虹吸排水法处理软土地基的水位与沉降计算模型

软土具有渗透性差、承载力低等特性,软土地基的处理一直是岩土工程中的一大难题。利用虹吸免动力排水的特点,可将虹吸排水法应用于软土地基处理中,达到改善土体性质的目的。本文针对虹吸排水法独特的定降深降水模式,先基于离散化的Theis井流模型以及非线性的分层总和法,构建了以孔隙率为核心、渗透系数与压缩模量随固结情况改变的水位与沉降动态计算模型,并与数值模拟结果对比,然后从土体渗透系数、排水板间距以及场地大小3个方面对虹吸排水法处理软土地基的效果进行了分析。结果表明:数值模拟结果验证了计算模型的可靠性,对于浙江沿海不同渗透系数的土体,虹吸排水法均可起到良好的排水固结作用;调整排水板间距可对排水固结时间以及地下水位线起到显著控制作用;排水带来的附加应力随着场地面积的增大向土体深处延伸,对于面积50 m×50 m大小的场地,有效影响深度可达到地表以下27.31 m,远远超出虹吸扬程的极限。在实际的大面积软土地基处理中,虹吸排水法可发挥更好的作用。

昌岭山油松年内径向生长特征及其对气候的响应

利用树木径向生长记录仪对甘肃昌岭山油松径向生长进行了连续三年动态监测,通过平均值法提取了油松净径向生长数据,利用Gompertz函数对油松径向生长曲线进行拟合,分析了油松年内径向生长特征,并结合气象资料分析了油松径向生长对温度和降水的响应,探讨了油松径向生长开始时间与温度的关系以及气候影响油松径向生长的机制。结果表明:(1)油松年内径向生长速率先增大后减小,最大值出现5月下旬到6月上旬,主要生长时间集中在5—8月。两棵油松径向生长开始时间较一致,出现在4月上旬和中旬,但结束时间存在较大差异。(2)生长期油松径向生长与平均气温、最高气温和最低气温均呈负相关,与降水呈正相关,但相关性强弱存在年际差异。(3)昌岭山地区油松径向生长开始的平均气温阈值在7℃左右。生长季温度会通过影响水分条件间接对油松径向生长造成影响,异常充沛的降水可能是2019年6月两棵油松净径向生长量偏多的主要原因。

基于多因素-多尺度分析的阶跃型滑坡位移预测

为了定量分析阶跃型滑坡位移与诱发因素之间的时滞效应,提高位移预测精度,本文提出新的预测模型并进行对比分析。首先基于时间序列分析将滑坡累计位移分离为趋势项和周期项;然后采用最大信息系数(Cmi)、多元经验模态分解(MEMD)方法进行多因素分析和多尺度分析,构建出多因素-多尺度MEMD预测模型;最后以三峡库区八字门滑坡为例,通过Cmi选取最优滞后期的诱发因素作为模型输入,在用MEMD方法分解多元序列的基础上建立时间多尺度模型,并与单因素-单尺度模型、多因素-单尺度模型及单因素-多尺度EMD(经验模态分解)模型进行对比。结果表明:八字门滑坡降雨和库水位的最优滞后期分别为2 d和4 d;滑坡多元序列经MEMD方法分解后得到3组模态函数,每组均有7个分量,各对应分量的时间尺度一致,其中周期项位移受诱发因素的响应具有时间多尺度特性;多因素-多尺度MEMD预测模型的均方根误差相较于以上3种对比模型分别平均降低49.4%、36.9%和27.4%,平均绝对百分比误差分别平均降低38.0%、26.4%和15.8%。

金钱和消费结果的序列偏好比较:目标凸显性的中介作用

在跨期选择的研究中,决策者偏好递增还是递减序列存在争论。本研究提出不同的结果类型(金钱结果 vs.消费结果)导致了决策者在序列中偏好不一致的现象。结果发现:(1)在消费结果下,决策者偏好递增序列;在金钱结果下,决策者偏好递减序列;(2)收益目标(尽快获得更好的结果)和改善目标(获得的结果越来越好)的目标凸显性在其中起到了中介作用,决策者在金钱结果序列中更注重收益目标,而在消费结果序列中更注重改善目标;(3)金钱结果序列的选项内部结构(梯度大小)会影响两个冲突目标的凸显性,从而影响决策者偏好递减的程度。本文提示研究者和管理者需区分结果类别的不同对序列偏好的影响。

