失稳机制

摘要： 为了研究循环爆破累计损伤作用下似层状铝土矿采空区群的失稳机制,借鉴结构力学理论方法,构建铝土矿采空区群结构模型,建立采空区群位移函数,引入爆破应力波作用损伤因子Dn,表征爆破荷载对岩体的损伤作用,利用数值模拟和现场监测数据验证计算结果的可靠性。研究结果表明:当相邻采场爆源与采空区之间的距离和炸药当量一定时,采空区间柱的最大压应力、顶板的最大拉应力及顶板的位移均随着爆破次数增加而增加;当爆破次数小于12次时,采空区顶板、间柱最大应力均小于其极限拉、压强度,顶板位移处于允许范围内,采空区处于稳定状态;当爆破次数为13~15次时,顶板位移超过允许位移阈值6.5 mm,采空区顶板、间柱二者均处于稳定状态情况,采空区处于亚稳定状态;当爆破次数大于16次时,间柱、顶板均处于不稳定状态,采空区处于失稳状态。数值模拟结果与理论计算结果相似。相邻采场开采后期,采空区区域多次发生顶板失稳坍塌事故,验证了理论分析结果的可靠性。

摘要： 地面煤层气井稳定性是地面钻井瓦斯抽采效果的关键因素。研究采动影响下煤层覆岩运动对钻井的失稳影响机制十分重要。本文分析了覆岩“竖三带”的运动演变形式,总结了采空区瓦斯抽采地面钻井的失稳机制,并针对淮南矿区地面钻井抽采瓦斯技术的现状,从三个角度探讨地面钻井防失稳技术措施。针对钻井终孔垂高应预设在裂隙带中,对于井位选择提出“两减”原则,对于钻井结构防失稳措施提出“四增”原则。为解决地面钻井瓦斯抽采技术难题提供新思路。

摘要： 依托某公路失稳弃渣场案例,利用考虑弃渣堆填过程的有限元数值仿真技术,揭示该弃渣场的失稳机制;利用多期次地面调查和监测相结合的方法,评估弃渣场在失稳、应急处置、水泥土搅拌桩加固下对周边既有养殖场、铁路桥墩和民居环境的安全影响,所得主要结论如下:数值堆载试验的剪应变和塑性区云图揭示K59+320弃渣场的灾变是下卧淤泥质土层的承载失稳造成的,滑移主要沿下卧淤泥质土层侧向挤出破坏,弃渣堆积高度超过20 m以后边坡整体失稳;针对紧邻养殖场、下游在建铁路桥墩、道路左侧民居的多期次地面调查发现上述建(构)筑物结构外观完好,调查评估未发现弃渣场失稳、应急处置和水泥土搅拌桩加固对附近既有建(构)筑物安全产生明显影响;根据表观和深部位移监测曲线,表观位移最大值76.0 mm,深部位移最大值5.5 mm,变形主要出现在施工期及工后稳定阶段,目前变化均趋于稳定,且月变化量小于1.0 mm,监测数据证明水泥土搅拌桩加固后弃渣场对附近既有建(构)筑物的长期安全没有威胁。

摘要： 土石混合体边坡受含石率和坡度的影响,边坡极易产生失稳破坏。针对崇爱高速路土石混合型高边坡稳定问题,开展了不同含石率及坡度条件下土石混合体路堑高边坡失稳机制分析。基于FLAC3D数值模拟方法,针对土石混合型高边坡路段模拟分析了含石率为0%、10%、20%、30%、40%、50%,及坡度为30°、35°、40°、45°、50°、55°的边坡稳定性;通过强度折减法求解边坡的安全系数,并分析其失稳机制。研究结果表明:随着边坡含石率的上升,其稳定性随之增加;在同一含石率情况下,随着边坡坡度升高,其稳定性将大幅度降低,且土石混合带来的稳定性提升难以抵抗坡度升高导致的滑动力上升。

