北斗Ⅲ变形观测系统性能测试与工程应用∗

针对传统工程观测方法存在的基准点选取困难、自动化程度低及可靠性差等问题,设计了北斗Ⅲ高精度变形观测系统。为验证该系统在地表变形观测中的观测精度及应用效果,通过模拟试验分析观测精度与通视条件、定位时段的关系,并将上述观测系统与传统方法进行对比。结果表明,在试验区域内,保证通视条件且定位时段为 12∶00~16∶00 时,BDS-Ⅲ变形观测系统垂直向定位精度优于 1.5 mm,水平向定位精度优于 1 mm,相同条件下,水平向定位精度由于垂直向定位精度;该系统能很好的保证观测数据的完整性,得到的观测值与传统水准观测值基本一致,适合用于高精度、自动化地表变形观测工程。     

地下水开采引起的地表变形调查方法

过量的地下水开采可以诱发地面沉陷、建筑物开裂破坏等城市地质灾害和工程地质环境问题。通过对某工厂地表变形特征和分布规律的调查分析，论证了地下水开采与地表变形的关系，指出其某个水井抽水是引起厂区及附近地表变形的主要诱因，且水井距离地下水径流带越近，地表变形就越严重。实践证明，通过水文地质与工程地质调查和抽水试验，可以推断抽水与地面沉陷的水力联系，利用天然电场选频法、联合剖面法、高密度电法和探地雷达等物探方法能够从空间上判断地表及建筑物变形的动力源；动、静态应变的实时观测和分析可以从时间上证实抽水与地面变形的因果关系。     

断层活动方式与地震地表变形分布特征研究

基于断层弹性位错理论及断层滑动非均匀模型,用三维有限元方法计算了发震断层逆断、正断和水平走滑三种不同活动方式下的地表变形,探讨了断层不同活动方式下的地震应变与位移的分布规律及震级、断层倾角对地震地表变形分布的影响。研究结果表明,地震地表变形影响因素很多,如地质构造条件、岩性介质特征、断层活动强度、断层产状和区域构造应力场等,但分布形态最终取决于断层活动方式,变形大小则取决于断层活动强度,其它均为局地因素,只影响分布形态的局部扭曲。断层不同活动方式下的地震地表变形分布各有其自身的规律和特点,这些分布特征可为地震研究及近活动断层建筑工程抗震设计或加固防护参考。     

开挖过程中遮帘式板桩码头结构变形二维数值模拟

借助大型通用有限元软件ABAQUS,以京唐港区32#通用散货泊位为工程实例,根据现场原型观测试验,对代表性断面进行选取、简化,建立相应的二维模型进行数值模拟计算,给出了遮帘式板桩码头开挖过程中变形形式的模拟方法,并将数值模拟结果与现场原型观测实验数据进行了对比。研究结果表明:1在不考虑剩余水头和堆载影响的情况下,数值模拟计算的变形结果与现场原型观测的变形结果比较接近,基本可以反映这种新型结构构件在水平向与竖向的变性特性;2两者对比的结果验证了本文所提出的开挖模拟方法的合理性。     

厚冲积地层盾构掘进参数设定及地表变形规律研究

盾构掘进参数与地质条件密切相关,在厚冲积黄-黏土层中掘进参数计算及地表变形规律具有显著的地异性特征。通过统计分析济南轨道交通R1线直径6.68m盾构隧道现场实测数据,明确了盾构掘进参数设定范围和修正计算公式,探究了掘进参数间相关性及其对地表变形的影响规律。研究结果表明:盾构总推力、刀盘扭矩、土仓压力的理论计算修正系数分别为0.677~0.753、0.882~1.260、0.985~1.641;同步注浆量、出土量与掘进速度呈较强线性相关;盾构掘进参数对地表变形规律影响显著,最大地表沉降量及地层损失率随土仓压力的减小而增大,随掘进速度增大呈二次函数递减,随同步注浆率增大呈线性递减。     

韩城电厂滑坡深部监测及变形分析

韩城电厂滑坡于1990年和1995年先后经过了两次治理。为了检验综合治理效果,观测山体变形滑移、厂区变形活动规律,于1996年底建立了滑坡深部变形监测体系,采用激光准直系统、三向测缝计、钻孔测斜仪等多种方法对韩城电场滑坡进行了长期的深部变形监测,获得了滑坡多年的深部位移数据。监测成果表明:滑坡存在指向SW的蠕滑变形,但各监测点位移变化处于较低水平,山体和厂区无明显的异常变形现象。滑坡综合治理效果明显,保证了电厂的安全运营。     

钢框架带悬臂梁拼接节点的抗水平地表变形试验研究

以单层单跨带悬臂梁段拼接钢框架为研究对象,通过地表变形的物理相似模拟试验,研究了钢框架带悬臂梁段拼接节点在地表水平变形作用下的附加应力和变形规律。主要研究在水平拉伸和水平压缩作用下,拼接节点处腹板拼接板和上下翼缘拼接板内产生的附加内力及变形曲线,分析了上下翼缘拼接板和腹板拼接板中间位置点的变形值随着试验加载值的增加而变化的原因。研究结果表明:地表水平拉伸作用最为不利;拼接节点虽会产生附加变形,但在很大程度上仍处于弹性阶段,卸栽后可以恢复,表现出良好的抗变形性能。最后给出建议:在地表变形地区新建或加固改造钢结构建构筑物时,采用钢框架带悬臂梁段高强螺栓拼接连接,可以很好地吸收变形能。     

采空区对地表稳定性的影响

为了考虑采矿空区对地表拟建建筑物的影响,采用先进的ANSYS大型有限元计算程序,计算了某采矿空区对地表稳定性的影响.所得结果不仅可以为拟建结构提供必要的地表变形参数,而且为认识采矿空区地表变形机理提供了技术思路.     