基于振动-负压排水法的泥浆加速脱水试验研究

为探索高含水率泥浆经济有效的脱水方法,探讨了振动作用和负压效应加快泥浆脱水的可行性,并设计了室内模拟试验。试验过程中监测排水量随时间变化并取样测定排水含土量,通过施加不同频率的振动力、改变振动范围以及使用不同单位面积质量的土工织物滤层,对振动-负压排水法处理工程泥浆的效果开展了研究。试验结果表明:①负压排水相较重力排水,能够形成真空并提升排水速率,加快排水进程,对负压排水施加振动力能够对泥浆形成扰动,加快自由水的排出,缓解土工织物淤堵,提高排水速率;②扩大振动范围以及提高振动频率均能提高振动-负压法处理泥浆的排水速率,但过高的振动频率会使土工织物滤层失效、土颗粒大量流失;③振动-负压排水法处理泥浆时应当采用较低频率振动和较厚的土工织物,以保证土工织物滤层的有效性。

边坡虹吸排水管内空气积累原因及应对措施

坡体地下水位上升是诱发滑坡的重要因素,实时排出地下水是防治边坡地质灾害的有效手段。虹吸排水具有免动力和流动过程由液位变化自动控制的物理特性,可满足实时排出坡体地下水的需要,但虹吸管中空气积累会导致虹吸过程中断,制约了边坡虹吸排水技术的推广应用。溶解于水的空气因虹吸管内压力降低而释出是形成气泡的物理基础。实验结果表明,虹吸进水口水面以上垂直高度3.5m以上就会出现大量气泡,经过虹吸顶点后,气泡发生强烈的兼并形成大气泡。当虹吸管的进出水口的水头差较大时,气泡间的水弹容易推动气泡从出水口排出。当虹吸管直径大于5mm时,缓慢的虹吸流动,会发生管内气泡的积累,最终破坏虹吸过程;虹吸管的直径小于4mm时,可以形成基本稳定的弹状流。因此,为保持边坡虹吸过程长期有效,经常性降雨并且坡体地下水丰富的地区可选用直径为5mm的虹吸管,非经常性降雨的地区应选择小于等于4mm的虹吸管。

大型地下洞室围岩稳定性数值模拟分析

结合泰安抽水蓄能电站的工程建设实际,在现场地质调查和场区地勘资料分析的基础上,深入分析了工程区的地质力学环境条件,建立了能够反映研究区地貌、岩体结构和地应力环境条件的力学模型.以地应力实测结果为参照依据,采用线性有限元法反演分析了初始地应力场,采用非线性有限元方法模拟了地下厂房等主要洞室开挖施工与支护过程中的围岩应力和稳定性状况,全面论证了大型地下洞室开挖方案的可行性,揭示了大型地下洞室不同开挖阶段应力的集中部位和围岩的潜在破坏部位.

破碎岩质边坡排水隧洞效果监测分析

通过实际工程,研究降雨量、地下水位、排水隧洞流量的监测数据资料。对比实施地下排水工程措施前后滑坡体的地下水位监测结果,表明破碎岩质边坡中采用地下排水隧洞,可使坡体中的地下水位明显下降。分析坡体地下水位与降雨的相关性,表明所研究滑坡的地下水位上升一般滞后于降雨过程,但在有前期降雨积累时,后期的强降雨可能即时提高边坡地下水位而诱发滑坡。排水隧洞流量与降雨过程关系分析结果表明,各时段的排水隧洞流量变化与降雨过程基本同步,并且当降雨量大于某个阀值时,才会引起排水隧洞流量的变化。分析对比排水隧洞流量和坡体地下水位各自的变化过程,可以发现,降雨首先是引起排水隧洞的流量增加,而坡体地下水位上升有一定的时间滞后,即排水隧洞流量增加先于地下水位上升,表明排水隧洞的排水作用能有效地降低一次降雨过程可能引起的地下水位上升的最大高度。研究结果表明,在破碎岩质边坡中实施地下排水隧洞措施是合理有效的,对类似边坡的防灾治理可提供借鉴。

洞室围岩薄弱区三维数值模拟研究

洞室围岩破坏通常是从局部开始的,首先破坏的部位就是围岩的薄弱部位或关键部位。对薄弱部位及时加固将收到事半功倍的效果。围岩软弱层带和围岩应力集中是形成薄弱区的两种基本原因。围岩的薄弱部位既具有一定的规律性,又可因岩体结构特征、初始地应力场、洞室形态和洞轴线展布方向、开挖方式的不同而有所区别。对泰安抽水蓄能电站地下洞群围岩稳定性进行了三维有限元数值模拟研究,结果表明:围岩最薄弱部位有时可能在距洞端一定距离上;围岩稳定性分析中选择洞室中部垂直洞轴线剖面作为典型剖面进行稳定性分析,由此而获得的计算结果有时可能偏于不安全。对于复杂的大型地下洞室群,应采用三维数值分析方法进行模拟才能找出潜在的围岩薄弱区。