摘要： 为研究土质边坡深层滑移失稳机制,以京广铁路下行线K1219+000处路基边坡失稳为例,通过现场调查测绘、工程地质钻探、原位试验和室内试验、深部位移监测和数值模拟等手段,详细研究了该土质边坡变形破坏特征、地质力学过程和失稳模式。结果表明:路基边坡表面裂缝宽度及深度呈坡顶至坡脚逐渐变浅变窄,变形具有一定的旋转性,牵引式特征明显,属于深层滑移拉裂式失稳;土质边坡经历了因坡脚开挖、抽水引起的应力场和渗流场重新分布阶段、雨水入渗软化导致下滑力不断增大而滑面逐渐迁移扩大加深阶段以及支挡结构抗力失效阶段3个地质力学过程,其失稳模式包括浅层滑移、浅层滑面向深层迁移、动荷载触发深层滑移失稳3个阶段。在此基础上,综合确定了滑面位置,并通过反演方法确定了滑面力学参数。研究采用了刚架式双排抗滑桩的整治方案,通过理论计算和数值分析,边坡变形与抗滑桩变形基本一致,且与监测结果整体吻合,这表明土质边坡深层失稳理论分析准确且计算的力学参数科学,整治对策稳妥、可靠。

摘要： 以西南山区铁路沿线典型的含结构面反倾岩质边坡为例开展振动台试验,采用时频域分析方法研究输入不同峰值加速度地震波时该类边坡的地震动力响应特性.结果表明:随着高度的增加,加速度峰值放大系数总体上呈增大趋势仅局部有所减小,表明地震动力响应具有高程放大效应;在高度相等的情况下,除了底部坡内测点的加速度峰值放大系数大于坡体表面,其余同一高度的2个测点均是坡体表面的加速度峰值放大系数大于坡内,表明地震动力响应具有趋表放大效应;坡肩测点的加速度峰值放大系数比边坡2/3高度处明显增大,在峰值加速度为0.9g时加速度峰值放大系数达到最大值;坡内测点加速度傅里叶幅值谱的形态和分布与坡体表面测点基本一致,在20,30 Hz附近出现2个峰值,且随坡体高度增加,频谱分布逐渐变得复杂,加速度傅里叶幅值比逐渐增大,呈现出明显的高程放大效应.

摘要： 根部掏蚀是土遗址坍塌的主要因素。关于土遗址掏蚀失稳机理已有众多研究成果,但主要基于数值模拟和理论分析,等比例进行根部掏蚀实验的研究较少。基于夯土遗址掏蚀调查研究,制作1∶1夯土墙体模型,通过墙体根部掏蚀实验和数值模拟对其失稳机制进行研究。实验结果表明:掏蚀深度小于20%时,墙体应力变化很小;掏蚀深度大于20%时,墙体出现偏应力,并且快速增大;掏蚀深度为45%时,墙体发生倾倒破坏。在实验过程中,墙体应力重分布主要发生在掏蚀阶段,掏蚀稳定后应力变化不明显;墙体倾倒破坏过程非常迅速,整体表现为刚性倾倒,从夯层根部层界面拉裂是主要破坏模式,其应力应变特征与数值模拟结果相吻合。研究成果可为夯土遗址根部保护和夯筑支顶加固提供参考依据。

摘要： 为研究地震作用下库区堆积层滑坡失稳机制,以雅鹊湾滑坡为例,基于Geo-Studio中Quake/W和Slope/W耦合建立数值模型,分析其在地震作用下的稳定性变化和动力响应.在地震作用下滑坡稳定系数在1.199 ～0.859波动,随着库水位由175 m降低到145m,滑坡稳定性由欠稳定降为不稳定;堆积层越厚的部位,受到地震作用后位移越大,滑带和后缘基岩发生的位移较为一致;监测点峰值加速度随高程的增加而增加,且加速度峰值的出现时间也随高程增加而滞后;坡面峰值加速度受到坡度的影响,监测点坡度发生较大改变时,峰值加速度会相应的减小.分析其在地震作用下的失稳机制,得出堆积层滑坡后缘剪切破坏,表层岩土体沿平行于滑带的滑面滑动,剪出口为库水位淹没的区域,滑坡由表层向深部滑动,最终基岩上覆土体全部滑动破坏,同时滑坡滑移会导致后缘基岩产生临空面,极易发展成为崩塌灾害.

