MICP技术加固岩石节理的力学机理试验研究∗

微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)是近年国内外兴起的一种微生物岩土技术,即利用微生物新陈代谢的矿化作用诱导产生碳酸盐沉淀,在土体抗液化、堤坝加固等领域得到广泛实验和应用,相较传统边坡加固手段,其绿色环保的特点更符合可持续发展理念。为探究MICP技术在完全分离的岩石节理试件中的胶结效果,通过一种可采用流体分阶段胶结岩石节理面的实验装置,实现MICP胶结液对岩石节理试件的胶结,在不同法向应力下探究其抗剪强度。结果表明:(1)MICP技术对岩石节理具有一定胶结作用;(2)随剪切位移的增加,MICP胶结实验组与无充填对照组的剪切强度维持一致,即二者抗剪残余应力基本相等;(3)胶结养护7 d的抗剪强度可达无充填对照组的85%。     

浅析岩石强度准则与断裂韧度的关系

通常人们很少将岩土塑性力学和断裂力学联系在一起解决问题。然而，岩石的破坏和断裂是紧密相联的，岩石强度准则的材料参数和断裂理论的断裂韧度存在特定的方程关系。本文作出了推导，并以岩石的压剪试验为例，说明该推导的合理性。     

第十二届全国岩土力学数值分析与解析方法研讨会会讯

<正>第十二届全国岩土力学数值分析与解析方法研讨会将于2016年8月12日~18日在甘肃兰州召开。会议主题:岩土力学数值分析与解析新方法,包括:(1)岩土本构模型与参数研究;(2)岩土工程重大工程实例;(3)岩土试验与测试技术;(4)环境岩土工程;(5)土动力学与土工抗震;(6)特殊土的力学特性与工程     

水‑力作用下黏土孔隙结构演化规律研究进展∗

黏土的微结构直接决定宏观水?力学特性，然而现阶段绝大多数模型都是基于宏观参数所建立，由于缺乏微观机制的支撑，己经难以满足科研和工程需求。因此开展孔隙结构演化研究可以加深对非饱和土复杂水?力学特性的认识。在详细阐述黏土的孔径分布特征及双孔模型的基础上，全面回顾和总结了近年来水?力作用下黏土孔隙结构演化规律的研究成果与最新进展，并进行了相关讨论。结果表明：考虑颗粒集聚体的双孔模型（集聚体间孔隙与集聚体内孔隙）可以更好地解释黏土复杂的水?力学特性。水?力作用对黏土孔隙结构的影响机制不同，根据文献试验数据和理论分析初步总结出水?力作用下土孔隙结构的演化规律。外力荷载只显著影响集聚体间孔隙，对集聚体内孔隙基本不影响；含水率变化会改变土颗粒相对位置，继而影响这两类孔隙结构，但是土水相互作用复杂，导致含水率变化对土孔隙结构影响机制仍不清晰，并且没有统一认识。鉴于此，在研究土水相互作用对微观孔隙影响时应充分考虑物理?化学作用，并构建微观孔隙结构演化与宏观变形的定量关系，这也是今后需要深入研究的方向。     

MICP技术对遗址土开裂抑制作用的试验探究∗

遗址土长期经受干湿循环作用,土体表面产生的裂隙对其保存构成威胁。为了探究MICP技术在土遗址修缮中的应用,基于巴氏芽孢杆菌开展微生物矿化作用的前期研究,确定了微生物最佳培养时间、菌液的最佳菌胶比、最佳胶结液浓度和拌合菌液的最佳体积分数;利用最优条件的研究结果对遗址土干缩开裂抑制作用进行研究,设置纯水拌合的对照组,对比观察初次干湿循环下烘干过程中的裂隙发育情况,分析三次干湿循环后裂隙的二值化图像,对比裂隙率,证明了MICP技术对遗址土干缩开裂的有效抑制;结合电镜扫描图像,分析碳酸钙胶结物的作用机理。通过试验研究和电镜图像的拟合分析,证明MICP技术对减缓遗址土开裂具有积极作用,为土遗址的修缮和维护提供了新思路。     

