基于颗粒分选机制的碎屑流运动特性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41602367
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    16.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0706.环境地质学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Different from the traditional landslide which moves like a rigid body, the granular mass flow exhibits typical flow of loose debris media, and its mobility depends on the complex interaction mechanism of particles. Meanwhile, particle segregation can induce the internal structure judgment, significantly affects the mobility and deposition of granular mass flow, it’s mechanisms of action, however, is still unclear. Based on the strategy combining the “macroscopic runout characteristic of granular mass flow” and “microscopic particle interaction mechanisms”, the applicant will adopt the physical model test and particle distinct element method to study the evolution of particle segregation together with different grain and basal characteristics. In addition, the evolution of friction and collision of particle and flow regimes are revealed, and the quantitative expression between the basal resistance term and the local particle volume fraction, shear rate and normal stress is established. Furthermore, based on the particle mixing theory, the dynamical model of granular mass flow considering the particle segregation are established for predicting the particles’ moving trail, shifting law and danger region. The research achievements can help us understanding the runout and non-linear deposition characteristic of granular mass flow, and provide theory and technical supports for the prediction and prevention of mountain hazards and regional planning.
与传统滑坡的似刚体性质不同,碎屑流表现为松散颗粒介质流动,颗粒间相互作用是碎屑流运动的关键。同时,颗粒分选效应会引起内部结构调整,对碎屑流运动能力和堆积特征影响显著,但其具体作用方式还不清楚。本项目以“碎屑流宏观运动特性”和“颗粒微观作用机制”相结合为研究策略,通过室内模型实验和颗粒离散元模拟,系统研究颗粒介质特性及基底特征等对碎屑流颗粒分选的影响,厘清碎屑流颗粒分选的主控因素;其次,揭示碎屑流运动的颗粒摩擦、碰撞机制及流态演变规律,建立基底摩擦系数与局部颗粒含量、剪切速率和应力状态等参数的量化表达。在此基础上,基于颗粒混合理论,建立碎屑流动力演化过程的物理模型,有效地预测碎屑流灾害运动轨迹、迁移规律和致灾范围等。研究成果将有助于深入理解碎屑流运动特性及非线性堆积特征,为我国山地灾害预测、防治和区域规划提供理论和技术支撑。

结项摘要

以碎屑流灾害为研究对象,基于颗粒介质力学特性,通过理论分析、室内模型实验及数值模拟等多种技术手段,系统研究了颗粒介质特性、基底倾角、粗糙率等参数对颗粒分选-扩散掺混过程的影响,揭示了碎屑流颗粒分选作用机制。进一步,建立了碎屑流颗粒分选的数学控制方程,搭建了具有自主知识产权的碎屑流运动预测分析平台LAN-R。通过算例分析,定量评价了碎屑流运动轨迹、迁移规律和致灾范围等,揭示了颗粒分选对碎屑流运动特性的影响;此外,基于双层流模型与能量守恒理论,分别建立了碎屑流动力学模型,可为碎屑流运动特性提供新的思路。研究成果将有助于理解碎屑流复杂的运动特性及非线性堆积特征,深层次揭示碎屑流基底刮铲导致规模放大效应的溯源机制,同时加深对大型滑坡转为碎屑流所体现出超强运动能力的认知,从而为我国山地灾害预测提供理论依据和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
北疆平原水库水面蒸发模型的建立与关键参数确定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毛海涛;王正成;王晓菊;侍克斌;黄庆豪;姜海波
  • 通讯作者:
    姜海波
含浅层强透水层堤基的上覆砂层管涌破坏试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Civil, Architectural and Environmental Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毛海涛;王正成;王晓菊;吴恒滨
  • 通讯作者:
    吴恒滨
土石坝坝基内部侵蚀规律研究现状述评
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    人民珠江
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘阳;侍克斌;毛海涛;胡洪浩
  • 通讯作者:
    胡洪浩
一种大水体太阳能自动增氧装置的研发与试验
  • DOI:
    10.15928/j.1674-3075.2019.02.017
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    水生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毛海涛;王正成;王晓菊;黄海均;刘阳
  • 通讯作者:
    刘阳
三峡库区锌污染紫色土交流电阻率特性研究
  • DOI:
    10.19672/j.cnki.1003-6504.2019.02.020
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    环境科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    申纪伟;毛海涛;王正成;闫磊
  • 通讯作者:
    闫磊

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其他文献

A Numerical Approach for Predicting Dammed Lake by Landslide
预测滑坡堰塞湖的数值方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Electronic Journal of Geotechnical Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴恒滨;毛海涛
  • 通讯作者:
    毛海涛
Flow models of fluidized granular masses with different basal resistance terms
具有不同基础阻力项的流化颗粒体的流动模型
  • DOI:
    10.12989/gae.2015.8.6.811
  • 发表时间:
    2015-06
  • 期刊:
    Geomechanics and Engineering
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    吴恒滨;蒋元军;张学富
  • 通讯作者:
    张学富
深厚透水坝基隐蔽大裂隙膨胀型堵漏浆研发及施工技术
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    水利水电技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毛海涛;史银志;邵东国;吴恒滨
  • 通讯作者:
    吴恒滨
平原水库防(截)渗体与坝后土壤盐碱化的影响规律
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    武汉大学学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毛海涛;王晓菊;邵东国;吴恒滨
  • 通讯作者:
    吴恒滨
On the Motion of Debris Flow Based on the Energy Conservation Law
基于能量守恒定律的泥石流运动研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Electronic Journal of Geotechnical Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴恒滨;毛海涛;何泽平
  • 通讯作者:
    何泽平

其他文献

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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