摘要： 近年来,三峡库区城集镇开发区顺斜向岩质滑坡失稳破坏现象时有发生,研究顺斜向岩质滑坡的变形破坏特征及失稳机制对防治此类滑坡具有重要意义.本文以巫山县白杨湾滑坡为例,通过现场踏勘、钻探和多种监测手段,对这一典型顺斜向岩质滑坡的变形破坏特征及失稳机制进行了深入研究.此滑坡所处地层为巴东组第二段泥岩,岩体破碎,地下水较丰富.滑坡岩层向右边界倾斜,右边界受断层控制,断层面与岩层面相交切割形成楔形体顺斜向滑移.滑坡体积约320×104m3,滑动方向与岩层倾向夹角60°.受坡脚开挖和坡体建筑荷载等人类工程活动的影响,滑坡于2019年7月开始出现显著变形,滑坡中部的位移速率达到2～5mm/d.2019年9月中旬,滑坡前部设置应急抗滑桩后,滑坡变形开始减缓至0～0.5mm/d.白杨湾滑坡对城集镇开发区金科城造成巨大威胁,建议采取"搬迁避让+工程治理+专业监测"的防治对策.本文的研究成果对指导三峡库区顺斜向岩质滑坡防治和人工开挖诱发滑坡的防治具有重要借鉴意义.

摘要： 以平朔东露天矿北帮红黏土边坡为背景,研究采空区影响下红黏土边坡失稳机制.采用数值模拟分析和极限平衡理论相结合的方法,揭示了红黏土边坡在采空区影响下的拱效应、应力分布特征及失稳破坏发展规律.结果表明:红黏土边坡从稳定到破坏具有"台阶状"发展变化规律,其失稳破坏呈现"剪切-张裂-滑移-塌陷"机制.

摘要： 为研究锁儿头滑坡降雨条件下失稳机制,选取了变形剧烈的锁固段下段作为离心模型试验对象,并采用后缘添加钢珠及前缘削坡,以保证模型与现场应力应变状态的一致性.试验在成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室中的土工离心机中进行.实验中,通过传感器记录孔隙水压力和土压力的变化,以及边坡的变形,并且准确计量降雨强度和降雨总量.通过土压力、孔隙水压力、位移等数据综合分析,试验模型在200加速度条件下发生破坏,且上中下三段变形破坏相差不大,变形破坏随着土层深度的增加,由浅部到深部逐渐减小.在总结分析试验成果的基础上,试验模型破坏模式主要是以整体的推移式滑动为主.

摘要： 北川县白什乡老街后山滑坡位于四川省绵阳市北川县城以西,该滑坡发现时已处于变形发展较快的状态,前缘多处崩塌,坡面张拉裂缝密布.为了准确地判断滑坡的稳定性现状,预测预报滑坡的下滑时间指导避险,对滑坡开展了专业监测,专业监测工作持续到了滑坡失稳下滑.本文对滑坡从监测到下滑的变形演化阶段进行了划分,对各变形阶段滑坡的监测成果及变形破坏特征进行了分析研究.随后在此基础上分析滑坡形成演变过程及失稳机制,通过分析认为白什乡滑坡形成演变模式为弯曲-拉裂(倾倒)变形模式,滑坡形成后失稳机制为推移式和牵引式复合型.根据监测成果及宏观变形迹象对滑坡进行了分区,判断出滑坡失稳下滑的关键控制部位是滑坡前缘Ⅰ-3区,因此Ⅰ-3区监测数据是准确预测预报滑坡下滑时间的关键数据.

摘要： 金属矿开采诱发覆岩变形是一个复杂的力学问题,在工程活动的扰动下,采空区围岩的原始应力状态将被打破,引起覆岩的应力重分布,从而达到新的应力平衡状态.当覆岩中存在一些软弱结构面时,这些软弱结构面将不断地发展、演化,并可能出现贯通,其对覆岩的变形和破坏具有明显的影响.针对节理条件这一变量,采用Udec二维离散元模型,分析了双岩桥模型和四岩桥模型中各岩桥破裂特征及机制,并对比了两组模型中顶板应力释放规律及特点.采用3组对比模型实验,分析了0°/90°,45°/45°,20°/70°节理条件下岩移特点及变形机制.基于数值模型,对镜儿泉矿区实际节理条件下的地表变形特征和沉陷范围进行了研究,模型结果与地表变形GPS监测结果具有很好的一致性.