工程措施影响滑坡地下水动态的数值模拟研究

大多数滑坡的发生与地下水活动有关 ,地下水的动态变化直接关系到滑坡的稳定性状况。因此 ,在滑坡治理工程中 ,首先需要研究各种影响因素和工程治理措施对坡体地下水位的影响方式 ,从而正确分析滑坡成因机制和制定合理的滑坡治理方案。基于工程滑坡实例研究 ,利用数值模拟 ,揭示了滑坡治理工程中地下排水洞的排水效果 ,分析了地表水集中入渗和设置抗滑桩后地下水渗流场的变化特征。表明数值模拟研究 ,可以有效地揭示工程措施及主要影响因素对滑坡地下水动态的影响方式 。

溜砂坡的成灾机理与防治对策

溜砂坡是我国西部山区公路的主要地质灾害之一。由于对溜砂坡的形成发展机理认识不足,目前采用的治理措施不能很好地解决溜砂灾害,有些工程措施反而会加大灾害程度。通过对川藏公路沿线溜砂坡的调查研究,阐述了溜砂坡的最基本特性是其生长性,分析了溜砂坡的成灾机理和危害性特点,有针对性地提出了符合西部地区经济条件的溜砂坡防治措施。

从风险决策中的多次博弈到单次博弈:量变还是质变?

诺贝尔经济学奖获得者Samuelson于1963年发现人们在单次和多次博弈条件下决策行为不一致。文章综述了两种博弈条件下人们决策行为的差异并质疑了这种差异的传统理论解释机制。描述或预测决策行为的风险决策理论其实只采用了一种评价法则——期望法则,始终没有跳出"最大化"的窠臼。基于实验证据,我们推测,多次博弈时人们遵守了期望法则,而单次博弈时人们所遵循的是非补偿性法则。从多次博弈到单次博弈,不单单是一种博弈次数上的变化(量变),而是代表了从期望法则(补偿性法则)到非补偿性法则两种策略之间的转变(质变)。最后,文章介绍了单次、多次博弈问题在医疗、应急管理以及投资领域的体现,并呼吁更多的研究者关注单次、多次博弈问题。

高水力梯度下土工织物滤层淤堵的室内模拟研究

本文利用自主设计的渗透淤堵试验装置,采用不同单位面积质量(等效孔径)的土工织物对砂质粉土和黏土进行了高水力梯度条件下的室内渗透淤堵试验,对高水力梯度下不同土体和土工织物的渗透淤堵规律及机理展开研究,为进一步认识和解决排水工程中土工织物滤层淤堵问题提供依据。试验数据表明,在水力梯度升高时,砂质粉土与土工织物系统不易产生淤堵,由于黏土起始水力梯度的存在,黏土的渗透系数会出现先增大后减小的现象。但在极高水力梯度时,由于渗透力大大增加和压实作用,会导致土工织物表面及内部含土量增加,黏土与土工织物复合系统的渗透系数随时间逐渐减小。在较高水力梯度下,使用较小孔径的土工织物会造成渗透系数的显著减小,较高水力梯度下的黏土排水工程可以适当采用等效孔径稍大的土工织物以避免淤堵。极高水力梯度下的排水工程应当采取降低水力梯度或者增加土工织物厚度的措施避免土工织物破坏。

浙江上三公路6^#滑坡的地下水作用与控制

大多数滑坡的发生与地下水活动有关,地下水的动态变化直接关系到滑坡的稳定性状况。由于边坡介质的非均匀性,以及滑坡过程中边坡的变形破坏具有非连续性,故在滑坡发生的过程中地下水位的变化和地下水渗流方式的变化是一个复杂的过程。含碎石的滑坡体在长期地质作用过程中形成了地下水管网状排泄系统,这种排泄系统对限制地下水位上升和保持边坡的稳定性具有重要的作用。从上三公路6#滑坡研究结果中可以看到,滑坡体中地下水渗流具有很大的不均匀性,大多呈管状集中渗流,当边坡发生变形和破坏时,地下水管网状排泄系统将因坡体的不连续变形而发生破坏,从而导致地下水位的快速上升,甚至溢出地表,使边坡稳定性迅速下降,滑坡的变形破坏加速发展。地下排水洞能有效地控制地下水水位的上升,特别是能有效防止前期降水在坡体中的积累效应,是滑坡治理中值得推广的工程措施。

