抗滑桩与滑坡相互作用分析的常微分方程组边值法

将抗滑桩与滑坡的相互作用抽象为一阶常微分方程组在特定边界条件约束下的定解问题,通过龙格-库塔(Runge-Kutta)差分法求解该方程组可得桩身内力与变形及滑床抗力,该方法不同于常规的基于桩体挠曲四阶微分方程的级数解法、差分法及有限元法,可以一次性解出桩身内力及变形值,无需进行二次换算;可对全桩进行整体分析,无需像传统方法那样以滑动面为界将桩身分成受荷段和锚固段分别计算;该方法一改传统的求解高阶微分方程为解低阶微分方程组,符合计算力学的优化思想,并且可以方便地考虑桩身的剪切变形,为抗滑桩的计算分析提供了一种切实可行的新思路,可作为传统抗滑桩内力分析方法的有效补充。本文还编写了基于该法的全桩内力计算和图形处理程序。工程算例表明,该方法与传统方法的计算结果能很好吻合,且程序运行效率更高。     

半弹簧接触模型及其在边坡破坏计算中的应用

提出了一种用于判断、描述三维离散块体的接触状态, 计算块体间接触力的半弹簧接触模型. 该模型将一对接触块体分为母块体及子块体, 半弹簧位于母块体上, 由母块体各节点缩进至各母面面内形成, 目标面位于子块体上. 该模型根据半弹簧与目标面的几何关系直接计算接触力, 无需耗费大量时间判断两个块体的接触类型及计算两个块体的接触面积. 该模型可以解决准三维条件下地质体渐进破坏的计算, 将该模型应用于边坡渐进破坏分析,计算结果与实际情况相符.      

双层结构岩质边坡的滑带扰动厚度计算方法研究

双层结构岩质边坡进行稳定性评价通常可以实现,但合理确定滑体引起的滑带扰动厚度却比较困难。根据能量法原理,可以推导得出上部硬岩滑体的能量法稳定系数上限解计算公式。进一步按照能量平衡方程,综合考虑滑体、滑带在重力作用下所做的外力功率,以及滑带产生的内能耗散,推导得到了计算滑带扰动厚度的解析公式。在分析典型算例基础上,提出了滑带扰动分带的概念,并将滑带按照扰动程度分为剧扰动带、强扰动带、中等扰动带、弱扰动带和微扰动带。对于双层结构的岩质边坡进行加固治理时,其治理的深度范围应该大于微扰动带的底面。     

岩石边坡裂隙渗流的流形元模拟

为了能够更好地考虑裂隙渗流在岩石边坡破坏中的作用,在考虑裂纹扩展的数值流形方法程序基础上,从最小势能原理出发,阐述了渗流与变形的耦合作用机理并推导了相应的耦合方程,在程序中实现了对渗流与断裂的模拟。最后利用该程序对含初始裂隙的岩石边坡在渗流作用下的破坏过程进行了模拟。模拟结果很好地再现了边坡在渗流作用下的实际破坏过程。同时通过对裂纹扩展过程中应力强度因子的计算发现,第一应力强度因子始终大于第二应力强度因子,且随着计算时间增加,二者的差值逐渐增大,裂纹扩展以Ⅰ型为主。     

求解渗流自由面的复合单元全域迭代法

渗流自由面是岩体水力学研究的重点和难点,也是边坡稳定性综合研究的重要内容.基于对渗流自由面数值求解方法的分析,提出了复合单元全域迭代法,并编制了有限元计算程序.计算果表明,该法具有程序处理比较简单、计算结果比较精确等特性,一般迭代5次左右便可收敛.     