摘要： 新疆呼图壁河石门水电站厂房后边坡高度大、组成岩性成岩时代新、岩性软弱,受开挖扰动和冻融影响,曾发生二次破坏,危及厂房建筑物安全,而深入研究其地质结构、工程地质特性及失稳机制,以及提出处理的措施,达到边坡的长期稳定.

摘要： 高速铣削加工是一种高效率、高精度的铣削加工方法.随着工业生产、国防、科技发展速度的日益加快,高速加工工况不断趋于极限,在高转速、离心力、陀螺效应和内阻尼等多种激励强耦合作用下高速铣削刀具-主轴系统的动力学建模和稳定性预测变得十分复杂.目前人们对内阻尼的数学模型、如何对考虑内阻尼的高速铣削刀具-主轴系统进行动力学建模和分析以及由内阻尼引起的不稳定性还没有充分地研究.本项目旨在研究内阻尼对高转速铣削系统失稳特性的影响规律,期望为高阻尼旋转刀具-刀柄-主轴系统的设计、制造提供一定的指导和技术支持.

摘要： 采用晶格动力学有限元法研究α-Ti晶体单向拉伸和压缩过程中弹-塑性转变和失稳的均匀形核机制.模拟结果表明:在单向加载过程中,α-Ti理想晶格的动力学失稳特征与晶体取向和变形方式有关,并且初始塑性存在显著的各向异性和拉伸-压缩不对称性;晶体变形过程中的晶格失稳产物既有晶格畸变和位错,也观察到相变和变形孪生.

摘要： 垃圾围城的现象在中国十分明显,潜在的危害包括在极端气候和环境条件下,由于强降雨和渗滤液回灌引起的有效应力降低,从而导致填埋体发生滑坡,甚至演化为流滑现象.本文根据中国城市垃圾土的特点,配置了垃圾土并制作模型,采用大型土工离心机针对不同龄期的垃圾土边坡在多种工况组合条件下进行了模型试验,为了使模型边坡在高加速度场下达到破坏,开发了变角度模型箱,在离心机转动过程中,通过调整模型箱的角度来增加边坡的坡度,直至垃圾土边坡模型达到破坏,试验过程中同时监测模型变形,通过比较分析,揭示出垃圾土边坡变形及失稳的一般性规律,本文同时给出一种模型边坡安全储备的估算方法.

摘要： 垃圾围城的现象在中国十分明显,潜在的危害包括在极端气候和环境条件下,由于强降雨和渗滤液回灌引起的有效应力降低,从而导致填埋体发生滑坡,甚至演化为流滑现象.本文根据中国城市垃圾土的特点,配置了垃圾土并制作模型,采用大型土工离心机针对不同龄期的垃圾土边坡在多种工况组合条件下进行了模型试验,为了使模型边坡在高加速度场下达到破坏,开发了变角度模型箱,在离心机转动过程中,通过调整模型箱的角度来增加边坡的坡度,直至垃圾土边坡模型达到破坏,试验过程中同时监测模型变形,通过比较分析,揭示出垃圾土边坡变形及失稳的一般性规律,本文同时给出一种模型边坡安全储备的估算方法.

摘要： 垃圾围城的现象在中国十分明显,潜在的危害包括在极端气候和环境条件下,由于强降雨和渗滤液回灌引起的有效应力降低,从而导致填埋体发生滑坡,甚至演化为流滑现象.本文根据中国城市垃圾土的特点,配置了垃圾土并制作模型,采用大型土工离心机针对不同龄期的垃圾土边坡在多种工况组合条件下进行了模型试验,为了使模型边坡在高加速度场下达到破坏,开发了变角度模型箱,在离心机转动过程中,通过调整模型箱的角度来增加边坡的坡度,直至垃圾土边坡模型达到破坏,试验过程中同时监测模型变形,通过比较分析,揭示出垃圾土边坡变形及失稳的一般性规律,本文同时给出一种模型边坡安全储备的估算方法.

