基于颗粒特征与预设变形的人工砂土变形图像生成方法及应用

图像变形分析方法是当前土力学与岩土工程领域的一种重要变形测试技术,散斑图像作为其发展、应用和可靠性评价的常用工具,是否反映真实土体图像特征和变形分析可靠性尚有待解答。以福建标准砂为样本,基于土体图像特征分析及与散斑图像对比,提出了一种描述砂土图像和变形特征的人工图像生成方法,利用建立的4种变形坐标解析公式和生成序列变形图像,对国际代表性RG-DIC和PIVlab法可靠性进行评价。结果表明:散斑图像与真实砂土图像在纹理、圆度、色值等方面存在显著差异,提出的人工图像生成方法能有效控制土颗粒组分、圆度、色值等分布参数,反映了真实土体图像特征;生成的序列变形图像增加了时间变量和任意变形函数功能,为动态和复杂变形分析可靠性评价建立条件。散斑图像明显低估了RG-DIC和PIVlab法对土体变形的分析误差,原因为黑色背景、白色亮斑构成的纹理特征更具辨识性;RG-DIC法的分析准确性与稳定性明显优于PIVlab法,而不同变形条件下两种方法分析误差呈一致趋势,当剪应变≤10^(-3)时误差快速上升。研究方法与成果,为土体图像变形分析方法发展、应用和可靠性评价提供了重要支撑和参考。

砾性土层液化的触发条件

天然沉积砾性土场地液化是一个超出现有认识与现有规范的新问题,其触发条件至关重要,从震害现场调查提炼出相关认识最为可靠,是后续研究的基础和导引。鉴于2008年汶川地震砾性土液化规模远超以往,以其调查结果为主,综合历史砾性土液化全部资料,提出砾性土层液化的触发条件。现有资料分析表明：0.15g应为触发天然沉积砾性土层液化的地表最低地震强度,大规模砾性土层液化发生则需要0.2g-0.4g（Ⅷ度区）的地震强度;松散和接近松散状态是天然砾性土层液化的基本条件,液化砾性土密实度可随地震强度增大而增高但仍以稍密状态为上限;液化砾性土含砾量可达85%及更大,并且不随地震强度减弱而降低;高剪切波速天然砾性土层会发生液化,砾性土与砂土密实程度的剪切波速分界线相差悬殊,砂土液化判别公式不适于砾性土层;上覆渗透性差非液化土层（帽子）的存在是地下砾性土层可发生液化的必要条件,可称为帽子效应,此厚度至少应为0.5 m;地下水位与帽子间不能有过厚的可排水层间隙也是下卧砾性土层可发生液化的必要条件,可称为间隙效应,此间隙上限可取为2.0 m;区别于砂土液化判别方法,砾性土液化判别需要埋藏条件方面的特殊要求,否则容易出现误判。

伺服电机驱动振动台研制及系统性能评价

比较目前主流的电液式驱动振动台,伺服电机驱动振动台具有结构紧凑、无油源噪音、维护简单、频带宽等优点,是新一代振动台发展的一个主要方向。介绍了一台与ANCO联合研制的伺服电机驱动振动台,负载2 t、台面2.2 m×1.2 m,其试验系统配置了刚性与剪切试样箱、微型CPT、SPT及DPT试验装置。设计和开展多种地震波下空台、干砂与饱和砂对比试验,综合评价了系统性能,具有较好任意波控制能力和复现精度,给出了输出特性与迭代次数、放大倍数和负载质量之间的关联性。谱比结果表明:饱和砂层对比干砂层在不小于1 s周期上呈现显著放大效应,尤其是孔压达到峰值后。刚性箱具有较强端壁效应,距两端壁0.2 m处一对竖向加速度计记录了较大幅度反相位时程。

