循环荷载下煤矸石路基填料动力特性及骨干曲线模型研究

煤矸石作为煤矿建设和煤炭生产过程中所产生的废弃物，排放量与存储量巨大，将其用作路基填料，可产生较大的经济、社会和环境效益。通过大型动静三轴试验分析了循环荷载作用下煤矸石路基填料的动力特性，并对其骨干曲线的计算模型进行了深入研究。结果表明：循环荷载作用下煤矸石路基填料的骨干曲线并非呈现出良好的双曲线变化规律，试样的动应力随着动应变的增大而增大；随着围压的增加，试样破坏时的动应力与动应变均逐渐增大。基于动力特性试验结果，采用修正的Hardin-Drnevich模型分析了循环荷载作用下煤矸石路基填料的骨干曲线，分析表明：修正的H-D模型能取得更好的效果。在此基础上，建立了考虑围压效应的煤矸石路基填料骨干曲线计算模型。分析了循环荷载下煤矸石路基填料的动强度、动黏聚力等动力参数，求得了基于修正H-D模型的动弹模量计算公式，分析了循环荷载作用下煤矸石试样动弹模量与阻尼比的变化规律。     

江苏如东互花米草盐沼湿地重金属分布及其污染评价

为了解互花米草(Spartina alterniflora)对盐沼湿地环境的影响,于2010年7月在江苏如东潮间带,依据互花米草的有无及其长势设置站点,对表层沉积物的8种重金属含量、粒度组成、总有机碳进行分析,采用地累积指数法(Igeo)和Hkanson潜在生态风险指数法进行污染评价.结果表明,如东滩涂表层沉积物中Pb、Cd、As、Hg、Cr、Cu、Ni、Zn的平均含量低于海洋沉积物标准I类,其中Cd、Hg、Ni、Zn的含量高于中国大陆沉积物-浅海粉砂背景值.整体上,8种元素在米草覆盖区平均含量均高于邻近光滩.地累积指数显示该盐沼带重金属为无污染状态,而Hkanson潜在生态风险评价显示为低污染和中度污染的临界状态,风险指数为低;两方法均显示该区域污染以Cd和Hg最重.由海向陆随米草长势渐好(垂直岸线断面),As、Cu及Hg元素的含量、地累积指数、潜在生态风险系数呈渐增趋势;拓殖1年左右的米草斑块区内(平行岸线断面),8种元素在植被覆盖区的含量、污染程度及潜在生态风险均高于邻近无植被覆盖区.此外,斑块分布区中,Cd、Cu含量显著低于垂直断面的茂盛分布区.互花米草是大部分重金属污染物在沉积物中富集的重要驱动力之一,且互花米草群落可阻滞污染物直接扩散入海,因而降低生态危害.互花米草对重金属分布的影响与米草的拓植年限、金属元素存在形态和来源有关.     

基坑围护结构及周围环境变形的预测

传统的基坑支护结构设计具有相当的模糊性和不确定性 ,可能危及基坑和周围环境的安全。笔者利用深基坑支护体系的监测数据 ,采用灰色系统理论建立了基坑工程变形的GM(1 ,1 )预测模型 ,其模型的两个参数可识别基坑变形发展势态 ,并由此讨论了模型的适用范围。最后 ,运用该模型预测分析实际基坑工程支护结构变形 ,表明其预测模型可用于基坑动态设计与信息化施工     

分级加卸载下深部粉砂岩三轴蠕变特性试验研究

采用分级增量循环加卸载方式,对湖南湘煤集团牛马司矿业公司水井头煤矿-300米东大巷二煤层底板粉砂岩进行了三轴蠕变特性试验,详细探讨了其轴向蠕变和变形模量的变化特征,分析了围压对蠕变和破坏的影响;研究了该类岩石各蠕变阶段非线性黏弹塑性变形特征。试验结果表明,在围压条件下,加速蠕变阶段较明显,岩样经过典型的蠕变三阶段后产生明显的黏塑性破坏;变形模量随应力水平的增大和时间的增长逐渐减小,直至趋于某一稳定值;瞬弹应变、瞬时总应变、粘弹性应变和总蠕变均随应力水平增大而增大;围压越大,岩石蠕变值越小,变形模量越小,塑性变形所占比重越大,非线性流变越明显。加大围压可以减缓岩石的蠕变破坏时间,围压越大破坏时的应变值也越高。表明围压对岩石蠕变有明显的约束作用。     

