海啸波近岸共振响应的数值模拟及分析

应用有限差分方法求解非线性浅水长波方程,建立了海啸波产生和传播的二维数值模型;对太平洋地震引起的夏威夷群岛海啸波进行模拟,并将模拟结果和测站实测值进行比较,验证了模型的正确性。利用快速傅里叶变换对数值模拟结果进行谱分析,得到整个计算区域的能量谱分布,并给出了发生能量聚集的位置及相应的谱峰周期。讨论了海啸波传播到近岸时可能产生的共振响应现象,发现海啸波和近岸的共振响应不仅与近岸复杂地形有关,还与海啸波传播到近岸时的波浪入射方向有关。     

新型浅槛结构对冰川泥石流沟道侵蚀的防治效果及应用

针对冰川泥石流发生对公路危害大,防治困难,投入资金高等问题,而采用浅槛结构可以有效的减轻泥石流危害,因此提出一种新型浅槛结构并研究其对冰川泥石流沟道侵蚀的防治效果,通过现场水槽冲刷对比实验对设置不同浅槛间距和坡度下的实验现象和效果进行,并结合实际沟道侵蚀特征,对新型浅槛结构进行优化设计并给出了具体工程应用实施案例。试验结果表明:浅槛对泥石流的防治效果显著,且防治效果受浅槛间距影响较大,同时,在不同沟道坡度下最优的浅槛间距亦不同,实际浅槛间距以10~20 m为宜。另外,实验发现浅槛间距为25 cm时,坡度15°-20°的浅槛群改善沟道纵坡作用比较明显。通过现场模型实验结果和实际工程应用效果分析发现,新型浅槛群结构可有效减轻沟岸侧蚀和沟底侵蚀破坏,在实际泥石流防治工程中效果较好。     

用土工合成材料重建与保护海啸破坏海岸的国际研讨会在泰国召开

大家知道,2004年12月26日印度尼西亚爪硅岛的印度洋近岸地震引起了印度洋的海啸,对南亚、东南亚,印度洋上的几个岛国造成了巨大的人员及财产损失。其影响甚至到了2000km外的东非地区。据世界卫生组织（WHO）统计,直接死亡近15万人,失踪4万多人。而且,南亚、东南亚的港湾及海岸设施也遭受了空前的损坏。为修复被破坏的沿岸地区是海岸工程师,海岸岩土工程面临的巨大挑战。     

基于多模态传感器系统的长江下游窝崩边坡稳定性分析

2016年9月利用Sea Bat-7125多波束测深仪、Riegl-VZ-4000三维激光扫描仪、Edgetech-3100p浅地层剖面仪、双频ADCP、Trimble-差分GPS、RTK等组成的多模态传感器系统,对长江铜陵太阳洲水道凹岸河段窝崩边坡的沉积地貌和水动力特征进行陆上与水下联合测量和三维地形数据的融合研究,计算分析边坡整体稳定性及其发展趋势。结果表明:该河段发育的窝崩呈内凹型三级阶梯状冲蚀结构,陆上边坡坡比0.09~0.25,水下边坡坡比0.33~0.55,窝崩坑崩坍土方量15 246 m3,坡脚和近岸区均存在崩坍堆积体。坡脚表层沉积物属细砂-中砂质地,中值粒径为152.7μm,窝崩区及近岸区堆积层厚度3~5 m。窝崩坑内水流呈直径50 m的竖轴回流,表层平均流速0.22 m/s,中层平均流速0.30 m/s,底层平均流速0.14 m/s,其对边坡土体持续淘刷,并和近岸堆积体共同作用使窝崩朝西北向环形扩展,边坡稳定性较差。     

由微振动记录用剥层法研究浅层S波速度结构

根据江苏华电句容发电一期2×1000 MW发电机组场地情况,布设了三角形嵌套和同心圆台阵进行微振动观测,采用空间自相关法计算频散曲线,并用剥层法反演得到该工程场地浅部的S波速度结构。反演结果与钻孔探测结果吻合较好,表明用微振动台阵记录反演浅部地壳S波速度结构在工程上是可行的。该方法具有不需要人工源,对避开噪声要求不苛刻、成本低且精度可满足工程要求等优点,故有良好的应用前景。     