摘要： 垃圾围城的现象在中国十分明显,潜在的危害包括在极端气候和环境条件下,由于强降雨和渗滤液回灌引起的有效应力降低,从而导致填埋体发生滑坡,甚至演化为流滑现象.本文根据中国城市垃圾土的特点,配置了垃圾土并制作模型,采用大型土工离心机针对不同龄期的垃圾土边坡在多种工况组合条件下进行了模型试验,为了使模型边坡在高加速度场下达到破坏,开发了变角度模型箱,在离心机转动过程中,通过调整模型箱的角度来增加边坡的坡度,直至垃圾土边坡模型达到破坏,试验过程中同时监测模型变形,通过比较分析,揭示出垃圾土边坡变形及失稳的一般性规律,本文同时给出一种模型边坡安全储备的估算方法.

摘要： 本发明公开了一种对并联通道流动失稳行为影响机制的表征方法及系统，具体包括：获取影响并联通道流动失稳行为的任一几何构型尺寸流道的特征尺寸；根据所述特征尺寸获得轴向受热均匀性和周向受热均匀性；通过所述轴向受热均匀性和周向受热均匀性的乘积，表征所述几何尺寸流道受热均匀性的无量纲量；在对比分析几何构型尺寸对并联通道流动失稳行为特征以及流动失稳边界时，通过所述无量纲量对不同的几何构型尺寸流道进行区别和表征。本发明有效解决了现行的单纯适用热工参数表征并联通道流动失稳特征的局限性，对研究并联通道的流动失稳行为以及支持不同尺寸并联通道的相应换热系统的热工水力设计和安全评审尤有重要意义。

摘要： 本发明提供了一种莱茵衣藻失稳域基因、基于失稳域的蛋白表达调控方法及其应用，所述失稳域基因包括突变型雷帕霉素结合蛋白基因和莱茵衣藻RBCS2内含子1；所述失稳域基因包括如SEQ ID NO:1所示的核酸序列。本发明采用突变型雷帕霉素结合蛋白基因和莱茵衣藻RBCS2内含子1构建的失稳域基因在莱茵衣藻细胞中的表达产物失稳域蛋白极度不稳定，可以被胞内蛋白酶迅速降解，使得含失稳域的融合蛋白被降解；而小分子诱导物Shield‑1可以提高失稳域的稳定性，从而使融合蛋白稳定持续表达，实现了在莱茵衣藻中调控蛋白表达的目的。

摘要： 本发明公开了一种主导失稳模式判别模型构建方法、主导失稳模式判别方法，电力系统稳定性分析领域。本发明针对功角失稳和电压失稳存在的耦合交织特性，将深度学习应用到主导失稳模式判断中，构建一种含SENet模块的双输入卷积神经网络模型，引入SENet模块可建模神经网络通道间信息，自适应学习和调整各通道相加时的权值，放大有用的特征并抑制对当前任务用处不大的特征，在模型训练完成后即可根据大扰动后的母线电压、发电机功角量测数据或仿真数据快速、准确判断出系统是否会失稳以及属于功角失稳还是电压失稳，为控制措施的选择和协调提供依据，极大提高电力系统的安全性，实用性较强。

摘要： 本发明公开了一种对并联通道流动失稳行为影响机制的表征方法及系统，具体包括：获取影响并联通道流动失稳行为的任一几何构型尺寸流道的特征尺寸；根据所述特征尺寸获得轴向受热均匀性和周向受热均匀性；通过所述轴向受热均匀性和周向受热均匀性的乘积，表征所述几何尺寸流道受热均匀性的无量纲量；在对比分析几何构型尺寸对并联通道流动失稳行为特征以及流动失稳边界时，通过所述无量纲量对不同的几何构型尺寸流道进行区别和表征。本发明有效解决了现行的单纯适用热工参数表征并联通道流动失稳特征的局限性，对研究并联通道的流动失稳行为以及支持不同尺寸并联通道的相应换热系统的热工水力设计和安全评审尤有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验系统，涉及基坑、边坡工程失稳破坏机制研究试验装置技术领域；模型试验箱侧面板上设有透明观察区，模型试验箱内用于设置基坑或边坡模型；振动模拟系统能够对模型试验箱施加垂直方向和/或水平方向的振动；降雨模拟系统能够向模型试验箱内模拟降雨；地下水模拟系统能够向基坑或边坡模型内注入承压水和/或潜水；加载系统能够向模型坡顶施加载荷；温度控制系统能够控制基坑或边坡模型的温度；测试系统能够对模拟试验过程中土体内的技术参数进行监测和收集。本发明能够进行多因素耦合作用下基坑或边坡变形破坏过程的模拟试验研究，为基坑或边坡的稳定性评价和加固治理提供可靠的依据。

