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期刊信息/Journal information
三峡大学学报（自然科学版）
三峡大学
三峡大学学报（自然科学版）

三峡大学

王康平

双月刊

1672-948X

xbbjb@ctgu.edu.cn

0717-6392057

443002

湖北省宜昌市大学路8号

三峡大学学报（自然科学版）/Journal Journal of China Three Gorges University(Natural Sciences)北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊系三峡大学主办的以水电工程技术为主的综合性学术刊物，国内外公开发行，科技部中国科技论文统计源期刊，并已成为俄罗斯《文摘杂志》与美国《化学文摘》的源头期刊。本刊注重理论联系实际、探索创新，择优登载水利水电工程、土木工程、机械工程、电气工程、工程管理以及数学、物理、化学等基础学科方面的文章。
正式出版
收录年代

    冻融环境下玄武岩纤维增强泡沫混凝土的单轴压缩特性

    吕国旭陈波周程涛詹明强...
    1-8页
    查看更多>>摘要：为了研究密度、纤维掺量及冻融循环对玄武岩纤维增强泡沫混凝土单轴压缩特性的影响,借助X-CT技术以及Avizo软件对试件的孔隙构造进行了研究,对不同冻融环境下的多种密度等级(800 和 1 000 kg/m3)及纤维体积掺量(0%、0.15%、0.30%、0.45%)的玄武岩纤维增强泡沫混凝土进行了单轴压缩试验,分析了不同影响因素下玄武岩纤维增强泡沫混凝土的单轴压缩特性,对各因素与抗压强度的关系进行了灰关联度分析,并使用机器学习算法模型对抗压强度进行预测.结果表明:掺入玄武岩纤维能有效提高泡沫混凝土抵抗冻融的能力,体积掺入 0.15%、0.30%、0.45%的试件冻融 80 次后强度损失率分别为 75.2%、46.2%、37.8%.密度等级与抗压强度关联度最大,灰关联度为 0.799;其次是纤维掺量,关联系数为 0.723;灰狼算法优化下的长短期记忆网络模型对玄武岩纤维增强泡沫混凝土抗压强度的预测性能良好.

    玄武岩纤维增强泡沫混凝土单轴压缩冻融循环X-CT灰关联度长短期记忆网络灰狼优化算法

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    • 万方数据

    天然和饱水红砂岩三轴压缩蠕变变形试验研究

    刘桃根胡凯李玲王伟...
    9-15页
    查看更多>>摘要：蠕变特性和长期强度是红砂岩地区岩体工程安全评价的关键要素,饱水软化效应对红砂岩蠕变特性和长期强度具有重要影响.采用全自动岩石三轴压缩伺服流变仪,开展天然与饱水红砂岩的三轴压缩试验和三轴压缩蠕变试验.试验结果表明:峰值强度、弹性模量和蠕变破坏应力因饱水软化效应而降低,围压对其降幅有削弱作用,蠕变破坏应力与峰值强度的比值在 0.75～0.98 之间;饱水软化效应能增强蠕变瞬时变形,减弱蠕变变形及蠕变应变速率;环向应变比轴向应变更早进入稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段;稳态蠕变速率与偏压的变化关系符合指数函数关系;长期强度因饱水软化作用而降低,却因围压增加而增大,长期强度与峰值强度的比值在 0.62～0.92 之间;裂纹损伤应力与长期强度相差较大,裂纹损伤应力视为长期强度有待进一步考究.

    红砂岩蠕变特性长期强度饱水软化效应裂纹损伤应力

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    富水区水工隧洞外水压力降压措施研究

    徐靖曹远宜刘畅张继勋...
    16-21页
    查看更多>>摘要：外水压力是影响隧洞稳定及衬砌结构安全性的重要因素,特别是对富水地层深埋水工隧洞,高外水压力给衬砌设计带来巨大挑战.目前隧洞排水降压措施没有统一的标准,且主要聚焦于对衬砌外水压力的影响,对渗流场的影响分析还有待加强.本文依托滇中引水工程松林隧洞,借助ABAQUS软件开展隧洞围岩及衬砌结构流固耦合分析,分析在不同灌浆圈参数及排水布置方案下,隧洞渗流场及衬砌外水压力的变化规律.研究结果表明:通过改变灌浆圈厚度或降低灌浆圈的渗透性均可有效降低衬砌外水压力并减小隧洞开挖对渗流场的影响;布置排水孔亦能有效降低衬砌外水压力,且对距离排水孔越近降压效果越显著,离排水孔越远降低幅度越小且对渗流场产生较大影响,建议在实际工程中应采取堵排结合的措施来降低外水压力,并对排水孔及灌浆圈开展优化设计,以得到最优减压效果.

