文摘

储层预测银行倒闭宽度是一个独特的水电工程建设中遇到的问题。现有经验图形方法是基于银行崩溃的最终状态,只能用来预测银行倒闭宽度,他们因此不充分反映银行倒闭过程的特点。为了解决这个问题,银行倒闭的预测模型基于极限平衡理论建立了宽度,和模型的关键参数和银行倒闭过程进行了分析。结果揭示的必要性,选择一个合理的水下堆积速率预测银行倒闭时宽度运用极限平衡理论。一个常数水深比银行边坡高度、水下堆积速率增加而增加银行边坡高度,它们之间的线性关系。相比之下,银行倾斜角对银行倒闭的宽度影响不大。具体地说,它主要影响第一银行崩溃的宽度,但在随后的银行倒闭的宽度的影响不大。随着银行坡度角的增加,银行倒闭宽度波动和上涨。银行崩溃的预测模型宽度基于极限平衡理论能够更好地解释银行崩溃的时间行为。研究结果的意义的预测黄土银行崩溃。

1。介绍

水库蓄水水库地质条件的变化。特别是,世行斜率在死水区域内将水退去的影响下,这可能会导致水库淤积和肿胀等次生灾害。因此,预测边坡稳定和银行崩溃的宽度被许多学者感兴趣的(1- - - - - -4]。以死水位为起点,Kachugin [5),奠定了基础的银行崩溃的图解法预测,将银行边坡分成的水上和水下部分和预测银行崩溃宽度结合银行的稳定角的斜率。然后,Kondratjev [6考虑波浪的影响和修正Kachugin方法提高预测能力。王等人。7]进一步修订了起点的历史最高洪水位河道,建立了两阶段的方法。上述方法适用于同类银行的预测边坡坍塌。彭(8)认为,银行崩溃的预测需要考虑的沉积和提出了平衡冲积积累方法,已广泛应用于三峡水库。基于土壤的调查在中国西南银行倒闭,廖(9)提出了三阶段方法,以低水位和高水位为划分点,并指出崩溃都迁移到河里尽可能的中心。但是银行崩溃的阶段特征很难反映只使用经验图解法,它只考虑银行崩溃的最终状态的特点。

同时,现有研究边坡稳定性评价银行专注于各种因素的影响在岸边斜坡。此外,非饱和渗流耦合效应和流体力学的总和。根据模型试验,Lindow et al。10]报道之间的关联自重、渗透力和银行边坡稳定性,并指出应考虑侧向渗流边坡稳定性预测的银行。王(11]表明,粗颗粒更容易受到海风和海浪的力量和恶化范围砾石土壤减少周期性渗流,并最终趋于稳定。小王和周12)表示,该银行附近的斜坡路基的水不滑强夯后的界面,但水下斜坡形成滑动面。周et al。13)的修改计算渗透力和潜水面并计算安全系数利用信赖域反射算法;他们还表明,边坡稳定性受水位的下降速度的影响,边坡高度、渗透系数、含水层厚度。马等。14)提出了一种机器学习方法对边坡稳定性预测和滑坡位移预测,这大大丰富了滑坡的预测方法。因此,银行边坡稳定分析和只用于确定银行斜率将会崩溃。

尽管预计银行倒闭宽度和稳定性之间的关系,目前仍不清楚。因此,为了建立一个更全面的预测方法对银行崩溃宽度,可以反映银行崩溃的阶段特征,本研究应用极限平衡理论(mp方法)来预测银行崩溃宽度在黄土斜坡。

2。方法

2.1。参考价值的银行崩溃宽度

银行倒闭的实地测量数据的宽度通常缺乏,经验图解法的预测结果被用作银行倒闭宽度的参考价值。如图1Kachugin方法交点O死水位和原银行的斜率为起点,并使用水下稳定角α随着倾角画恒定水位的射线相交线一个。然后,水上的稳定角度β用作倾角与银行倾斜线画出射线相交吗B。之间的水平距离B和C是银行倒闭的宽度。

在Kachugin方法预测黄土银行倒闭宽度,水上的稳定角度β是60°,水下稳定角α18°,校正系数是0.68,15]。然而,研究表明,Kachugin方法更精确的只有在水库的下游(水深和边坡高度的比值很大)(16]: BCW银行倒闭的宽度,是死水位之间的高度和正常水位,是水上的斜坡的高度,α是水下岸坡的稳定角度,然后呢是稳定的岸边坡角。