地表移动动态实时模拟及可视化

将地表动态沉陷变形过程划分为两个阶段,提出了经验比例系数,以此为基础对地表移动动态基本微分方程式进行修正,解决了原有时间函数模拟曲线与实际情况不符的问题。通过观测站实测数据和改进的时间函数,采用visual C++面向对象可视化编程进行前台处理,采用Access数据库管理系统进行后台管理,利用MFC ODBC类实现前台和后台之间的通讯,建立了基于客户机/服务器模式下的地表移动动态实时观测系统。计算结果表明,该方法能反映地表移动的动态特征,对指导开采设计和选择地面建筑物保护措施具有较大的实用价值。     

GPS技术在建筑物沉降监测中的应用

随着人类生活、生产领域的不断扩大,出现了越来越多的大型建筑物和工业设施.由于多种因素的影响,这些大型建筑物和工业设施在运营过程中都会发生某种程度的变形,这种变形在一定范围内往往是允许的,但当其超出一定值时,就很可能会变成灾害.要预防这些灾害的发生,就必须要对建筑物的变形进行监测,分析变形产生的原因,总结变形发展的规律.目前建筑物变形监测技术和方法很多,但GPS定位技术以其高精度、高效益、全天候和不需通视等优点在变形监测中独受青睐.详细介绍了GPS 定位系统的形成、定位的基本原理、变形监测网的设计、变形监测方案的实施和变形监测误差的消除,供使用GPS进行建筑物变形监测、观测参考.     

汾渭盆地内断层和地裂引起的地表垂直形变特征

汾渭盆地内的地裂活动明显,危害严重。主要分析了陕西泾阳的口镇—关山断裂及山西清徐交城断裂及附近地裂活动引起的灾害及地表垂直形变特征,并通过位错模型反演了清徐交城断层及其地裂活动参数,为进一步预防此类灾害提供参考。     

山东苍山MS5.2地震泰安石英倾斜仪异常分析

利用矢量曲线、γ因子等方法识别苍山ＭＳ５．２地震前泰安石英倾斜仪的前兆异常。分析认为：ＳＱ—７０石英倾斜仪反映出一定的地形变异常信息。     

地裂缝环境下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的研究

以穿越地裂缝带的西安地铁2号线为研究背景,通过数值模拟对地裂缝作用下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的机理进行了研究.研究结果表明:随着上、下盘位错量的增加,地裂缝处受影响的土体范围逐渐增大,土体的竖向位移也逐渐变大;上盘下降过程中,下盘隧道顶部沉降变形最大,上盘隧道顶部沉降变形最小;隧道的变形区域出现在预设地裂缝两侧,并...     

路堤荷载下水泥土桩复合地基沉降理论计算

基于路堤荷载下桩土非等应变条件和考虑了桩土相互作用、桩间土竖向与径向位移、桩土侧面产生相对滑移以及桩侧产生负摩阻力等特点的复合地基桩间土竖向变形模式,推导了水泥土桩复合地基桩间土沉降的理论计算公式,并以桩土单元体范围内的桩间土平均沉降值作为复合地基沉降,进一步推导了水泥土桩复合地基总沉降量、下卧层压缩变形量的理论计算表达式(两者之差即为加固区压缩变形量)。理论分析表明,复合地基加固区压缩量小于同深度天然地基压缩量,复合地基下卧层压缩量小于天然地基下卧层压缩量,复合地基总沉降量小于天然地基总沉降量。同时,理论计算结果与有限元计算结果以及现场实测结果三者比较一致。     

华北地区跨断层形变中短期异常特征研究

较系统处理了华北地区跨断层形变资料 ,对 1975年以来华北地区发生的部分强震、中强震震前出现的跨断层形变异常特征进行了分析 ,着重研究了其中短期预报指标及区域特征。跨断层形变主要异常特征为 :(1)异常出现具有同步或准同步性 ;(2 )异常形态各异 ;有趋势异常、年畸变异常、突变异常 ;(3)异常相对变化幅度以水平变化量为大 ;(4 )异常出现时间、幅度与震中距有一定关系 ;(5)强震前异常多出现在震前半年以上 ;(6 )异常初期地面倾斜背向震中 ,地面倾向震中即预示着进入短临阶段。同时对中短期预报指标做了初步归纳。     

山东苍山5.2级地震前苏北地区的地形变异常变化

客观地反映了1995年9月20日山东苍山5.2级地震前,发育在苏北地区的各类地形变异常,并进行了相应的分析相探讨,在总结研究前兆的基础上指出综合预报的重要性和在中期趋势异常背景中捕捉短临前兆的必要性。