    隧洞灌浆圈排水孔外水压力渗流场

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    • 万方数据

    煤渣-膨润土团粒的制备方法与水-力性能

    李振赫焦魏伯彦梅育青舒雨菡...
    22-27页
    查看更多>>摘要：水电站机组检修,需要关闸抽水,闸门反复启闭,导致落闸后经常漏水,影响检修工期.以传统堵漏材料煤渣为基础,提出膨润土包裹煤渣造粒,形成煤渣-膨润土团粒,以提升封堵效果.研究表明:以闸门最大漏水孔缝约 15mm 为例,适量的膨润土掺入率(31%～36.3%),优化级配的煤渣-膨润土团粒,即质量比 61%的 2～5 mm 团粒、22.3%的>5～10 mm 团粒、16.7%的>10～15mm团粒,可显著降低渗透系数,煤渣-膨润土团粒饱和渗透系数为 4.87×10-9 m/s,较纯煤渣减少 99.55%;显著提升抗剪性能,较纯煤渣,内摩擦角由 45.57°提高到 77.25°,黏聚力由 24.72 kPa提高到 174.61 kPa.膨润土-煤渣团粒中,煤渣颗粒表面粗糙,有利于团粒间嵌合形成骨架;膨润土吸水膨胀,可充填煤渣颗粒之间的孔隙;而且,膨润土水化后黏附性较强,能把煤渣颗粒黏合成整体,不受水流的波动影响,封堵效果更佳.

    闸门堵漏煤渣膨润土团粒水-力性能

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    库岸塔柱状危岩的压裂耦合损伤-突变失稳预测

    唐红梅宋刚杨健毛柯洁...
    28-36页
    查看更多>>摘要：位于三峡库区巫峡段消落带的塔柱状危岩,其底部多损伤因素的耦合作用下常呈压裂诱发座溃整体失稳模式,危岩底部耦合损伤至突变机制是研究该类库岸危岩体失稳预警的关键科学问题.以三峡库区库岸巫峡段箭穿洞塔柱状危岩体为例,将危岩体简化为中上部非劣化区和下部劣化区的二元地质力学模型,基于应变等价原理获得其危岩体下部劣化区的荷载效应、溶蚀效应、干湿循环弱化效应的耦合损伤本构模型和总损伤度演化方程,根据地质力学模型概化为等效弹簧模型转化为力-位移的耦合损伤本构方程;基于能量平衡原理和突变理论建立了塔柱状危岩的耦合损伤-折叠突变模型,获取了其失稳判据和临界位移的表达式.通过案例分析结果表明:该危岩体突变失稳时的系统控制变量为-0.007 3,预测模型计算理论的突变起点垂向位移为 42.2 mm,终止点位移为 60.5 mm,当监测数据危岩体最大垂向累积位移为 26.2 mm 时,小于突变起始位移时就采用及时治理措施,与危岩未失稳的状态吻合.其研究成果可为三峡库区灰岩地区库岸塔柱状压溃型危岩的监测预警与防治提供重要的理论支撑.

    库岸塔柱状危岩压溃失稳型耦合损伤突变模型

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    一种ICEEMDAN-CNN-SVR滑坡位移组合预测模型

    石化波王刚曾怀恩
    37-43页
    查看更多>>摘要：滑坡位移预测是滑坡早期预警系统的重要组成部分,针对位移分解程度与特征选取深入程度不够导致滑坡位移预测精度不高的问题,提出一种 ICEEMDAN-CNN-SVR 滑坡位移组合预测模型:为了解决位移分解程度不够的问题,该模型首先运用ICEEMDAN分解模型对滑坡位移曲线进行分解,将平滑性较好且具有递增趋势的 IMF 曲线作为趋势项位移,将其他具有波动趋势的IMF曲线总和重构为周期项位移;为了解决特征选取深入程度不够的问题,针对不同位移特性进行了特征变量选取,通过二维平铺与CNN特征提取得到特征变量更深层次的信息,将提取到的特征信息输入 SVR 预测模型中实现对趋势项位移与周期项位移的精准预测.以典型堆积层滑坡——八字门滑坡为例,选取ZG110 与ZG111 监测点 2007 年 1 月—2012 年 9 月典型变形阶段水平位移数据进行研究,结果表明:ZG110 与 ZG111 监测点预测评价指标R2,ERMSE,EMAE 分别为0.995 1、0.998 9、5.748 9、2.753 2,4.509 1、1.852 9,预测效果良好;将模型预测结果与 EEMD-CNN-SVR预测模型及CNN-SVR预测模型结果作对比,相较其他预测模型,新模型的预测精度有所提升.