基于ERT技术的微生物矿化固砂过程监测研究∗

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术在土体改良方面具有良好的应用前景,同时兼顾了生态环境效益。为了对MICP固砂过程进行实时监测,提出将高密度电阻率层析成像技术(ERT)与MICP相结合的方法,通过开展相应的室内试验,验证方法的可行性。试验过程中,将石英砂填入高度60 mm、直径176 mm的圆柱模具,并在四周设计了16个电极,采用喷洒工艺在砂土表面限定区域进行了三轮MICP处理,利用自主研发的ERT系统对不同处理阶段的试样进行了电阻率测试,对比分析了MICP处理过程中试样内部电性参数的空间变化规律。结果表明:(1)MICP处理过程中,处理区域呈现低电阻率特征,低电阻区的范围与电阻率大小主要与菌液和胶结液在砂土介质中的入渗扩散过程有关。(2)对MICP固化砂样进行洗盐风干后,之前处理区域由低电阻区转变为高电阻区,主要是因为微生物诱导生成的碳酸钙胶结作用导致砂土介质的密实度增大。(3)利用ERT技术可以有效追踪MICP处理过程中砂土内部电阻异常区的形成与扩展,并与MICP固砂过程与固化效果建立联系,说明采用ERT技术监测MICP固砂过程具有可行性,为研究MICP固砂机制和评价固化效果提供了新的技术思路。     

第十二届全国岩土力学数值分析与解析方法研讨会圆满结束

正2016年8月12日—14日,由中国力学学会岩土力学专业委员会主办、中国科学院西北生态环境资源研究院等单位承办的第十二届全国岩土力学数值分析与解析方法研讨会在兰州成功举办。会议以“一带一路战略下岩土力学面临新的机遇和挑战”为主题,围绕岩土本构模型与参数研究、岩土工程重大工程实例、岩土试验与测试技术、环境岩土工程、土动力学与土工抗震、特殊土力学特性与工程问题和寒旱区重大工程问题7个主题进行交流和讨论,并展示了相关领域最新研究成果。本次大会共征集到论文     

第三届环境岩土力学与工程青年学术论坛征文通知（第一号通知）

由中国岩石力学与工程学会环境岩土工程分会主办,河南大学承办的第三届环境岩土力学与工程青年学术论坛将于2020 年在古都开封举行。本次论坛将以黄河流域生态修复为主题,围绕沿黄堤岸安全评价、微生物技术在环境岩土工程应用、污染土修复及阻隔技术、污染土及固废处置新进展、污染土工程特性测试及评价、环境振动与控制及其他环境岩土工程问题等方面进行广泛的学术交流,为环境岩土领域的专家、学者提供一个理论研究和成果交流的学术平台。热忱欢迎全国从事环境岩土工程及相关研究和实践的专家、学者及工程技术人员踊跃投稿并积极参加本次会议。     

水-岩作用下砂岩微细观结构变化特性及机理研究

为了较好地分析水-岩作用下库岸边坡消落带岩体的劣化机理,设计进行了考虑库水压力升降变化和浸泡-风干循环的水-岩作用试验。研究结果表明:(1)在水-岩作用过程中,砂岩的单轴抗压强度劣化趋势明显,其中前6期抗压强度劣化趋势较为显著,6次水-岩作用之后,岩样的强度劣化趋势逐渐趋于缓慢。(2)随着水-岩作用周期的增加,岩石内部孔隙、裂隙逐渐发育、汇集,矿物颗粒逐渐软化、分解,使得岩石微观结构逐渐趋于松散。(3)水-岩作用下砂岩劣化的进程中,首先是岩样中胶结物的溶解、溶蚀,然后是失去胶结物包裹的矿物颗粒表面发生水-岩物理化学作用,最后是矿物颗粒本身软化、分解。(4)水-岩作用过程中,岩样内部胶结物的溶解、溶蚀对水-岩作用前期的宏观力学性质影响明显,岩石矿物颗粒本身的软化、分解对水-岩作用后期的力学性质影响明显。相关研究成果可为库岸边坡消落带水-岩作用机理分析提供较好的参考。     

