基于连续-离散耦合方法的堰塞坝形成机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51779194
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    59.0万
  • 负责人：
    常晓林
  • 依托单位：
    武汉大学
  • 学科分类：
    E0905.水工岩土工程
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Landslide and rockfall are main reasons for the formation of landslide dam. The formation process of landslide dam mainly includes the instability, sliding and collapse of the rock material, and the blocking of river channel by the rock landslide or rockfall, which is a transformation process of rock material from continuum to discontinuum state. On one hand, the whole continuous rock collapses to form granular flows with different sized particles; On the other hand, particle fragmentation always occurs during this flowing process. The formation of landslide dam experiences both continuum and discontinuum processes, and therefore only one continuum or discontinuum method cannot describe precisely the whole formation process of landslide dam. Due to this complexity, so far no deep understanding on the mesoscopic mechanism of landslide dam formation has been found. Based on the finite-discrete element method, a deep study on the mesoscopic mechanism of landslide dam formation will be conducted, and the effects of size segregation and particle fragmentation on the kinetic characteristics of granular flows will be analyzed. A new numerical method that can describe precisely the whole formation process of landslide dam will be proposed. According to the findings in this research, the mesoscopic mechanical behavior of granular materials will be well understood. The research will be of great importance to evaluate the possibility for a rock slope to form a landslide dam and the safety of the existing landslide dam.
滑坡和崩塌是形成堰塞坝的主要形式之一，其形成过程主要包括滑坡体失稳、滑动、崩塌以及最终堵塞河道，在这过程中一直伴随着岩石材料从连续到非连续的转化过程：一方面，滑坡体从连续体失稳破坏成大小不一的颗粒流；另一方面，颗粒在滑动过程中不断发生着破碎。无论是连续介质的方法还是非连续介质的方法均无法统一地、精细地描述堰塞坝形成的整个过程。由于堰塞坝形成过程十分复杂，至今国内外对于堰塞坝形成的细观机理尚未有深入的认识。本项目拟基于连续离散耦合分析方法，深入研究堰塞坝形成过程的细观力学机理，分析尺寸分离、颗粒破碎等颗粒细观动力学模式的影响，并提出模拟堰塞坝形成的全过程数值分析方法。该项目的研究不仅可以深化对颗粒材料细观力学行为的理解，而且对于预测可能形成的堰塞坝、评估已形成的堰塞坝安全性尤为重要。

结项摘要

滑坡和崩塌是形成堰塞坝的主要形式之一，其形成过程主要包括滑坡体失稳、滑动、崩塌以及最终堵塞河道，在这过程中一直伴随着岩石材料从连续到非连续的转化过程：一方面，滑坡体从连续体失稳破坏成大小不一的颗粒流；另一方面，颗粒在滑动过程中不断发生着破碎。无论是连续介质的方法还是非连续介质的方法均无法统一地、精细地描述堰塞坝形成的整个过程。由于堰塞坝形成过程十分复杂，至今国内外对于堰塞坝形成的细观机理尚未有深入的认识。本项目基于连续离散耦合分析方法，深入研究了堰塞坝形成过程的细观力学机理，分析尺寸分离、颗粒破碎等颗粒细观动力学模式的影响，建立了一个能够精确描述滑坡体动力学特性的细观数值模型，揭示了堰塞体形成全过程的细观力学机制。通过三维连续-离散耦合数值模型，结合颗粒流滑动-堆积物理试验，研究了能够统一描述滑坡体从连续介质到离散颗粒体再到最终堆积形成堰塞体的力学行为。该项目的研究不仅可以深化对颗粒材料细观力学行为的理解，而且对于预测可能形成的堰塞坝、评估已形成的堰塞坝安全性尤为重要。

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）
基于重力增加法的边坡失稳破坏全过程模拟
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    长江科学院院报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘郴玲;常晓林;唐龙文;周伟;马刚
  • 通讯作者：
    马刚
Evolution of particle size and shape towards a steady state: Insights from FDEM simulations of crushable granular materials
颗粒尺寸和形状向稳态的演变：可压碎颗粒材料 FDEM 模拟的见解
  • DOI：
    10.1016/j.compgeo.2019.04.022
  • 发表时间：
    2019-08-01
  • 期刊：
    COMPUTERS AND GEOTECHNICS
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Ma, Gang;Chen, Yuan;Wang, Qiao
  • 通讯作者：
    Wang, Qiao
Machine learning bridges microslips and slip avalanches of sheared granular gouges
机器学习弥合了剪切粒状凿岩的微滑移和滑崩
  • DOI：
    10.1016/j.epsl.2022.117366
  • 发表时间：
    2022-02
  • 期刊：
    Earth and Planetary Science Letters
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Gang Ma;Jiangzhou Mei;Ke Gao;Jidong Zhao;Yonggang Cheng;Dengming Wang
  • 通讯作者：
    Dengming Wang
FDEM Simulation of Rocks with Microstructure Generated by Voronoi Grain-Based Model with Particle Growth
FDEM 模拟具有由 Voronoi 颗粒生长模型生成的微观结构的岩石
  • DOI：
    10.1007/s00603-019-02014-0
  • 发表时间：
    2019-11
  • 期刊：
    Rock Mechanics and Rock Engineering
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Wei Zhou;Xiang Ji;Gang Ma;Yuan Chen
  • 通讯作者：
    Yuan Chen
抗转动对颗粒材料组构特性的影响研究
  • DOI：
    10.16285/j.rsm.2019.1703
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    岩土力学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    邹宇雄;马刚;李易奥;陈远;周伟;邱焕峰
  • 通讯作者：
    邱焕峰

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其他文献

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  • DOI：
    --
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  • 通讯作者：
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    Architectural Eng.,Wuhan Uni
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    四川大学学报(工程科学版)
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    Architectural Eng.
5G超密集网络的认证方案综述
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    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曹舒雅;姚英英;常晓林
  • 通讯作者：
    常晓林

其他文献

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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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