2.2。模型的关键参数

如图2,最危险的滑动面和相应的滑动质量体积稳定性计算后得到的任何银行斜率使用mp方法。mp方法是一个更严格的方法在极限平衡方法,可应用于滑动表面的形状,满足静力平衡条件下的零主矢量和零主时刻为每个土壤的力量。滑动部分是堆积在坡脚一定比例,和集体积累部分和滑动部分的利率称为水下堆积速率。然后,重复上述步骤直到边坡稳定系数大于某一标准(安全系数> 1.0),银行倒闭的被认为是终止。崩溃的宽度、质量体积和岸坡的稳定系数更新的每一步。值得注意的是,类似于Kachugin方法,银行斜率低于死水位仍未损坏的极限平衡理论用于预测时银行崩溃。

水下堆积速率和角度影响银行崩溃的预测结果宽度。黄土的水下积累角的范围很小,只有水下堆积速率的影响的预测结果银行倒闭宽度进行了研究。实验计划如下:(1)模型银行边坡高度设置为10米,20米,30米。(2)斜率梯度模型的银行斜率设置为60°,65°、70°、75°、80°、85°、90°。(3)模型的水深是将银行边坡高度的0.8倍;即。,the ratio of water depth to bank slope height is 0.8.(4)银行倒闭后,水下的积累角积累部分是设置为18°,和水下累积率是0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,分别和1。

人们普遍认为,斜率是处于稳定状态时,安全系数大于1。因此,银行倒闭被认为是终止时稳定系数超过1。银行坡土的物理力学指标如表所示1,通过直剪试验。

3所示。结果和分析

3.1。确定水下堆积速率

预测银行倒闭宽度之间的关系和边坡在不同高度和斜率水下累积率如图3。如图,预计银行崩溃宽度增加而增加坡角下不同的水下累积率。预计银行倒闭的宽度与增加水下堆积速率逐渐降低。相比之下,预计银行倒闭宽度逐渐增加与增加银行边坡高度。同样,水下的合理价值堆积速率也随着银行边坡高度的增加而增加。因此,当极限平衡理论是用来预测黄土银行倒闭宽度,需要选择不同的水下积累不同银行边坡高度和水的深度。银行边坡高度范围内的研究,当水深比银行边坡高度是0.8,银行之间的关系边坡高度和水下堆积速率所示以下方程: 在哪里水下堆积速率和吗H银行边坡高度,米。

以恒定水深比边坡高度,水下堆积速率之间的关系和银行边坡高度被发现是线性的,和水下堆积速率随着银行边坡高度的增加而增加。

值得注意的是,在前面的影响岸坡模型试验对银行崩溃,由于过度的间隔设置坡角,银行倒闭的宽度与倾斜角的增加单调增加。霁et al。17)指出,银行倒闭的起点与倾斜角变化,这将导致银行倒闭的波动和上升趋势与坡度角宽度。这是符合银行倒闭的变异宽度根据极限平衡理论。然而,水下堆积速率的值之间的间隔在这项研究中仍大,可以进一步优化。

3.2。稳定系数的变化趋势

稳定系数的变化趋势与银行倒闭的数目在不同高度如图4。的发展银行破产,银行倒闭的稳定系数线性增加,这表明银行倒闭是一个过程从动荡到稳定。稳定系数的增加也表明银行崩溃时间比以前花更多的时间。与此同时,银行倒闭数量的增加不断提高银行边坡高度。这种现象是一致的野外观测和模型试验的结果。它的预测表明,银行倒闭宽度基于极限平衡理论更具代表性的银行崩溃的过程,这是有利的对实证图形的方法。

3.3。银行倒闭的宽度变化趋势

银行倒闭宽度下的时空变化趋势不同边坡高度图所示5。之间的线性关系是观察到的银行倒闭宽度和银行倒闭的数目,和直线的斜率保持基本不变,这表明银行坡度角有一个显著的影响只在第一银行崩溃的宽度。模型试验在其他研究提供了类似的结果18,19]。同时,单一的崩溃宽度预测运用极限平衡理论是接近测量银行崩溃裂缝的宽度和间距在黄土高原20.,21]。因此,极限平衡理论也可以反映银行崩溃的阶段,功能缺失实证图形的方法。