摘要： 本发明提供了一种坚硬岩层的失稳尺度、失稳能量计算方法和装置。所述方法包括将目标采场的上覆岩层划分为三级关键层，分别为低位坚硬岩层、中位坚硬岩层和高位坚硬岩层，并建立对应三级关键层的坚硬岩层板式结构模型；计算三级关键层中对覆岩运动起控制作用的低位坚硬岩层、中位坚硬岩层和高位坚硬岩层的个数以及层位置；在对目标采场进行工作面推进时，若目标采场的岩层发生初次失稳，则计算岩层的初次失稳尺度以及初次失稳能量；若目标采场的岩层发生周期失稳，则计算岩层的周期失稳尺度及周期失稳能量。以此方式，可以准确计算出不同失稳尺度以及失稳释放能量，从而给坚硬岩层控制及冲击地压防治提供了数据基础。

摘要： 本发明提供一种新能源汇集系统振荡失稳风险检测与失稳源判定降阶方法，包括，针对由N个新能源发电单元组成的新能源汇集系统，选择第n个新能源发电单元，其状态空间模型为(An,Bn,Cn,Dn)，并通过替换其余新能源发电单元动态模型构建出第n个相似新能源汇集系统；构造网络电抗矩阵，计算并得到其全部特征值；利用相似新能源汇集系统全阶模型的等效子系统方法，计算并得到所有振荡模式；通过调整可能为振荡失稳源的新能源发电单元的控制参数，可使得相似新能源汇集系统的所有振荡模式均充分阻尼，进而使得原新能源汇集系统不存在负阻尼模式，即消除原新能源汇集系统的振荡失稳风险。本发明降低了计算量及数据储存量。

摘要： 本发明公开了一种边坡失稳机制判定方法，该方法根据边坡的三维数值模型，基于强度折减法和边坡渐进破坏理论，并依据边坡破坏理论和边坡宏观变形特征将边坡任意点稳定性划分为稳定、基本稳定、欠稳和失稳四个阶段，通过对比分析不同折减系数条件下滑体各区段稳定性的演化特征，得到边坡的失稳机制。该方法可以对滑坡灾害进行科学的诱因分析，并为边坡加固提供理论依据。

摘要： 本发明提供了一种井壁失稳机制分析与预测方法及系统，属于石油、天然气钻探领域。所述方法采集钻井过程中的参数并构建钻完井资料数据库；通过对钻完井资料数据库中的数据进行降维处理，获得安全风险关联参数，并建立安全风险预警样本库；以安全风险关联参数为输入参数，以井径扩大率为输出参数形成井壁失稳分析及预测模型；利用所述井壁失稳分析及预测模型进行井壁失稳分析和预测。本发明通过使用先进的大数据数据分析手段，基于网络爬虫技术构建钻完井资料的开放式分布式数据库，通过构建井径扩大率相关资料人工神经网络分析方法，形成基于数据挖掘的井壁失稳机制分析与预测方法，深刻揭示了井壁失稳机理，为缓解井壁失稳问题提供了指导。

摘要： 本发明公开了一种边坡失稳机制判定方法，该方法根据边坡的三维数值模型，基于强度折减法和边坡渐进破坏理论，并依据边坡破坏理论和边坡宏观变形特征将边坡任意点稳定性划分为稳定、基本稳定、欠稳和失稳四个阶段，通过对比分析不同折减系数条件下滑体各区段稳定性的演化特征，得到边坡的失稳机制。该方法可以对滑坡灾害进行科学的诱因分析，并为边坡加固提供理论依据。