第十一届全国岩土力学数值分析与解析方法研讨会第一号通知

<正>"第十一届全国岩土力学数值分析与解析方法研讨会"由中国力学学会岩土力学专业委员会主办,南京工业大学、南京水利科学研究院、河海大学、东南大学共同承办,将于2013年10月25日-27日在江苏南京召开。会议专题:岩土力学数值分析与解析新方法。会议主题:(1)岩土本构模型与参数研究;(2)岩土工程重大工程实例;(3)岩土试验与测试技术;(4)环境岩土工程;(5)土动力学与土工抗震。     

外表面轴向裂纹管道失效评估误差对比分析∗

为了探究不同裂纹管道失效模型的预测误差的不确定性,基于 89 组实验数据,计算不同规范的预测精度,并采用距离相关系数和 Kruskal?Wallis 检验等统计手段,对裂纹管道的 7 种失效内压预测模型的预测性能差异进行评估,并对其适用范围提出合理建议。结果表明：所搜集模型的预测精度 p0/pC与管道极限内压实验值 pC相关关系较弱,可被忽略;根据规范间差异是否显著,可将其分为 4 组：①模型 CorLASTM;②规范 R6?1、API、Battelle 和 R6?2;③ 规范 R6?3 和 SINTAP;④规范 GB 和 BS7910,从第一到第四组规范,预测结果危险性逐渐降低,保守性逐渐升高;优先使用第二第三组规范进行预测,其优先级顺序：第二组为 R6?1,API,R6?2 和 Battelle;第三组为 R6?1 和 SINTAP; 模型 CorLASTM可作为裂纹管道极限内压的预估计;规范 BS7910 和 GB 应适用于要求较高的项目     

基于圈层结构的绿洲生态安全问题研究

干旱区生态圈层结构是在特定气候条件下水资源有效分配形成的,是生态系统稳定性和生态服务健康性的客观表达.荒漠化背景决定了各圈层类型发育的唯水(径流)性,水资源时空分布及其转化的竞争性决定了圈层结构的脆弱性,社会经济、生态环境耗水的满足程度及景观格局变化决定了圈层结构的生态安全状态.以流域水资源利用率不超过70%和生态耗水率不低于50%为标准,结合圈层结构变化所带来的生态问题分析,得出:干旱区内陆河流域生态系统组成、结构、功能存在重大缺陷,人类活动改变了水资源分配的有效性,生态耗水出现长期亏损,导致圈层结构完整性的基础--天然绿洲及过渡带趋于退化,生态安全问题难以有效遏制,已给干旱区生态经济发展带来了现实和潜在的威胁.     

论人地关系变化对湖北省自然灾害的影响

人口增长及其引发的人地关系失调导致并加重了一系列自然灾害.人地关系恶化致使湖北省“灾种增多、频率加快、灾情趋重“.因此,湖北省的防灾减灾工作,不仅要重视水利工程、生态工程等减灾措施的作用,更要重视人地关系变化对自然灾害的影响,从调整人地关系入手,进行生态减压,从而达到从根本上防灾减灾的目的.     

基于较大块石分布位置的土石混合边坡稳定性研究∗

为了准确分析土石混合边坡的稳定性,克服传统有限元和颗粒流程序在分析土石混合边坡稳定性上的不足,提出一种基于原始土石混合边坡的图像识别和块石随机生成技术,运用此技术生成土石混合边坡模型,模型中较大块石的尺寸范围为0.1～0.3倍坡高,并采用强度折减法对5种不同较大块石分布位置的土石混合边坡的稳定性进行了分析研究。结果表明:不同的较大块石分布位置对土石混合边坡稳定性的影响较大,影响的大小关系为:坡脚坡面坡顶坡内坡后均质土坡;在同一较大块石分布类型下,不同的块石随机位置及排列方式对土石混合边坡的塑性扩展模式有着较大影响。研究结果可为土石混合边坡的设计及施工提供参考依据。     

基于可滑性分析的土质边坡局部稳定性研究

传统的局部安全系数计算方法通常是基于某种屈服准则,通过判断坡体内部是否发生塑性屈服来评价边坡局部稳定性。实际上,发生塑性屈服的区域通常远大于滑动面的范围,仅以是否发生塑性屈服作为局部稳定性评价指标偏于保守,为此进行坡体可滑性分析,即考虑坡体内各点具有的形成滑动面的可能性,并定义该指标为滑动因子。同时,将坡体内各点的塑性屈服程度用剪切塑性屈服系数来表示。将两者结合起来共同评价坡体的局部稳定性。研究表明,边坡局部稳定性不仅与坡体内各点沿潜在滑动面的屈服程度有关,还取决于该点形成滑动面的可能性,可表达为剪切塑性屈服系数与滑动因子的乘积。用ACADS边坡考题验证了本文方法的正确性,为边坡稳定性分析提供了思路。     