3.4。时间行为的银行崩溃

银行倒闭的时间行为一直是很难预测的。实证图形方法是基于最终的稳定状态,并不能反映银行倒闭过程的特点(7]。mp法预测银行倒闭宽度考虑银行的初始状态,它可以反射更多的银行倒闭过程的特点。因此,银行倒闭的时间行为的基本模型的基础上,建立了极限平衡理论。

如前所述,边坡稳定性的因素和银行倒闭的宽度增加越来越多的银行倒闭,都显示线性关系银行倒闭的数目。任何银行崩溃可以简化为一个变形的过程,滑动,与稳定22]。如数据所示4和5,银行倒闭的数量预测的mp法是一样的测量数量的崩溃。现场调查表明,黄土银行崩溃的时间间隔从一开始稳定也是一致的。与此同时,第一银行崩溃的时候也相对集中(23- - - - - -25]。因此,它是可行的,以反映银行崩溃的时间行为基于银行倒闭的数量。以下假设是为了简化模型:(1)滑体视为刚体在滑动的过程。(2)水平运动距离的滑体在任何阶段的总宽度等于银行崩溃。(3)滑动的重心高度的身体变化在任何阶段。(4)滑动过程路径假设一个多边形线;换句话说,滑动体首先垂直落在自重的作用下,然后减慢统一在水平方向上速度为零。(5)时间在滑体的下滑将被忽略。

基于上述假设,对于任何滑动体,最终速度之间的关系和加速度一个在垂直下降的过程

在减速阶段,减速时间之间的关系t和总宽度银行崩溃年代和最终速度如下:

然后, 在哪里是这两个银行倒闭,之间的时间间隔年代是银行倒闭的宽度,一个是在下降过程中加速。

如方程所示(5),时间间隔t两个银行倒闭有关的总银行倒闭宽度年代和加速度一个在这个阶段。

基于边坡稳定系数的定义根据极限平衡理论,加速度之间的关系一个和稳定性的因素

根据(3)- (6),然后

银行倒闭的时间行为基于极限平衡理论图所示6。如图,银行倒闭的持续时间过程本质上是平等的在不同坡角。这意味着,在同一银行边坡条件下,崩溃的时间从一开始稳定是相同的。与银行倒闭的发展,与此同时,银行倒闭的持续时间逐渐增加,银行倒闭的宽度线性增加,指示一步功能银行倒闭的宽度和时间之间的关系,它同意野外观察和模型试验的结果18,19,22]。然而,实证图形方法不能反映这一特点。值得注意的是,由于缺乏测量数据,是不可能建立银行崩溃的时间行为。尽管极限平衡理论提供了一个潜在的解决方案,仍然需要有大量的观测数据来确定计算参数方程(7)。

模型与实证图形方法相比,基于极限平衡理论提供了准确的预测银行崩溃的宽度。第二,mp方法能更好地反映银行倒闭的特点(26,27),如表所示2。然而,大量的现场调查和实验数据仍然需要进一步改善模型。

4所示。结论

银行倒闭宽度的预测模型是基于极限平衡理论建立的。模型的关键参数设置,银行边坡稳定系数的变化趋势和银行倒闭宽度进行了分析。最后,银行倒闭的时间行为进行了分析。的结果,可以得出以下结论:(1)有必要选择一个合理的水下堆积速率时,极限平衡理论是用来预测银行倒闭宽度。水下堆积速率水深和银行有关边坡高度。(2)世行坡度角主要影响第一银行崩溃的宽度,并在随后的银行倒闭的宽度的影响不大。提高银行倾斜角,银行倒闭宽度波动和上涨。(3)银行倒闭宽度的预测基于极限平衡理论更具代表性的特点相比,银行倒闭过程经验图形方法。

值得注意的是,由于测量数据的缺乏,很难提高预测模型。模型的参数,比如水下积累角,水深,和银行边坡高度仍有待研究。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作得到了国家自然科学基金(41877242),基础研究基金为中央大学、冠心病(300102260204,300102260204,300102281202),和中国西北的科研项目调查,设计研究院有限公司(xby - kj - 2019 - 19)。