者采用了基于Herschel-Bulkley-Papanastasiou (HBP) 流变模型的平滑粒子流体动力学(SPH)方法,以改进传统的Bingham模型在模拟实验中的不足。该SPH模拟基于开源的DualSPHysics方案,通过在先前研究的基础上引入HBP模型,增强了模拟对膨胀性和伪塑性流体的适用性。为验证所提出方法的性能,研究者首先通过敏感性分析探讨了重要流变系数的影响,随后通过水-粘土混合物的溃坝实验和2010年日本Yohutagawa泥石流事件的案例研究,对方法进行了验证。结果表明,模拟与观测之间有良好的一致性。研究结论指出,HBP模型能够有效地模拟泥石流行为,尤其是在处理非牛顿流体特性方面,比传统的Bingham模型或Cross模型具有更高的准确性和适用性。
2019
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究旨在通过耦合DDA-SPH方法对滑坡坝的形成过程进行动态建模。研究采用了无网格的DDA和SPH技术,通过三阶段模拟策略来处理实际案例中的大规模和复杂几何问题。第一阶段,使用SPH方法生成稳定的明渠流;第二阶段,运用DDA方法模拟滑坡运动直至滑坡体达到河流;第三阶段,通过耦合DDA-SPH方法实现滑坡-河流相互作用的动态模拟。以2008年汶川地震触发的杨家沟滑坡坝为例,验证了所提方法的应用性和性能。模拟结果表明,杨家沟滑坡以约22米/秒的前端速度在大约8秒内到达河流,并形成了估计体积为50万立方米的坝体,这与现场调查结果一致。研究结论指出,耦合DDA-SPH方法和数值技术在模拟实际滑坡坝案例方面具有适用性和高效性。
2019
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:本研究通过结合有限元分析(FEA)和离散元分析(DEA)的方法,对2016年熊本地震中引发的Aso-Bridge滑坡的破坏和运动过程进行了数值模拟研究。研究中使用了商业有限元软件ABAQUS进行FEA模拟,以及颗粒流代码(PFC)进行DEA模拟,以分析滑坡的启动时间和运动过程。研究内容涉及了滑坡的启动时间确定、破坏机制、运动速度和最终堆积形态。通过FEA模拟,研究者观察到在考虑VSA的情况下,滑坡的源位移(RCSD)显著增加,为滑坡的启动提供了清晰的判断依据。同时,VSA对滑坡的平均垂直速度有显著影响,使其增加了约16倍。而DEA模拟结果表明,VSA对滑坡的最终运动行为影响不大,因为滑坡的运动主要由地形特征、滑坡体的碰撞和自由落体运动控制。研究结论指出,虽然VSA对滑坡启动时间的确定有重要作用,但其对滑坡运动的最终形态影响有限。
2019
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:本研究旨在通过数值模拟方法探究2015年深圳滑坡的长距离运动特性。研究采用了普达萨伊尼(Pudasaini)提出的两相质量流模型,该模型能够描述固体和流体组分在混合物中的演化,包括浮力、虚拟质量力、广义阻力和增强的非牛顿粘性应力等复杂相互作用。这些因素对于由粘性流体和固体颗粒组成的滑坡运动至关重要。研究中使用了基于地理信息系统(GIS)的开源计算工具r.avaflow,该工具基于Pudasaini的两相质量流模型,适用于模拟泥石流、滑坡、岩石雪崩等地质灾害。通过r.avaflow软件,研究者能够模拟滑坡的传播过程,并分析了滑坡的动力学特性,如流动高度、速度和压力的演变。研究结果表明,浮力对滑坡的沉积位置和范围有显著影响,而固体体积分数和相之间的阻力对流动模式也有重要影响。
2019
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:本研究旨在分析1786年莫西地震引发的兰天湾滑坡的形成机制和运动过程。研究采用了现场调查和三维离散元方法(3DEC)进行数值模拟,以探究滑坡的启动条件、运动路径和堆积特征。研究将滑坡演化过程划分为启动、高速运动、碎屑流和堆积阻断河流四个阶段。研究方法上,文章使用了离散元方法(DEM)来模拟滑坡体的动态响应,并利用3DEC软件建立了原始斜坡的三维地质模型。模型考虑了地震波的输入、材料的物理力学参数以及结构面的力学特性。通过模拟,研究了地震力对滑坡形成的影响,并分析了地形放大效应对滑坡形成的作用。研究结论指出,兰天湾滑坡的形成机制主要是由于地震引起的张力裂缝和水平滑动。地震的强烈水平力导致斜坡上的垂直深裂缝形成,滑坡体高速长距离运动,最终形成了碎屑流并阻断了河流。
2019