云南鲁甸5.1、5.0级地震震害分析

通过对鲁甸5.1、5.0级两次地震后112个居民点的震害调查,分别给出了5.1级地震等烈度分布图及5.1、5.0级地震等烈度综合分布图;分析了场地条件及其震害、各类房屋的震害特征、典型结构房屋的震害原因以及生命线工程震害。结果表明,两次地震形成较大范围的7度破坏区和少数调查点有8度破坏现象的主要原因是:震源浅,地表振动强烈;盆地区广泛分布有煤层、膨胀土、淤泥土和松散的粉砂、粉土等不良影响地层,且埋藏浅;震区建筑结构简易,抗震能力极差;两次地震震害叠加。最后对灾区恢复重建提出了4条建议。     

城市浅埋暗挖隧道施工诱发地面塌陷的预测模型

以城市浅埋暗挖隧道上覆地层为状态量,隧道埋深、开挖直径、地下水位、上覆地层厚度等为控制量,基于突变理论建立城市浅埋暗挖隧道塌方的突变模型,揭示浅埋暗挖隧道地面塌方与各个影响因素之间的关系(比如随着地下水位的升高,浅埋隧道发生塌方的几率会大大增加)。利用该模型可得到城市浅埋暗挖隧道发生坍塌时,上覆地层地面沉降的临界值。以此上覆地层地面沉降临界值为隧道是否发生塌方的判定依据,结合广东莞惠城际铁路城市浅埋暗挖隧道工程的现场情况以及FLAC3D数值模拟,得出该模型预测沉降临界值与现场实测数据以及数值模拟结果相吻合,验证了该模型的准确性和合理性。     

淮南大通浅覆盖岩溶区塌陷分布及土地利用可行性

通过地质调查、钻探、物探等方法对淮南大通浅覆盖岩溶区岩溶塌陷的分布特征及诱因进行了分析,结果表明,大通浅覆盖岩溶区岩溶塌陷主要分布于下伏奥陶系马家沟组地层之上,以及构造发育区和松散层粉土含量较高区,岩溶塌陷主要受岩石溶蚀程度、强烈地下水动力条件及松散层厚度、成分等控制。结合岩溶塌陷发育特征及场地具体条件,探讨了大通浅覆盖型岩溶区土地利用的可行性,为土地综合开发利用提供参考。     

长短管桩在含浅部持力层的地基中的应用研究

在含良好浅部持力层的地基中采用长短桩基础,可以充分发挥浅部持力层这一天然资源的良好承载性能。本文依托张家港地区某静压管桩长短桩工程实例,对含典型浅部持力层的地基中长短管桩的承载特性进行了研究。现场测试和计算分析结果表明,桩端置于浅部粉细砂层的短桩与桩端置于深部粉质粘土层的长桩的单桩承载力接近,设计极限荷载下,短桩桩顶沉降明显大于长桩,但均小于一般桩基沉降控制标准;长短组合桩中,短桩主要用于提高承载力,长桩主要用于控制沉降。本文结果可为长短组合桩理论研究和优化工程设计提供有益参考。     

浅埋软岩隧道顶板潜在滑移面特征及工程应用

浅埋软岩隧道顶板潜在滑移面的合理确定对于围岩压力计算及支护结构设计极为重要。本文基于隧道开挖诱发地层不均匀变形特征与顶板岩层发生张拉剪切破坏的关系,采用Peck曲线方法和数值方法来确定顶板潜在滑移面特征,进而研究了隧道覆跨比、围岩参数变化对滑移面特性的影响,并应用于实际工程。结果表明:(1)基于Peck曲线和数值分析方法来确定浅埋隧道顶板岩层潜在滑移面的形态与实测结果一致;(2)浅埋隧道顶板岩层的等效破裂角仅在围岩黏聚强度较低条件下才符合45°+φ/2,围岩级别越好,破坏范围越小,滑移面形态呈平缓的"S"型;围岩越差,破坏范围越大,滑移面形态呈竖直的"椭圆"型。随着隧道覆跨比、侧压力系数及抗剪强度指标的增大,等效破裂角呈减小趋势。地表开裂点随着覆跨比和侧压力系数增大而逐渐远离隧道轴线,随着岩体强度指标的增大而逐渐向隧道轴线迁移。     

