复杂应力条件下粗粒料的剪胀性研究进展

粗粒料的剪胀性是其强度和变形研究的重要问题之一,它取决于颗粒排列、粒间压力等细微观作用;在宏观层面,受相对密度与应力状态的影响。围绕复杂应力条件下粗粒料的剪胀问题,从粗粒料力学特性的试验研究、粗粒料的剪胀性强度准则以及临界状态与剪胀性方面,对国内外的研究进展进行了系统论述。在此基础上,提出该领域呈现如下发展态势:①通过大型真三轴试验开展粗粒料剪胀率的试验研究与理论分析,能够促进粗粒料本构理论的发展进步;②结合应力路径试验中的应力变形规律研究,可实现从常规三轴条件下向复杂应力条件下的剪胀方程的进一步发展,从而体现强度与变形问题的统一;③采用状态参量去评价土体的松密状态与剪胀性,能够耦合应力状态与孔隙比,尽量避免“一种材料,多组参数”。研究结果表明状态参量和应力路径相结合的方法,使得粗粒料的力学特性研究更加具有科学性和系统性。

高围压状态下堆石料湿化变形特性

堆石料是土石坝的主要填筑材料,其湿化变形特性对土石坝蓄水期变形有显著影响。对两河口水电站的2种筑坝堆石料,采用单线法分别开展围压为0.5、1.0、2.0、3.0 MPa的大型三轴湿化变形试验。结果表明:随着应力水平和围压增加,堆石料轴向湿化变形和体积湿化变形都显著增大,与中低围压下的湿化变形规律相近。高围压下的各向等压湿化变形,堆石料体积湿化应变与围压在双对数坐标中仍服从直线关系,轴向湿化应变与围压不再满足直线关系。高围压下的偏压湿化变形,堆石料体积湿化应变与轴向湿化应变之比一般在0~2范围内,与围压呈现近似水平发展趋势,随应力水平的增加而逐渐降低。采用六参数湿化模型,仍能准确表达轴向湿化变形、体积湿化变形随应力水平、围压的变形规律。

牵引式滑坡演化模式研究

该研究以甘肃黑方台为区域背景,通过离心模型试验与应力路径试验相结合的手段,研究地下水位抬升引发牵引式黄土滑坡的演化模式和力学机理。离心模型试验中,模型边坡的尺寸为0.8 m×0.4 m×0.45 m(长×宽×高),离心加速度为100g。在试验中,通过水位控制系统实现地下水位的不断抬升,利用数码摄像、孔隙水压力及激光位移传感器、侧面示踪点等仪器设备详细记录地下水位抬升过程中边坡内的孔隙水压力、边坡变形、滑动面形态及坡面裂缝的形成和发展过程。应力路径试验中,通过恒载增孔压试验和偏压固结不排水试验,模拟了滑坡酝酿启动过程和局部破坏向整体滑移的发展过程。基于以上成果,提出饱水黄土在上覆荷载下因孔隙水压力增大而失稳,在卸荷条件下使应力重分布,导致局部剪切带发展并逐渐形成贯通的破坏面,边坡表现为牵引式的破坏模式。该研究结果有助于深入认识水位抬升引发牵引式滑坡的演化模式和力学机理,为治理此类滑坡提供科学依据。

入渗诱发黄土滑坡的力学机制

在农田水利建设蓬勃发展的同时,灌溉入渗在黄土塬边诱发了严重的滑坡灾害。作为黄土滑坡的典型区域,甘肃黑方台地区近年来受到了密切关注。为了研究入渗条件下黄土边坡的变形破坏机制,在黑方台典型滑坡后壁削取原状土样,开展了3组不同应力路径的三轴试验以模拟边坡的失稳过程。通过开展偏压固结不排水(ACU)试验和饱和恒载(SDL)增孔压试验研究了饱和黄土启动和变形破坏过程;通过开展非饱和恒载(UDL)增湿试验,研究了非饱和黄土启动和变形破坏过程。在此基础上,从应力路径和黄土的微观结构角度阐述了入渗诱发黄土滑坡的力学机制。此外,利用试验结果分析了黄土的典型物理力学特性,结果表明:在埋深应力范围内,该黄土的饱和临界状态线可简化为单一的直线;该黄土的状态边界线可近似为其临界状态线;由UDL试验预测的土-水特征曲线受应力状态影响,较高的应力水平对应较低含水率。

非饱和渗流分析在FLAC3D中的实现和应用

基于FLAC3D内置的FISH语言,对其渗流模型进行了扩展。将实验室测得的原状黄土土水特征曲线,利用MATLAB实现了参数拟合。将拟合参数编写为子程序,在每步渗流分析中加以调用,从而实现非饱和土的渗流模拟。利用该方法与有限元法分别模拟3种边界条件下的一维入渗问题,并比较模拟结果。经验证,结果吻合。其结果对研究非饱和土理论及扩展FLAC3D在非饱和土数值计算方面的应用均具有一定的意义。