植物根系固土作用对崩岗稳定性影响的数值模拟

植物护坡是防治崩岗侵蚀的重要方法,为了研究根系固土作用对鄂东南通城县崩岗崩壁稳定性的影响,将根系简化为主直根型,通过室内试验得到崩壁各土层的力学参数,应用Abaqus程序构建造林崩壁稳定性分析模型(将崩壁坡面以直线近似替代),分别计算了主根系长度、种植间距、根系布置位置、主根入土方位、侧根分支角度、根系相对加固位置的变化对崩壁稳定安全系数的影响。模拟结果表明:在控制崩壁植物根系单变量变化的条件下,主根长度越大,崩壁的安全系数越大;安全系数与种植间距之间呈双折线负相关关系;安全系数随着侧根分支角度的增加先增大后减小;安全系数随着根系距坡趾距离的增加先递增后回落直至趋于稳定;只在坡面偏下部的局部范围内种植主根垂直坡面生长的植物时安全系数存在最优值。     

地形起伏对滑坡运动的影响规律研究∗

地形作为滑坡运动的重要约束条件，对滑坡运动行为及致损效应具有较大影响，研究其影响规律具有实际意义。通过分析地形对滑坡运动的作用机理，初步推导了考虑地形效应的雪橇模型，利用已有模型及试验结果验证其具有相当准确性，进而推导了地形引起的摩擦耗能增量E_T表达式。利用耗能增量E_T与总能量E_G的比值定义地形影响率η，作为地形影响程度的指标，对100个滑坡地形进行了计算分析。结果表明：（1）16%的滑坡地形影响率保持在20%以上，地形影响不可忽略；（2）局部地形为滑坡短时加减速创造了良好条件，对滑坡运动具有显著影响；（3）地形对近程滑坡的影响明显大于远程滑坡；（4）滑坡的地形缓急大致可以反映滑坡运动受地形影响的大小。建议对潜在下滑地形较平缓的不稳定坡体给予足够重视，且通过微小改变地形可能会大幅减小滑坡运动距离，以达到减灾目的。     

基于遥感数据的渤海海冰灾害风险研究

从海冰带来的严重灾害问题出发,针对传统监测方法的局限性,阐述了遥感技术在海冰灾害监测中的优越性.以渤海海冰为例,提出一种海冰灾害风险等级划分方法,即利用遥感技术和地理信息系统制作经纬度间隔为0.2°的网格,然后得到渤海海冰密集度,选择最大冰密集度、平均冰密集度、冰厚和冰期作为等级划分的指标.根据现场观测和多年调查研究,把海冰灾害风险程度分为3个等级零风险、低风险和高风险.结果表明该指标能够反映海冰灾害的风险程度,用该方法描述海冰灾害风险等级可以为海洋预报提供依据.     

雨中游漓江

早就听说“桂林山水甲天下”。这次出差路过桂林,一下火车就急忙乘出租车到漓江一日游的旅行社,办完手续,就等着领略漓江风姿了。     

地铁车站结构地震反应分析的子结构法

对 1 995年日本阪神地震中地铁车站的破坏现象进行了研究 ,分析了地铁车站的地震破坏机理 ;采用二维子结构分析方法和软件SASSI2 0 0 0 ,分别对水平向和竖向地震动作用下神户大开地铁车站结构的地震反应进行了数值模拟分析。首先采用SHAKE91程序计算自由场土体的动剪切模量和阻尼比 ,在SASSI2 0 0 0中不再考虑土体的非线性 ,在建模时把地铁车站上方的土体作为车站的附属结构。把本文的计算结果与 1 995年阪神地震中该车站的震害进行了详细的对比分析 ,发现本文所得的大开地铁车站地震反应规律与其震害完全吻合 ,本文的计算结果能够合理的解释神户大开地铁车站的各种震害现象。因此 ,本文对地下车站的抗震设计具有一定的参考价值和指导意义