桥隧相接区滑坡治理设计研究

扬州至绩溪高速公路宁国至绩溪段某隧道口滑坡,位于桥隧相接处,其存在浅部、中部、深部三层滑面,具有特殊性,设计采用了双排抗滑桩加固,该文拟对该滑坡的治理设计进行了分析探讨,以期为类似的滑坡治理工程提供借鉴和参考。     

基于历史记录的赤潮灾害危险性区划方法的构建与应用

利用福建省近岸海域1959—2018年的赤潮历史记录数据资料,在地理信息系统(Geographical Information System,GIS)平台下采用核密度估计函数(kernel density estimation)对赤潮历史记录数据中的赤潮发生频次、赤潮发生持续时间、赤潮面积和赤潮藻类毒性等参数进行了空间...     

Chirp浅剖仪在水域地质调查中的应用

基于线性调频技术的Chirp声学浅剖仪系统,较好地解决了探测深度以及分辨率这两个最令人关心但又互为矛盾的问题。该浅剖仪系统主要由导航系统、信号控制系统、信号发射系统、信号接受系统以及测深系统等5部分组成,理论上,其纵向地层分辨率为十几厘米左右,最大探测深度在百米左右,具体视地层以及水质等条件而定。考虑到该系统的特殊性和复杂性,对其关键操作进行了较为详细的描述。最后介绍了该系统在活断层调查、管线走向调查以及水底抛石调查等不同类型水域岩土工程勘察中的成功应用,表明其具有良好的应用前景。     

浅埋煤层高强度开采覆岩切落式塌陷灾害及防控技术

高强度开采浅埋煤层容易造成覆岩切落式塌陷灾害,导致煤矿事故,危害采煤工人生命安全。为此该文提出浅埋煤层高强度开采覆岩切落式塌陷灾害及防控技术。通过计算关键层破断距、开采条件允许的老顶沉量,判断煤层开采区是否存在覆岩切落式塌陷裂缝,利用覆岩裂缝大小分析切落式塌陷灾害,判断是否存在切落式塌陷迹象,为覆岩切落式塌陷防控提供分析依据;分析覆岩关键层结构可知,浅埋煤层覆岩较薄削弱板簧效应产生自稳结构,拉破坏/拉剪破坏组合是覆岩切落式塌陷主要原因。根据分析结果研究塌陷灾害防控技术,一是控制浅埋煤层开采高度,二是填充开采工作面,由此防控覆岩切落式塌陷灾害。     

越江公路盾构隧道浅埋段地温场演化趋势模拟分析

越江公路盾构隧道浅埋段地温场演化将影响隧道穿越的江滩区域的工程地质条件。基于有限差分法建立了南京长江隧道的数值模型,分别将实测地表温度和管片内侧温度作为地层外部交变热源与内部交变热源,对隧道浅埋段典型断面地温场的演化过程进行了模拟分析。结果表明:隧道与土体间的热交换作用使隧道周围的初始恒温地层转变为年变温地层。在高温期,隧道向周围土体传热;在低温期传热方向相反。隧道周围及两孔间存在显著变温区,其最大温升值达7.14℃,年波动最大峰谷值接近10℃。该显著变温区位于距隧道外壁5m以及两孔之间的区域。其地温场在隧道运营20a后可达到初步稳定。建立了该显著变温区内地温场的年际波动模型,据此可估算出隧道周围土体不同距离处的年际温度值,该模型可为火灾等极端传热条件下估算隧道浅埋段地温场提供初始值。     

用开放的复杂巨系统理论研究煤瓦斯突出规律

煤和瓦斯突出是煤炭开采中的主要灾害之一.随着我国煤矿开采由浅部向深部转移,这一问题变得日益突出.系统分析表明,煤和瓦斯赋存和运移过程是一个典型的开放的复杂巨系统.对于这种系统的研究,目前行之有效的方法是采用从定性到定量的综合集成方法,将专家群体(包括地质专家、采矿专家、地球物理探测专家、计算机专家、岩石力学专家等)、统计数据和信息资料、计算机技术三者有机结合起来,构成一个高度智能化的以人为主、人机结合的交互系统.通过集成各种知识,获得对问题的正确的认识和理解,才能在工程实践中发挥具体的指导作用.     