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:本研究旨在模拟和理解2008年汶川地震引发的牛圈沟滑坡的启动和运动行为,特别是考虑孔隙水压力对滑坡动力学的影响。研究采用了基于环剪试验结果的孔隙水压力模型,并将其整合到不连续变形分析(DDA)中。研究中使用了商业有限元软件ABAQUS进行显式动力学分析,以及基于颗粒流代码(PFC)的离散元方法(DEM)。这些方法能够有效地模拟地震作用下滑坡体的动态行为,包括大变形和高速运动。通过与环剪试验结果的对比,验证了所采用的孔隙水压力模型的准确性,并将其应用于模拟汶川地震引发的牛圈沟滑坡。模拟结果表明,孔隙水压力在滑坡滑动表面的急剧增加显著降低了滑坡体的摩擦阻力,导致滑坡体具有更高的速度和更远的运动距离。与未考虑孔隙水压力的模拟结果相比,考虑孔隙水压力的模拟更能反映滑坡的实际运动行为。
2019
发表期刊:Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering
文献导读:本研究通过数值模拟方法对2008年汶川地震引发的大光包滑坡进行了深入分析,旨在探究滑坡的启动机制和运动过程。研究采用了材料点方法(Material Point Method, MPM),通过MPM,研究者能够模拟地震作用下滑坡体的动态响应,包括滑坡体的破坏、滑移和最终稳定形态。研究中,首先基于地质和地震数据建立了滑坡的数值模型,然后应用MPM对滑坡过程进行了模拟。模拟结果与现场调查数据进行了对比,显示出良好的一致性。研究揭示了滑坡体在地震作用下的破坏过程,包括初始破坏、滑移和最终堆积形态的形成。此外,研究还提出了基于贝叶斯网络(Bayesian Networks, BNs)的风险管理方法,用于评估和监控滑坡后形成的高风险岩壁。研究结论指出,MPM作为一种有效的数值工具,能够模拟地震诱发滑坡的复杂动态过程,并为风险评估和管理提供了新的视角。
2019
发表期刊:Landslides
文献导读:本研究旨在深入分析2018年5月5日发生在中国四川省马边县的山体滑坡事件的动力学特性。研究团队采用了粒子流代码(Particle Flow Code, PFC)作为数值模拟工具,结合支持向量机(Support Vector Machine, SVM)方法,对滑坡岩体材料的微观强度参数进行了反演分析。通过与数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)的耦合,构建了三维PFC数值模型,模拟了滑坡的全过程。研究内容涵盖了滑坡速度、位移和能量特征的详细分析。研究方法包括地质现场调查、无人机(UAV)图像分析以及数值模拟。通过SVM与PFC的耦合,研究者能够快速准确地获取滑坡模型的微观强度参数。数值模拟结果与实际滑坡特征及滑坡运动过程的视频解释相吻合,验证了研究方法的可靠性。研究结论指出,滑坡的总运动过程持续约32秒,其中主要滑动时间约为16秒。滑坡体的最大速度为10.2米/秒,最大位移为120米。
2019
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:本研究的核心目的在于解析考虑床面卷入作用的快速流动式滑坡的传播过程。研究采用了修改后的有限差分模型,针对中国陕西省泾阳黄土台塬发生的典型流动式滑坡案例进行了数值模拟。该模型根据局部卷入深度调整滑移质量的力学参数,通过室内三轴压缩不排水(CU)试验和环剪试验获取了数值模拟所需的力学参数。研究中,通过对比考虑与未考虑床面卷入的两种情形下的模拟结果,揭示了床面卷入对滑坡运动距离、覆盖面积以及滑移体厚度预测的重要性。研究结论指出,考虑床面卷入的模拟结果与实测数据吻合良好,证实了床面卷入对滑坡高流动性的贡献。此外,该研究还表明,采用的数值模型能有效评估或预测类似滑坡的传播过程,为理解流动式滑坡的转变机制提供了帮助。
2019
发表期刊:地质力学学报
文献导读:本文旨在探究高速远程滑坡运动过程中的堆积特征与能量转化机制,以三溪村滑坡为例,采用PFC3D离散元模拟方法进行研究。研究方法上,通过设定合适的接触模型和微观参数,模拟滑坡体的运动过程,并分析不同部位岩土体的速度演化、堆积情况以及能量转化关系。研究内容主要围绕滑坡运动中的前部、中部和后部岩土体的运动特征展开,揭示了各部分岩土体速度分布的差异、堆积的层序特征以及重力势能在运动过程中的转化情况。这些研究结果为深入理解高速远程滑坡的运动机理和防灾减灾提供了重要参考。
2019
发表期刊:中国地质灾害与防治学报
文献导读:本研究旨在探讨易贡滑坡-堰塞坝溃坝链生灾害的动力学特征。通过基于遥感影像数据建立的三维数值模型,结合DAN3D和FLOW3D软件,对易贡滑坡-碎屑流-堰塞坝溃坝全过程进行了模拟分析。研究方法采用等效流体动力分析软件DAN3D模拟滑坡-碎屑流过程,并根据DAN3D模拟结果构建等比例堰塞坝模型,利用FLOW3D模拟溃坝后洪水演进过程。研究内容主要聚焦于易贡滑坡的动力学行为、碎屑流的堆积分布及速度变化规律,以及溃坝后洪水的水流特征变化。
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