人工场地吹填珊瑚土抗液化强度大粒径动三轴试验研究

为探究岛礁工程中实际吹填珊瑚土的抗液化强度特征及相关试验技术,指出了一般珊瑚土液化试验中存在的非稳态饱和现象,提出了基于优化饱和方法与橡皮膜顺变性修正技术的珊瑚土单元体液化试验方法。对某岛礁工程场地实际吹填珊瑚土材料配制的4组不同含砾量的宽级配高压实度试样进行试验研究,获取了实际吹填珊瑚土抗液化强度曲线。通过与历史地震珊瑚土液化场地的地震动条件比对,复现了其原位液化的发生情况,验证了试验结果的合理性,并指出了我国南海岛礁工程场地的地震液化风险。通过分析含砾量对珊瑚土与陆相砾性土抗液化强度影响的差异性,进一步提出了基于含砾量的实际吹填珊瑚土抗液化强度修正公式,给出了其抗液化强度的简化估计方法。

基于动力触探的砾性土液化判别方法通用性研究

动力触探是针对砾性土力学性能评价的一种原位测试技术,具有设备简单、操作方便等优势。分别在成都平原和美国Utah地区选取典型砾性土场地,进行中美联合动力触探和有效锤击能量的测试与标定,结果表明:1在成都平原3个砾性土场地获取了中国超重型动力触探1321个重锤锤击能量记录,锤击能量传递系数的平均值约为90%,标准差为7.7%,锤击数离散性受设备操作方法的影响较大;2在美国钻机上安装中国超重型动力触探标准探头,可以有效穿透选取的试验深度为20 m的砾性土场地,并进行分层、力学性能评价;3在美国Echo dam下游坝基上2个砾性土场地获取了美国动力触探1438个重锤锤击记录,锤击能量传递系数约为74%,标准差为8.7%,锤击数离散性受拉绳、钻杆摩擦力的影响较大;4对锤击数进行能量修正之后,以2008年汶川地震砾性土液化为背景、以动力触探锤击数为基本指标的砾性土液化判别方法,具有国际通用的可行性。

砾性土动三轴液化试验橡皮膜顺变性补偿新方法

橡皮膜顺变效应对砾性土动三轴液化试验结果影响显著,采用试样注水补偿是消除橡皮膜顺变效应的基本手段。论证现有补偿方法的原理与技术缺欠,提出橡皮膜顺变性补偿新原理及新方法。通过多种含砾量砾性土大尺寸动三轴液化试验,结合橡皮膜嵌入体积测量,以能够考虑橡皮膜顺变性计算修正后孔压发展结果为参照,对新补偿方法可行性与可靠性进行对比验证。研究表明,现有补偿原理仅以动力导致橡皮膜回弹水作为总补水体积,将导致补偿不足,新补偿原理考虑了补偿过程中橡皮膜分流作用,更科学合理;在不同含砾量、不同振次条件下动三轴液化试验中,新补偿方法所得结果与理论计算相符,变化规律一致;相比现有补偿方法,新方法在单次补偿阶段无需反复补水和多回合逼近,可操作性明显增强,补偿效果明显占优。新方法操作简捷高效易推广,不仅适于砾性土动三轴液化试验,也为粗粒土动力特性试验研究提供了新的技术支撑。

砾性土液化特性与机理

2008年汶川地震之前,全球历史地震中砾性土液化实例不足10例,远远少于砂土液化的数量和规模,实际地震中砾性土液化的发生较为罕见,必然存在较为严格的发生条件,在土性条件、地震荷载、埋藏条件等均满足时才有可能发生。以2008年汶川地震大量砾性土液化为背景,详细分析了砾性土液化实例的水文与工程地质条件、渗透性能与排水边界条件,选取了典型砾性土液化场地并人工探坑获取砾性土试样,开展了试样直径为150 mm的动三轴和振动台对比试验。结果表明:1橡皮膜嵌入效应可以忽略或者进行有效消除后,相同相对密实度下砾性土、砂土的抗液化强度较为接近;2采用Seed等的孔压计算模型,随着动应力水平的逐渐增大,归一化的砾性土残余孔压比向上突起,增长模型趋向于A型曲线;3全球其他历史地震和2008年汶川地震砾性土液化实例中,基本上存在砾性土渗透系数较低或者排水边界条件受阻的情况;4砾性土符合无黏性散粒土体(包括砂土)发生液化的一般机理解释,但是,砾性土产生孔隙水压力上升、有效应力下降的现象,需要具备两个必要条件:1振动作用足以使砾性土的结构发生破坏而振密或土颗粒压碎,产生的剪应变只有大于门槛剪应变时(约0.02%),孔压才会进一步发展,剪应变只有大于一定程度时(约0.1%),孔压才有可能迅速增长直至达到上覆压力;2只有在不排水条件或排水通道不畅通的条件下,砾性土场地才有可能发生液化。