某加筋土边坡离心模型试验相似材料研究

离心模型试验的准确性与可靠性取决于模型与原型的相似程度,选择合理的相似材料是离心模型试验的关键环节。以广州某垃圾填埋场挡坝加筋边坡的工程设计为背景,为合理开展离心模型试验,选取6种编织布进行分析。考虑强度相似原则和界面摩擦因素,基于窄条拉伸试验、直剪摩擦试验合理比选相似替代材料。按该边坡设计方案,模型边坡在离心场中能够保持稳定。边坡设计中应进一步参照数值分析和工程类比进行方案确定。如按强度相似进行材料选择,通过调整模型土层厚度,所选择的6种材料可对抗拉强度在13~360 k N/m的土工布进行模拟。

数据采集中虚假点的识别与纠正方法

介绍了利用一阶差分对原始数据的虚假点进行识别与纠正的方法,提出在严重冲击干扰时,在一阶差分处理之后,可再采用平均法进行平滑处理,以削弱随机干扰的影响.

成兰铁路跃龙门隧道H_2S整治措施的探讨

为了解决铁路隧道施工及运营期间有害气体H2S的危害,通过对H2S产生原因、隧道内分布特征和危害情况的分析,采用工程类比和理论计算的研究方法,得出施工期加强超前探测、加强通风稀释和制定专项劳动保护措施,运营期采用水气分离排放的处理方案,从而确保隧道施工和运营安全。

不同含水率下黏土弹性参数的弯曲-伸展元试验研究

用GDS弯曲-伸展元系统对不同含水率的低液限黏土进行波速试验,根据波动理论测得黏土的剪切模量、侧限模量和泊松比,研究不同含水率、不同试验有效围压、不同信号输入频率对试验结果的影响,并对S波(剪切波)与P波(压缩波)的输出波型信号特征进行分析,将不同信号分析方法所测得结果与共振柱结果进行对比。试验结果表明,(1)在低液限黏土中的剪切波速Vs、压缩波速Vp均随输入频率增大而增大,且增幅随频率增加而减小;在黏土材料中S波的近场效应随含水率和激发频率的提高而减弱;(2)剪切模量G0和侧限模量M0均随试验围压的增大而提高,G0随试样含水率的提高而降低;(3)泊松比随含水率的提高而增大,且随着含水率的增大试验围压对泊松比的影响减弱。

三轴加载过程中土体剪切带的细观演化规律

为揭示土体在加载过程中剪切带的细观演化规律,以陕西宝鸡某原状黄土为对象,进行了天然含水率条件下的三轴剪切试验,并在试验过程中采用CT技术进行了实时监测扫描,得到不同应变条件下各断面的CT切片。基于CT重建技术分析了试样在受荷条件下局部裂隙扩展逐渐贯穿形成完整剪切带的过程,推导了CT值与密度的定量关系,发现了等压固结条件下试样的端部约束效应较明显,揭示了不同应变条件下的CT值的变化规律。试验结果表明:在峰值强度前试样逐渐压密,在峰值强度后裂隙开始形成,并在接近残余强度时充分发育;各级应变下典型横剖面的局部CT值与密度均呈正态分布,随应变增加波峰位置下降,波形逐渐变宽。研究成果为岩土材料在受力过程的细观演化定量分析中提供了参考与借鉴。

新疆某黄土的土水特征及其分形描述

本研究采用新疆某引水渠道边坡的黄土填料进行土水特征曲线试验,研究压实度和应力水平对土料的土水特征的影响规律。针对试验结果,本研究首先采用经典的van Genuchten模型进行曲线拟合。然后采用分形理论进行土水特征曲线的比较分析。结果表明:(1)随着压实度的增加,土水特征曲线向下移动;随着轴向应力的增加,土水特征曲线也会有所下移;(2)相应于孔隙分布,该土料的土水特征曲线具有明显的分形特性;(3)在相同压实度下,不同应力水平的SWCC分形拟合基本平行。采用本文所述的分形方法,在已知不同应力水平下的孔隙率时,可较为合理的从一个应力水平下的土水特征曲线推求其它应力水平下的土水特征曲线。

黑方台黄土的水力特性研究

由于长期农业灌溉,在甘肃黑方台地区的黄土塬边发生了严重的滑坡灾害。针对以上问题,本文选取黑方台黄土作为研究对象。首先,测试了该地区黄土的基本物理性质,在此基础上,重点研究了该地区黄土的水力特性。一方面,通过在现场开展双环注水试验,测得了不同位置的渗透系数,另一方面,利用原状土样,开展了增减湿循环条件下的土水特征曲线测试。将实验室测得的原状黄土土水特征曲线离散点,利用MATLAB实现了参数拟合。结合黄土的微观结构特性,对黄土的渗透系数和土水特征进行了进一步讨论。结果表明,虽然该黄土具有粉土的颗粒级配,但是其结构特性使其表现出较高的渗透系数和较低的进气值。