岩石MCVISC流变模型及其在FLAC~(3D)程序中的实现

进行了某地粉矿岩试件在单轴条件下分级增量循环加、卸载蠕变试验,得出该粉砂岩具有瞬弹、衰减蠕变、等速蠕变等阶段特征。通过对西原模型的改进,建立了一个能全面反映粉砂岩瞬弹、衰减蠕变、稳定蠕变的线性蠕变模型,即MCVISC模型。以此为基础,推导了蠕变本构模型三维状态下的有限差分形式。在Visual C++语言的环境下,利用FLAC3D所提供的二次开发接口进行了自定义模型的程序研制,给出了模型二次开发的程序流程和代码编写中的关键技术,并对程序的正确性和可靠性进行了验证和算例分析。结果表明,无论是应变量值还是蠕变整体变化趋势,数值模拟结果与室内蠕变试验结果吻合较好,说明了开发的蠕变本构模型的正确性和适用性。     

高速公路隧道施工安全信息化监控技术

针对我国高速公路隧道建设存在的安全问题 ,基于现场监控量测成果 ,建立隧道施工安全信息化分析方法 ,笔者提出将施工信息与管理技术有机地融合为一体的思路 ,以提高公路隧道施工安全信息管理水平 ;由此详细地阐述了隧道施工安全性评价指标体系的确定原则 ;并将其应用于崇遵高速公路龙井坡隧道工程的施工实践 ,取得了预期的安全监控目标。该方法对其他地下工程的施工安全管理具有重要参考价值     

福建罗源湾潮间带沉积物重金属含量空间分布及其环境质量影响

潮间带是典型的环境脆弱带和敏感带.为探明福建罗源湾潮间带的环境质量,于2009年在该区开展了野外调查,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定了该区表层沉积物中重金属(Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V、Zn)浓度,用潜在生态风险评价法评价了该区的环境质量.结果表明,整个潮间带表层沉积物主要是粉砂和黏土质粉砂,重金属元素(Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V、Zn)的平均含量分别为:20.48、77.82、23.24、40.67、36.25、134.75、111.21 mg.kg-1;互花米草盐沼区表层沉积物中重金属含量明显高于光滩区;与其它地区相比,本区表层沉积物重金属含量明显高于福建海岸带土壤背景值,但低于珠江口地区.主成分分析和相关分析表明,工业排污和生活污水是本区重金属污染的主要来源,而矿床开采以及有机质降解产生的内源释放也是该区重金属元素来源的主要途径之一.潜在生态风险评价显示,研究区具中等程度的潜在生态危害风险;Ni和Co是主要环境污染因子,Pb的污染程度较低;互花米草盐沼的潜在生态风险高于光滩区,不同重金属的潜在生态危害程度顺序为Ni>Co>Cu>Pb>Cr>V>Zn.     

非饱和高液限红粘土土-水特征试验研究

基于滤纸法的测试原理,制作了一种新型基质吸力量测装置,用以研究干密度和温度对高液限红粘土土-水特征曲线的影响。结果表明:土中体积含水率越低,土的干密度越大,基质吸力随时间波动的幅度越大,达到平衡所需的时间越长。在测定该类土的基质吸力时,平衡时间以10d为宜。干密度和温度对高液限红粘土的土-水特征曲线有明显的影响,相同体积含水率条件下,干密度增大,温度升高,基质吸力减小。土的体积含水率与基质吸力的对数之间呈线性关系。     

基于PCA-BP融合的边坡稳定性评价模型

针对边坡岩土体物理力学性质复杂、边坡稳定性影响因素众多等特点,提出将主成分分析(PCA)和BP神经网络结合起来进行边坡稳定性评价的方法。若BP神经网络训练误差一定,则网络信息容量与样本数成正比。当样本数较少时,就必须减少样本维数,以达到较好的匹配效果,为此,引入主成分分析法(PCA)对影响边坡稳定的众多变量进行降维处理,以消除输入数据间的相关性,有效地减少预测模型的输入量,优化网络的输入节点数,提高网络的运行效率。针对BP算法容易落入局部最小、收敛速度慢等缺点,引入粒子群优化算法(PSO)优化神经网络的连接权重与阀值,从而克服了BP神经网络的固有缺陷。在此基础上,建立基于PSO优化算法的PCA-BP融合的边坡稳定性评价模型。模型分为3个层次,第一层次为输入层,即经过PCA分析之后获得的主成分;第二层次为隐含层;第三层次为输出层,即安全系数。应用该评价模型进行算例分析,结果表明,安全系数的模型计算值与参考值的绝对误差均很小,相对误差均控制在6%以内,吻合程度较高。     

基于模糊BP神经网络的深基坑支护方案优选

介绍了深基坑支护方案优选模型的建立过程及其实例分析。基于深基坑支护方案优选影响因素的模糊性和因素之间的关联性,笔者将模糊优选理论与神经网络理论相结合,在详细分析深基坑支护方案优选影响因素的基础上,建立了4层深基坑支护方案模糊BP优选神经网络模型,提出了模型参数和方案优选反馈计算的方法。应用该方法对北京市某广场大厦的基坑支护方案进行了分析,实例结果表明,采用该方法所进行的深基坑支护方案优选,获得令人满意的效果,是一种值得推广的方法。