隧道洞口段非均质及各向异性土质裂缝仰坡稳定性上限解

针对忽略岩土体非均质和各向异性将导致边坡稳定性评价产生误差的问题，应用极限分析上限理论及抗剪强度系数折减法，推导土体强度非均质和各向异性影响下隧道洞口含裂缝仰坡稳定性解析式，探究土体强度非均质和各向异性对仰坡稳定性系数、坡顶裂缝位置、隧道拱顶失稳范围及仰坡安全系数的影响。结果表明，裂缝深度及坡角越大，仰坡稳定性系数越小；非均质系数越大和各向异性系数越小，维持仰坡稳定的临界坡高越大；非均质系数及各向异性系数越大，裂缝距坡顶边缘越远，隧道拱顶失稳范围越大；非均质系数增大有利于仰坡稳定，而各向异性系数越大仰坡越易失稳。     

Recent Progress of Transition Metal Compounds as Electrocatalysts for Electrocatalytic Water Splitting

Hydrogen has enormous commercial potential as a secondary energy source because of its high calorific value, clean combustion byproducts, and multiple production methods. Electrocatalytic water splitting is a viable alternative to the conventional methane steam reforming technique, as it operates under mild conditions, produces high-quality hydrogen, and has a sustainable production process that requires less energy. Electrocatalysts composed of precious metals like Pt, Au, Ru, and Ag are commonly used in the investigation of hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER). Nevertheless, their limited availability and expensive cost restrict practical use. In contrast, electrocatalysts that do not contain precious metals are readily available, cost-effective, environmentally friendly, and possess electrocatalytic performance equal to that of noble metals. However, considerable research effort must be devoted to create cost-effective and high-performing catalysts. This article provides a comprehensive examination of the reaction mechanism involved in electrocatalytic water splitting in both acidic and basic environments. Additionally, recent breakthroughs in catalysts for both the hydrogen evolution and oxygen evolution reactions are also discussed. The structure-activity relationship of the catalyst was deep-going discussed, together with the prospects of current obstacles and potential for electrocatalytic water splitting, aiming at provide valuable perspectives for the advancement of economical and efficient electrocatalysts on an industrial scale.     

基于三维数值模拟的高填方边坡强夯效应研究

根据某拟建变电站高填方边坡地质资料建立三维数值计算模型,计算分析不同夯击能和夯击位置条件下边坡土体的竖向位移、水平位移和加速度等响应随动力时间的变化规律.不同工况下的计算结果表明:夯击主要影响表层土体,夯击能越大夯击区域表层土体位移越大,不同夯击能下土体影响区变化较小;夯击引起的土体加速度峰值随夯击能的增大而增大;夯击点离边坡面越远,夯击影响区有所增大而夯沉量有所减小,且边坡顶部和边坡面中部水平位移下降十分显著.研究结论可为类似高填方边坡工程强夯施工设计提供参考.     

露天矿边坡饱和渗透系数随机场数值模型研究

为分析强降雨入渗及渗透系数空间变异性对闭坑露天矿边坡渗流场的影响程度，基于非饱和渗流理论和随机场理论，采用非侵入式随机方法，通过FISH语言编写非饱和区单元饱和度、渗透系数与基质吸力的修正函数，建立饱和-非饱和渗流随机场模型，开展强降雨作用的高大陡深岩质边坡渗流特征研究。研究结果表明，修正饱和-非饱和渗流随机场模型能够准确地描述露天矿边坡的降雨入渗过程。且降雨入渗主要影响到露天矿边坡浅层渗流场。随降雨持时变化，在坡面与地下水位线之间形成包围的且逐渐缩小的非饱和区。坡面最早出现暂态饱和区且厚度逐渐增加，但增幅逐渐放缓。同时坡面点孔隙水压力最早达到稳定值零，离坡面越远的点孔隙水压力达到稳定值零的用时会越长。该结论可为闭坑露天矿边坡的地质灾害风险预测提供参考意义。     

投影方向极值原理的滑裂面应力矢量极限平衡抗滑稳定计算理论

根据有限元成果的滑动面切向应力达到可用极限值的抗滑稳定极限平衡概念，建立投影方向极值原理单元滑面应力矢量极限平衡抗滑稳定计算理论模型，揭示不平衡虚拟耗散力、耗散能和极值条件方程的力学本质联系。根据投影极值方向平衡状态时的垂直方向还存在不平衡耗散力，提出复杂滑裂面极限平衡状态接近程度系数λ及矢量安全度系数K_λ评价抗滑稳定性能的最佳路径。通过边坡考题和坝基深层抗滑稳定算例的势能极值规律存在性和极值点的吻合度，证明了理论模型的合理可靠性。有限元应力矢量理论模型的建立及其安全度系数K_λ是极限平衡抗滑稳定计算理论发展的重要基础理论突破和全新理论研究成果。