含贯通节理岩体锚固界面应力分布规律分析∗

在拉拔条件下,对全长注浆锚杆在含贯通节理岩体中界面应力分布规律进行分析研究。修订了无节理岩体界面剪应力分布函数,确定了一定条件下修订系数的取值,定义了应力传递参数C,采用有限差分软件Flac3d分析了其影响因子c、φ、ψ、β的影响作用。确定了主影响因子锚固角β,并且在修订公式中加入了锚固角β因子。分析了不同锚固角度下浆-岩界面剪应力的分布规律。结果表明,在带肋钢筋肋间处产生应力集中现象,注浆体起到了均化作用。在拉拔条件下含贯通节理岩体主要在锚端与节理面附近发生应力集中现象。上下部岩体浆-岩界面剪应力呈双曲线形式分布。浆-岩界面剪应力随着锚固角β减小,呈先减小后增大趋势。意味着当锚杆锚固角度在60°附近时,对岩体的锚固效果最好。     

浅谈裂隙岩体渗流与应力耦合的问题

针对工程岩体在渗流与应力相互作用下动态平衡体系中的变形及稳定,提出了裂隙岩体渗流与应力耦合的研究课题。结合岩体渗流的特性,分析了裂隙岩体应力与应变对渗透系数的影响情况,然后对裂隙岩体渗流场和应力场耦合作用及反演分析的思想和方法进行了论述,最后对目前裂隙岩体渗流场与应力场耦合的研究进展和存在的问题进行了介绍。     

丹江水库地区的波速比变化与应力状态

本文从直达波传播的走时公式出发,根据最小二乘法原理,对丹江水库地震网内记到的直达波到时资料作直线拟合,求出波速比的变化及其范围,并对其精度进行了估算和评定。同时对直达波和虚波的速度及震源深度的精度问题也作了评定。在扣除了观测误差影响以后,从中滤取波速比异常信息,对丹江水库波速比值的正常与异常的可信范围作了估算,说明该区蓄水以来,最大一次Ms=4.7级—宋湾震群型地震和李官桥Ms=3.8级地震发生前存在波速比异常现象,并结合该区的应力状态与中、小地震的震源机制解,发现波速比具有各向异性的性质。最后本文结合该区地形变资料,讨论了水库诱发地震的膨胀(扩容)—流体扩散模式。     

剪切质点系法的改进及在层状地基中的应用

传统的剪切质点系法只能考虑土体的材料阻尼的影响,无法考虑辐射阻尼的影响,分析层状地基的地震反应往往偏大。本文对传统的剪切质点系法进行了改进,在地基底部增加粘性边界以替代固定边界,使用瑞利阻尼估计土体的材料阻尼,并采用直接积分法中的Wilson-θ法以加快求解效率。改进后的剪切质点法计算层状地基地震反应时可以同时考虑辐射阻尼和土体的材料阻尼的影响,结果更合理。以某多层地基为例,通过与理论解的对比验证了改进的剪切质点法可准确计算地震波的传播过程,模拟辐射阻尼效应。计算结果表明,同时考虑辐射阻尼和土体阻尼影响时所得地表位移比仅考虑其中一种阻尼时要小25%~35%。     

爆炸波在地铁车站中的传播规律研究

应用LS-DYNA软件建立了北京比较典型的2层地铁车站有限元模型,通过数值模拟方法分析地铁车站发生内部爆炸时,爆炸波在地铁车站内部的传播规律。研究表明:①在0.3m/kg~(1/3)Z1.6m/kg~(1/3)范围内,车站内部超压峰值可用Henrych经验公式估算;②爆炸波在地铁车站的封闭空间不断出现反射、绕射现象,使得结构构件遭受多次冲击作用;③楼梯口起到了一定的泄爆作用。本文研究结果可供地铁车站的抗爆设计与安全分析参考。     

应力反射波在注浆微型钢管桩中的波速研究∗

基于三维波动理论,考虑对长细比较大的注浆微型钢管桩(GMSP桩)满足一维弹性杆件条件,对应力反射波运动方程进行简化分析;利用材料对强冲荷载的动态响应研究成果,结合物质运动学LOVE方程及弹性力学ST.Venant原理,推导出低应变法反射波在GMSP桩注浆体与钢管共同组成的复合胶结体中的传播波速理论计算模型;设计及开展了三个不同地质条件场地的9条试桩低应变反射波试验;并对现场试验与理论模型计算波速进行对比与分析,得出以下结论:GMSP桩完整性可采用低应变动测检测;文中提出的理论模型计算波速与现场实测波速吻合度高,相对可靠性、准确性。建议在GMSP桩工程桩进行低应变应力反射波检测时,可结合提出的理论计算模型,先对其低应变波速进行计算,以此对桩长、缺陷位置以及完整性进行判定。     