    八字门滑坡ICEEMDAN分解特征提取CNN-SVR模型对比分析

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    降雨诱发国道G326顺层滑坡破坏与运动过程研究

    刘仕洪宋琨郭磊曹俊...
    44-49页
    查看更多>>摘要：贵州省国道 G326 松桃县甘龙镇石板村田堡组顺层滑坡是 2020 年强降雨诱发的滑坡灾害.在对滑坡变形破坏特征调查的基础上,分析了强降雨诱发滑坡滑动破坏的成因.采用物质点法(material point method,MPM)进行了滑坡运动过程的模拟,揭示了滑坡运动的速度和冲击荷载等变化规律.结果表明:国道G326 滑坡是受 2020 年 7 月 8 日的强降雨诱发的中型顺层岩质滑坡,在8 日 4 时的小时降雨量为 96.2 mm后约 3h 发生整体滑移破坏;物质点法能够较真实地模拟滑坡的运动、堆积过程,模拟的堆积体形态与滑坡破坏调查情况基本一致;滑坡岩土体的最大滑动速度为 27m/s,最大滑动动能为 1.8×109 J(15s左右),最大冲击力为 37.98×106 kN,位于距滑坡后缘约 230 m处.该研究对国道G326 沿线类似滑坡灾害的风险防控具有参考价值和工程借鉴意义.

    降雨滑坡顺层滑动运动过程模拟物质点法冲击荷载

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    h型桩加固边坡动力响应特性及破坏模式研究

    代和树李龙起
    50-56页
    查看更多>>摘要：为探究h型桩加固边坡的动力响应及破坏特征,本文以四川康定某铁路沿线堆积体边坡为原型,开展大型振动台模型试验,探究了坡体在多次地震作用下其加速度和频谱响应规律,分析了强震作用下加固边坡的破坏模式及桩身破坏特征.结果表明:随地震荷载强度增大,边坡内部及坡表加速度均沿高程表现出不同程度放大效应;基岩与滑体发生不协调变形,进而导致其傅里叶频谱的响应差异增大;h型桩加固边坡表现出张拉-剪切-滑移式的复合破坏模式;在 h 型桩支护体系中,h型桩横梁与短桩连接处为薄弱点,1～3 号桩体均在此处发生损伤破坏;边缘桩体对内部结构具有支撑和约束作用,降低了内部桩的破坏;相较于传统抗滑桩,h型桩破坏后,其后排桩仍能提供抗滑力,支护体系表现出一定的残余支护能力.

    振动台边坡支护h型桩动力响应破坏模式

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    恒刚度边界下加锚节理岩体剪切行为宏细观研究

    王天保朱训国夏洪春张传庆...
    57-64页
    查看更多>>摘要：为探究深部地下工程中加锚节理岩体的剪切特性,本文开展了恒刚度边界条件下加锚节理岩体的直剪试验,探究了不同节理面粗糙度、法向刚度和初始法向应力对加锚节理岩体剪切力学特性的影响,并结合PFC数值模拟,分析了不同锚杆弹性模量影响下锚固体系的宏观力学特性和细观裂纹变化特征.结果表明:节理面粗糙度对剪切强度影响显著,粗糙度越大,剪切强度越高;锚杆可提高试样的整体抗剪强度,但法向刚度和初始法向应力对锚杆的锚固效果有不同的影响,存在最优范围;试件内部裂纹以张拉裂纹为主,随着锚杆弹性模量的增加,锚固体的峰值剪切强度和内部裂纹数量都呈现增加趋势,但增加速率在变小;锚杆内部剪切应力曲线和轴向应力曲线变化相似,与锚杆弹性模量有明显关系,弹性模量越大,应力增长越剧烈,达到屈服强度后增加变得十分缓慢.

    恒刚度加锚节理岩体直剪试验力学特性

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    植被混凝土不同磷石膏掺量对狗牙根根系特性及抗拔力学性能的影响

    杨嘉槊吴彬康柔嘉许亚坤...
    65-72页
    查看更多>>摘要：为研究植被混凝土磷石膏含量对基材理化性质、植物根系性征及整株抗拔力的影响,进行了不同磷石膏掺量(0%、3%、4.5%、6%、9%)以及不同生长期(90、120、150 d)条件下,基材相关理化指标的测定、狗牙根根系监测和原位整株拉拔试验.结果表明:磷石膏对基材容重、pH 值和土壤磷含量具有显著影响;狗牙根根系网状结构显著增强了抗拔力,整株抗拔力随根系性状的改善而增大,3%掺量下抗拔力 120 d时高出 0%掺量 30.25%;适量磷石膏掺入显著促进了根系生长,3%掺量下根系总根长、根体积和根系生物量增加显著,此种情况下狗牙根根系固土效果最好.

    植被混凝土磷石膏根系形态抗拔力

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