海相结构性软黏土地基的沉降特性研究

通过室内试验获得了海相结构性软黏土的初始屈服面;考虑不同埋深处地基土的初始结构屈服面之间的相似性规律,应用结构性本构模型,结合工程实测数据,对海相软黏土地基土体屈服与地基沉降之间的关系进行了研究。结果表明,结构性本构模型能够较好地模拟海相结构性软黏土地基的沉降变形;结构性土地基的土体屈服是由浅及深逐步发展的,虽然存在低荷载时沉降小、高荷载时沉降大且呈非线性增大的现象,但这是渐变的过程,沉降量—时间—填土高度曲线上不能确定显著的转折点,通过观察沉降曲线的转折点来确定临界填土高度的方法将难以实现。     

盾构隧道施工对邻近建筑物差异沉降与扭曲变形影响分析∗

针对盾构隧道施工侧穿既有建筑物问题,结合南京地铁一号线北延段工程,以盾构隧道侧穿某浅基础建筑物为研究对象,通过对建筑物沉降实测数据进行分析,并利用Plaxis 3D 软件建立数值模型,研究了隧道距建筑物不同水平距离和盾构以不同角度穿越对建筑物差异沉降与扭曲变形特征的影响。结果表明：随着盾构开挖面逐渐接近建筑物,建筑物差异沉降及扭曲变形逐渐增大;差异沉降量在盾构机通过时达到最大值,之后趋于稳定,而扭曲变形峰值出现在盾构开挖面到达建筑物中点截面位置时,随后逐渐减小;当建筑物中心至隧道轴线的水平距离与隧道外径之比L/D=0.5~2 时,建筑物差异沉降量较大,在L/D=1.5 时达到峰值;当盾构穿越夹角从θ=0°增大至θ=90°时,建筑物最大差异沉降量不断增加,而最终扭曲变形值则先增大后减小,在θ=45°时扭曲变形达到峰值。研究结果可为盾构隧道侧穿浅基础建筑物时相关类似工程提供参考。     

我国海冰的可能最大厚度

我国的渤海和黄海北部近岸海域，每年冬季都有海冰出现，渤海的辽东湾是我国冰情最严重海区。在渤海，特别是辽东湾，海注作用力是海洋工程设计的控制荷载。海注的厚度是计算海冰作用力的重要参数之一。本文根据渤海辽东湾北部鲅鱼圈和盘锦海洋站的气温和海冰观测资料，建立了计算海冰厚度的经验公式，并据此估算了我国平整海冰的可能最大厚度为８０ｃｍ。     

浅埋偏压条件下特大断面隧道地震动态响应的试验研究

以福州市二环路金鸡山隧道为工程原型,设计制作了浅埋偏压条件下特大断面隧道的1/30缩尺模型,完成了20种工况下的模拟地震动试验,重点关注隧道模型加速度、衬砌接触压力、衬砌表面应力的地震动态响应。隧道中轴面各测点PHA放大系数随高程呈近似对数型增大,改变了原场地高程效应的表现形式;隧道模型的第一卓越频率与EL波的卓越频率较为接近,其共振效应使得EL波激励引起的高程效应明显大于其他地震波。靠山侧衬砌结构所承担的地震动附加压力显著大于临空侧,且在大振幅激励下,其拱腰所承担的地震动附加压力反而大于拱脚。隧道衬砌结构的扁平率和几何曲率,对其动应力峰值的分布均有显著影响,尤其是在大振幅激励下,靠山侧拱脚处的动应力峰值显著大于其他部位。衬砌结构的裂缝发展形态特征,与接触压力峰值及动应力峰值沿衬砌环向分布的规律是相一致的。上述成果为浅埋偏压条件下特大断面隧道抗震设防提供了参考。