使用介电常数散布图反映路面压实度-明尼苏达交通部案例分享
红表热像仪年中促销,原价85折!
中国工程建设尺度化协会《基桩动力检测技术尺度》假造工作正式启动
中国公路学会正式颁布《路路交通标线耐久性评定尺度》
锥形量热仪的测试前提与测试分析
近日,武汉大学水利水电学院李典庆教授课题组在美国地球物理结合会(American Geophysical Union,AGU)旗舰期刊《Journal of Geophysical Research: Earth Surface》颁发了题为“Elevated pore‐water pressure regulating dynamic liquefaction of a flow‐like landslide in loess”的学术论文。该钻研初次通过动态反压直剪试验定量揭示了地震诱发黄土滑坡流态化灾变过程中孔隙水压力的调控机造,为黄土高原地域液化型滑坡灾害风险评估提供定量判据。水利水电学院水资源工程与调度全国沉点尝试室2024级博士钻研生王,B为论文第一作者,尝试室李典庆教授和王顺教授为论文通讯作者。

论文链接:https://doi.org/10.1029/2025JF008318
*论文版权归原作者和出版方所有,本文仅为进建互换。
文章具体信息请点击下文链接:
以下是对这项成就的简要介绍
问题描述
黄土高原作为全球最大的风积土散布区,其黄地皮层的高孔隙性、弱胶结个性,使得其在于地震荷载下易产生振动液化。持久以来,学术界将此类灾害归因于土体在循环荷载作用下产生的动态液化,并普遍选取场地液化指标作为鼓和黄土大规;频呐芯,然而,该传统步骤在诠释地震作用下缓倾角黄土斜坡会产生超远距离流态化灾变景象方面存在局限性。
2023年12月18日甘肃积石山Ms 6.2级地震触发了中川镇罕见的长距离流态型黄土滑坡,造成20余人殒命(图1)。该滑坡发源于仅3.6°的缓坡,却以高达4.2 m/s的速度活动了3200米,形成1.5°的超低视摩擦角,显著低于通例流态型滑坡的临界坡度值。现场调查批注,滑坡区发育于典型的三层地质结构(低渗入性冲积层-鼓和黄土-泥岩),震前大面积的农田灌溉导致滑坡源区地下水位上升并形成初始孔隙水压力。传统理论难以诠释此类缓坡超远距离流滑机造,尤其对初始孔隙水压力与地震荡耦合触发瞬态液化过程不足定量认知,组成沉大灾害防控盲区。

图1:中川滑坡概况
钻研步骤
钻研选取高精度节造的动态反压直剪试验系统(GDS-DYNBPS)。相较于传统直剪试验,该系统可通过拟定应力蹊径,实现地震荷载下超孔隙水压力天生、累积与消散全周期的原位监测,捕获土体液化全过程的应力-应变-孔压时程曲线(图2)。通过反压节造器精确仿照地下水位上升过程,复现黄土原位应力-水文环境;通过施加真实地震波形,仿照不排水前提下土体的动态液化过程。

图2:动态反压直剪试验技术

试验设备:GDS动态反压直剪试验系统 DYNBPS
重要创新
(1)量化了黄土液化过程中初始孔隙水压力的临界阈值效应
钻研发现,初始孔隙水压力是影响黄土液化的关键成分,且存在一个液化临界阈值(液化层上覆荷载 σn=100kPa 前提下,临界初始孔隙水压力u=22kPa),超过该阈值后,土体在常剪应力蹊径下将经历从稳态蠕变骤变为加快粉碎的突变。微观结构分析批注,液化过程中颗粒接触模式由点接触向面接触转化;动态荷载试验还观测到黄土颗粒破碎景象,导致孔隙体积压缩,进而推进超孔隙水压力累积并诱发土体液化(图3)。因而,黄地皮层中的孔隙水压力是调控其液化启动与滑移领域的沉要成分。地震荷载作用下,黄地皮层需同时满足特定的应力状态与水文前提,方有可能产生大规模液化滑移灾害。

图3:试验了局
(2)阐了然缓倾角黄土滑坡高速流滑的多成分协同触发机造
通过实地调查和室内试验,解析了中川流态化型滑坡在超低视摩擦角下实现长距离活动的物理性质:土体初始孔隙水压力放大了震时超孔隙水压力响应,赋予滑坡土体极大的初始速度;倒三角源区通过窄口动能累积与侧向侵蚀引发物质裹挟,导致滑体进一步加快;滑坡活动沟路底部的冰层显著削减了滑体基底摩擦。三者协同作用共同导致了中川滑坡的超远活动性(图4)。

图4:中川滑坡的缓坡流滑效应
科学价值
本钻研揭示了初始孔隙水压力调控黄土动力液化的物理机造,突破了传统步骤基于循环剪切作用道理的场地液化判据的局限性,为优化黄地皮层大规;圃趾υぞP吞峁┢揪。所提出的临界阈值和协同触发机造,深入了黄土滑坡动力学认知,对地震诱发黄地皮层液化流滑灾害的风险防控拥有沉要领导意思。

GDS动态反压直剪试验系统 DYNBPS
GDS动态反压直剪试验系统 (DYNBPS)用于静态和动态直接剪切试验,能节造试样孔隙压力。在直剪试验过程中对孔隙压力的节造允许在尝试室中仿照真实的情况。
DYNBPS允许仿照滑坡,它在经历最初的粉碎时刻后速度迅速增大,在节造和丈量孔隙压力的同时,还能够进行循环直剪试验。

GDS动态反压直剪试验系统 DYNBPS
可执行的测试: 静态反压直剪试验,动态反压应力直剪试验和动态反压应变直剪试验。
升级选项: 弯曲元和幼应变传感器
系统特点及优势:
重要特点 | 利益 |
电机作动器: | 设计寿命长,位移节造精度高。与气动加载装置分歧,这种加载方式合用于进行幼应变试验、持久蠕变试验和高达5Hz的动态试验。 |
真实情况仿照: | DYNBPS为很多现实的动态和地震岩土问题,如边坡不变性和地震荷载,提供了一个真实情况仿照的工具。 |
可拆卸的水下荷载传感器: | 提高软土测试的精度和分辨率。 |
关环节造: | 剪切力/位移和轴向力/位移关环节造。 |
剪切缝: | 可在压力容器表部手动设置。 |
平衡锤: | 在动态测试中以最经济的方式施加反压并保障最幼的颠簸。 |
技术参数:
轴向力分辨率: | 24bit (i.e. <0.4N 10kN荷载传感器, <1.5N 40kN 荷载传感器) |
数据采集: | 24bit |
荷载量程 (kN): | 轴向 25,剪切方向 10 |
频率 (Hz): | 5 |
压力 (MPa): | 2 |
丈量和节造分辨率 (MHz): | 10 |
试样尺寸 (mm): | 方形: 50, 75 (用户自界说尺寸) 试样高度:20-40 |
在线征询