挤压性软岩大变形隧道长短锚杆复合群锚技术

在成兰铁路成都至川主寺段隧道修建中,由于复杂多变的高地应力影响,出现软岩大变形问题。为解决这一工程难题,依托成兰线茂县隧道1号斜井,对隧道大变形控制进行系统研究。文章通过施工模拟计算发现锚杆能有效控制围岩变形,使作用在一支上的围岩压力减小,3 m+8 m长短复合群锚方案的最大锚杆轴力小于3 m+6 m和3 m+10 m长短结合锚杆方案的最大锚杆轴力。与加强钢架支护体系和钢架支护+长锚杆的现场试验数据比较,表明长短复合群锚的支护效果更佳,能使洞周各测点的变形值更小,围岩一支的接触压力更小且分布更均匀。

应力洛德角旋转路径下粗粒土的力学行为

为研究应力空间中恒定的平均应力和偏应力条件下粗粒土的力学行为,采用自主研发的微摩阻大型真三轴仪,在同一个偏平面的多级偏应力条件下开展了三组旋转应力路径试验。试验过程中,调整应力洛德角在-30°~30°之间增减循环2次,覆盖了偏应力平面1/6范围,并由对称性而代表整个偏应力平面。在不同的应力比条件下,结合应力路径分析了体积应变、偏应变、应变洛德角与应变路径的演化规律。试验结果表明:首先,在恒定球应力与偏应力条件下,受应力洛德角影响,土体仍会发生明显变形。在应力洛德角的初次增加过程,土体发生弹塑性变形,随后的过程中,土体的偏应变、体积应变与应变洛德角均表现出滞回性。第二,在恒定的球应力与偏应力下,初始偏应变的斜率仍然随着偏应力的增加而增加。第三,随着应力洛德角变化,受初始应力比影响,土体可能从初始的稳定状态达到变形破坏状态。最后,提出了土的本构模型中需补充考虑的应变洛德角关系式。

北岗隧道穿越软弱破碎带施工方法的探讨

介绍了洛湛线北岗隧道软弱破碎带的基本情况,通过综合运用帷幕注浆、超前管棚和施工中的监控量测等技术手段,成功穿越软弱破碎带的情况,总结了一些施工经验,以供同类工程的设计、施工参考。

基于比特表的RTCS多任务调度算法研究

实时控制系统 (RTCS)中的实时性和并行性非常重要。可以采用有效的任务调度算法程序来协调两者之间的矛盾 ,保证系统的实时性和并行性。提出了一种基于BitMap的调度算法 ,能较好地满足复杂系统的实时性与并行性要求。

铁路隧道洞口景观设计

为适应现代化社会的发展,满足人们对环境美学的要求,铁路隧道洞门及洞口的设计理念应该从传统的“温饱型”设计(只满足洞门基本功能要求)向新型的“小康型”设计(不仅满足基本功能,同时强调环境美学)转变。主要论述了铁路隧道洞口景观设计原则和要素,再结合一些成功的铁路隧道洞口景观设计案例来说明景观设计在铁路隧道设计中的灵活运用。

基于比特表的RTCS多任务调度算法研究

一种基于Ｂｉｔ Ｍａｐ的调度算法，用以满足复杂系统的实时性和并行性要求。

黑方台黄土泥流滑坡及发生机制研究

黑方台因农业灌溉触发了大量泥流滑坡。为了充分反映黑方台黄土泥流滑坡发育特征,首先基于IKONOS影像对黑方台泥流滑坡进行了遥感解译,随后又开展了详细野外调查工作。结果表明,黄土泥流滑坡呈流态化运移特征,滑距可达300 m以上,是黑方台危害最为严重的一类滑坡。钻探和塬边露头测量显示,研究区黄土底部黏土高程西高东低。地下水数值模拟结果显示,研究区地下水总体上由台塬西部流向地势较低的东部台缘,使得该处地下水抬升幅度要高于西部,从而造成泥流滑坡集中分布于东部台缘。为充分反映该条件下黄土泥流滑坡的破坏机制,开展了室内饱和原状黄土应力路径试验,分析研究了黄土泥流滑坡液化机制。

基于概率推理和模糊数学的变压器综合故障诊断模型

在作者提出的电力变压器绝缘故障诊断概率模型的基础上 ,文章又以统计数据为依托来考察故障与征兆之间的相互关系 ,以及故障发生的可能性的同时 ,考虑了在征兆提取中的模糊边界问题。与仅用概率推理或模糊数学的方法相比 。