面波测试在汶川强震区土体损伤调查中的应用

汶川地震后,确定地震对岩土体扰动的范围和损伤程度,是预测震后次生山地灾害演化趋势,以及制定道路修复加固工程对策的重要依据。面波勘察是通过获取剪切波速变化情况,推断土体扰动范围的快捷手段。本文在位于汶川地震强震区的213国道都汶段内的2个边坡工点和3个路堤工点,布设6个测段进行了高精度面波浅层地震勘查。结果表明:①9度和10度地震烈度区土体扰动的深度无明显差别;②在汶川地震强震区,人工填筑的路堤工程所造成的强扰动区深度不小于5 m,自然土体造成的强扰动区深度为0~5 m;③路堤工程表面填、挖交界处的损伤明显。上述结论可供灾后道路修复工程设计中确定边坡加固深度和路堤翻挖深度时参考。     

泥沙灾害链及其在灾害过程规律研究中的应用

泥沙灾害是地球表层的主要灾害之一.泥沙灾害具有链锁式反应机制,在一定条件下构成泥沙灾害链.阐述了泥沙灾害链的概念、特点及类型,并以黄河与长江流域的泥沙灾害为例,对其链式特征进行了深入分析.研究表明,泥沙灾害链是泥沙灾害过程的主要表现形式之一,反映了泥沙灾害中隐含的渐发特征和强次生灾害特征,泥沙灾害链是研究泥沙灾害过程规律和特征的重要基础.     

基于Matasovic骨架曲线的有效应力方法在ABAQUS软件中的实现

将描述土体液化特性的Byrne简化的Martin-Finn振动孔压增量模型与修正Matasovic黏弹性本构模型相结合,以外挂子程序的形式,嵌入到ABAQUS软件中,实现了可液化地基孔压增长过程的数值模拟。以简单应力状态下的可液化地基为例,初步验证了该子程序的动力有效应力分析能力;对某液化场地进行了二维非线性的总应力法和有效应力法对比分析,给出了地表加速度和地表加速度反应谱的对比结果,同时给出了代表性单元的剪应变时程曲线。结果表明,该子程序能够较好地模拟液化场地的振动孔压发展过程,预测场地的地震液化趋势。     

火灾下爆炸冲击波在钢结构中的传播规律及破坏机理

为了研究爆炸冲击波对结构的影响,基于一维爆炸波轴向传播方程,结合流固耦合的方法,借助 ANSYS/ LS?DYNA 有限元软件建立三维单层单跨框架模型。考虑高温软化效应和应变率对屈服强度的影响,分析连接方式为固定端时爆炸波的传播,研究爆炸与火灾联合作用下爆炸波在钢结构构件中的传播规律及其破坏原因。研究结果表明：垂直爆炸波方向的竖向构件内力的分布具有弱传递性,沿爆炸波方向的杆件动力响应显著;700 ℃爆炸冲击波在杆端往复传播导致在钢结构杆件中传播速度明显比常温下慢,但截面轴向速度的峰值变大,约为 200 ℃的 3 倍,并且沿爆炸波方向杆件的轴向速度比垂直方向杆件的轴向速度大得多;常温下,垂直爆炸波的梁因受剪单元提前发生失效;高温下,构件损伤严重,垂直爆炸波方向的梁最先发生弯剪破坏,其次为柱剪切破坏,最后沿爆炸波方向的梁产生受压破坏。     

高地应力条件下Q系统在某勘探洞围岩分类中的应用

西南地区某水电站勘探洞高地应力是一个突出问题,高地应力洞段岩体属于坚硬岩或较坚硬岩,主要破坏方式是岩爆。高地应力区非岩爆岩体中未见结构性流变和软岩塑性流动等变形破坏现象,岩体质量较好。通过对岩体质量分类Q系统在该勘探洞高地应力洞段的应用,发现Q系统对于高地应力区非岩爆段岩体没有给出相应的SRF值;岩爆的发育条件是多方面的,但Q系统对岩爆的发育条件考虑较单一,所以它在高地应力区岩爆段的分类结果不能准确地体现出岩爆的等级和围岩类别。基于这2个问题,本文对Q系统做了相应的修改,以适应该勘探洞围岩分类,从修改后Q系统的分类结果看,效果良好。     

煤矸石淋溶液在地下水系统中的多组分运移规律——试验研究

针对矿区煤矸石山受降水淋溶释放出大量的无机盐类污染物质进入环境,造成周边地区广泛的土壤盐碱化和地下水矿化度的严重超标问题,通过室内土柱动态模拟试验,研究了煤矸石淋溶液主要污染组分总硬度、硫酸根和钠离子三者在地下水系统中的多组分运移机理和污染规律。结果表明：总硬度的运移速度很快,硫酸根次之,而钠离子的运移速度最慢;对流、水动力弥散和吸附作用是造成这三者运移的主要原因,对污染组分的运移起主要作用;土壤介质对这三者都发生了吸附作用,且吸附强弱不同,对钠离子的吸附最强,硫酸根次之,而对总硬度的吸附较弱,且土壤介质对三者的吸附都符合线性等温平衡吸附规律。还测定了土壤的渗透系数、水动力弥散系数以及这三者在饱和砂性土壤中的吸附分配系数和迟滞因子,为矿区地下水无机盐类污染预测和数值模拟提供了可靠的实测参数。     