两种微倾黏土场地离心模型制备方法适用对比研究

侧移是强震灾害中场地地基破坏的典型形式之一,而倾斜场地是侧移发生的一个重要条件。倾斜场地的制备是开展离心地震模型试验的基础而重要环节,针对两种微倾灵敏或软黏土场地的制备方法,通过常重力和60 g离心加速度下的T-bar试验,探讨抗剪强度的分布规律与空间均匀性,对比了两方法的适用性。试验结果表明:表面斜割法获得模型的抗剪强度随深度变化较均匀,常重力和离心加速度下与理论状态较好吻合;双箱变换-倾楔法在拆换的剪切箱内抗剪强度随深度发生了显著折减,且在顶部呈现回弯现象,常重力和离心加速度下与理论状态偏差较大,折减系数约为0.31;相比而言,前者更适于制备微倾灵敏黏土场地模型。研究方法和结论,对动力离心模型试验制备方法选取和进一步开展黏土场地侧移离心模型试验研究,提供了重要借鉴和理论支撑。

不同厚度饱和砂土中群桩结构动力响应试验研究

液化土中桩基础动力响应规律一直是工程抗震领域关注的热点问题。本文基于非液化砂土和不同厚度饱和砂土中的2×2群桩结构模型振动台试验,通过输入一定峰值加速度和频率的正弦波,对群桩在非液化土层和两种不同厚度饱和砂土层中的横向动力响应特性进行振动台试验研究。研究结果表明:在正弦波输入情况下,非液化砂土中群桩承台加速度和位移时程与台面输入时程相比,波形变化规律与峰值大小均相差不大;而对两种不同厚度饱和砂土中承台加速度和位移峰值放大较多,在相对较薄的饱和砂土中群桩承台加速度峰值较台面输入放大了1.83倍,较台面输出位移峰值放大了1.58倍;在相对较厚的饱和砂土中承台加速度和位移峰值则分别放大了2.18倍和1.91倍,说明在相同输入条件下,较厚的饱和砂土在发生液化后群桩承台的动力响应更加显著。

赣州:应用智慧停车平台提升城市管理

当前我国经济正带动信息化技术、AI技术、物联网技术迅猛发展。随着百姓生活品质和消费能力的大幅提升,家庭购买车辆的比例也大大提高。国家城市化建设进程稳步前进,伴随而来的是中心城区停车难的问题日益严重,非法占道停车现象,降低了道路通行能力,导致城区交通拥堵、影响了交通安全。智慧化、信息化的停车解决方案为城市交通及停车管理带来高效的解决方法。

宽级配砾性土橡皮膜嵌入量计算新方法

橡皮膜嵌入影响分析是决定砾性土试验结果可靠性的关键问题,其影响因素、规律和计算方法存在很大争议,为目前影响砾性土力学性能理论研究发展和工程应用的瓶颈。通过双尺寸法,利用大型三轴仪,对11种级配的砾性土开展不同橡皮膜厚度的嵌入体积量测分析,获取单位面积橡皮膜嵌入体积与土骨架回弹体应变2个关键指标,分析主要因素影响规律,建立宽级配砾性土试样橡皮膜嵌入量新的计算模型和公式,并进行多方比较验证。研究及试验结果表明:双尺寸法在大尺寸三轴试验中对砾性土具有适用性和可靠性;单特征粒径如d50或d20都无法完整描述级配条件对橡皮膜嵌入体积的影响;橡皮膜厚度影响随土颗粒大小而变化,当d20>2.5倍膜厚时影响可忽略不计;均等固结状态下卸载回弹中砾性土并非一直呈现各向同性,基于各向同性假定的嵌入量计算模型对宽级配砾性土不适用;宽级配砾性土橡皮膜嵌入体积计算可用d10,d20与d50三因素新模型表示,新模型和计算公式形式简单,且较现有模型公式在精度和适用性上均明显占优。