反射地震勘探在隐伏地区盲断层活动性调查中的应用研究——以依兰-伊通断裂东支为例

随着依兰—依通断裂中支全新世活动性证据的发现,引起了越来越多学者对该断层的关注,但对与之相距仅几十公里的东支断层却研究甚少。通过依兰煤矿的深部地震资料,初步确定了该东支断层的地表投影位置;而后,布设了两条浅层人工地震反射勘探测线,以识别东支断裂的近地表构造,为对该地区的进一步研究提供基本资料。     

遥感与地理信息系统在自然灾害研究中的应用

灾害是人类面临的最严重的威胁。本文从现代遥感技术与地理信息系统（ＧＩＳ）的构成和特点出发，论述了遥感与ＧＩＳ技术在减灾活动，包括预警、评价和辅助决策中的重要作用。在综合考虑现有各项技术的基础上，设计了以遥感信息为基础建立自然灾害信息系统的总体设想．     

无人机在重大自然灾害中的应用与探讨

重大自然灾害往往会造成重灾区信息通讯中断和道路交通破坏,灾情传递受阻将导致抢险救灾盲目部署,继而造成更大的损失和次生灾害。因此,获取灾情成为重大自然灾害抢险救灾的首要问题。无人驾驶飞机(简称无人机)是一种新工具,能够越过山川河流阻隔,通过摄影、摄像或其他遥感手段获取灾情。通过在北川县曲山镇等地震灾区进行无人机获取灾害信息实验,在2010年玉树地震抢险救灾工作中实现了高原灾区无人机首次航拍,获取的高清图片为划分灾区范围提供了重要依据。鉴于上述实践和探索,介绍了无人机性能和影响无人机摄影的诸多因素,如天气条件、无人机航带航迹和高度、航片重叠率、图片拼接及校正等,对相机与地面影像分辨率的关系进行了介绍,还通过航拍图片和地面图片比对,总结出建筑物倒塌破坏识别的基本要则。     

形状记忆合金在土木工程中的研究与应用进展

形状记忆合金作为一种集传感和驱动于一身的新型功能材料,引起了土木工程界的广泛关注,对它的研究也日益深入,但应用尚处于起步阶段。回顾了形状记忆合金的发展过程,简单介绍了形状记忆合金的基本特性和本构模型;根据形状记忆合金在结构控制中所起的作用,分类概述了它作为被动控制器和主动控制器的研究进展以及在实际工程中的应用,重点介绍了SMA智能混凝土的研究情况;指出了当前形状记忆合金在土木工程领域研究中存在的问题,以及未来的发展方向。     

工程地质选线在设计中的应用与研究

公路设计选线涉及地形地貌、环境保护、工程地质等多重因素,在长大干线和区域地质条件复杂的情况下,地质选线尤为重要。以山西省东大公路初步设计为例,工程地质人员的前期参与,使得路线成功地绕避了滑坡群和不良地质病害等地质环境,减少地质勘察工作投入,避免了后期改线,也规避了运营风险和治理资金浪费,降低了安全隐患,达到了预期效果。从而体现了地质环境在前期工作中的重要性,得出了一些针对工程地质在前期设计过程中的设计结论,供相关专业人士探讨。     

地理信息系统技术在防灾减灾中的应用与前瞻

在概括我国面临的严峻灾害形势的基础上,对地理信息系统技术在防灾减灾中的应用做出了相关探讨,并对其中存在的问题和其发展前景进行了必要的讨论,评述与展望。     

抗滑桩在滑坡治理中的研究现状与进展

抗滑桩作为加固滑坡体的一种有效工程措施,在世界各国的滑坡治理中占有重要的地位。总结了国内外抗滑桩的研究现状,内容包括:国内外抗滑桩的发展历史、设计计算方法研究、基于土拱效应的桩间距研究现状等方面,最后概述了目前研究中存在的主要问题。抗滑桩理论的研究具有非常好的应用前景,但抗滑桩理论还不成熟,有待于广大科研工作者的进一步研究。     

GPS在结构健康监测中的研究与应用进展

在土木工程领域,采用GPS对建(构)筑物进行健康监测是该学科发展的一个新的突破,因其具有高效、快速、全天候、全自动等优点,近年来基于这一技术的健康监测方法在特大型建筑物的变形监测中开始应用.首先阐述了结构健康监测的必要性和迫切性,简要回顾了传统的结构变形监测方法,然后探讨了GPS技术的发展历程,重点讨论了GPS中的RTK技术的原理、特点和当前国内外的应用情况,最后对基于RTK技术的健康监测方法在土木工程中的应用前景进行了展望.