松散堆积土中的隔水层对边坡稳定性的影响

通过大量滑坡案例的地质调查,发现隔水层在滑坡过程中产生重要的影响.为了揭示相对隔水层对边坡稳定性的影响机制,构建包含隔水层的边坡模型,模拟降雨和斜坡后缘地下水入渗的物理力学作用.模型试验结果表明,降雨入渗主要影响隔水层上部土体,使含水量快速升高、土体变形和坡体的下滑推力迅速增大,隔水层下部土体的含水量等参数基本不变.在模型试验中当使后缘地下水入渗到隔水层下部坡体时,虽然只影响隔水层下部坡体的含水量和孔隙水压力,但力学作用影响整个边坡,不仅引起隔水层下部土体的变形,使下滑推力增大,而且在更大程度上影响隔水层上部土体的变形,使隔水层上部土层的下滑推力大幅提高.

负折扣现象:跨期决策中的自我-他人决策差异

负折扣现象作为一种违背时间折扣假定的现象越来越多地引起研究者关注。本文通过两种指标考察了为自己决策和为他人决策在负折扣现象上的差异。实验1运用二择一选择范式考察人们在为自己决策和为他人决策时对于何时发生负性事件的时间偏好。结果发现,相比较于为他人决策,为自己决策时被试更倾向于选择早些发生负性事件,即更容易产生负折扣现象。实验2运用测量时间折扣率的经典范式考察了人们在为自己决策和为他人决策时的时间折扣率。结果发现,为自己决策时比为他人决策时的时间折扣率更小,更容易出现负折扣率。总体结果表明,为自己决策比为他人决策更容易出现负折扣现象。从情绪卷入的角度看,我们推测,为自己决策时由于更多的预期负性情绪卷入,从而导致更容易产生负折扣现象。

边坡俯倾排水孔负压排水法研究

实时排出坡体地下水可减少降雨诱发型滑坡灾害的发生。仰斜排水孔是滑坡治理中常用的排水方法,但排水孔的淤堵问题影响了排水的效果,其使用的耐久性也得不到保证。论文提出一种俯倾排水孔负压排水法,将钻孔分为下部透水孔段和上部注浆封闭孔段,中间使用止浆体分隔,虹吸排水管穿过注浆封闭孔段进入透水孔段的底部。当坡内地下水位上升,引起排水管进水口的水头高程大于钻孔的孔口高程时,虹吸排水自然启动并在透水孔段内产生负压,从而加快排水速度。负压排水过程的抽吸作用可将孔内淤积物排出,而封闭孔段将钻孔透水孔段与大气隔离,有利于解决化学淤堵问题和生物淤堵问题。论文首先定性分析了该方法的作用原理和应用可行性,再在恒定水头条件下,进行了负压和排水能力的物理模型试验。试验表明:(1)排水过程可以产生必要的孔内负压条件;(2)排水一段时间后,透水空腔内的压强值不再变化,排水流量基本稳定;(3)增大排水管径或增大排水口与透水空腔高差,可使透水空腔内产生更大的负压值,从而提高排水效果。因此该方法是一种新型有效的排水方法,有较好的工程应用价值。

虹吸联合堆载预压排水固结效果模型试验

软土具有高压缩性、高含水量、低渗透性和低强度等特点,排水固结是提高软土地基强度、减小工后沉降的重要手段。本文突破传统的井孔排水理念,利用虹吸免动力实现水体跨越输送的物理特性,提出了一种井点抽水控制群管虹吸的排水方案,以解决低渗透软土无法直接动力抽排地下水的物理制约问题。为了验证虹吸联合堆载预压方法的有效性,本文采用室内物理模型试验,通过测试虹吸排水流量变化情况、排水引起软土内部孔隙水压力变化特征、土体表面沉降变形特性,分析应用虹吸联合堆载预压的作用效果。试验证明在单纯虹吸排水、单纯堆载预压固结以及虹吸联合堆载预压固结3种工况中,虹吸联合堆载预压固结方法下的土体排水流量最大,虹吸对于降低软土体内的地下水作用显著,可将模型箱内软土中的水位下降至模型箱底部。通过80 d的排水固结试验,单纯虹吸排水引起的沉降值约为8 mm,仅堆载预压引起的沉降为12 mm,虹吸联合堆载预压引起沉降为16 mm,证明了虹吸联合堆载预压固结方法的优势。

高填方路基诱发滑坡机理分析

通过对上三高速公路K92滑坡工程地质条件、滑坡特征及滑坡稳定性的分析,采用不分离接触数值模型模拟边坡的变形破坏,初步揭示了松散覆盖土层上厚度较大的高填方路基是诱发滑坡的内在机理。该类型滑坡的产生是由于路基堆载使坡体产生垂直方向的压缩变形,也使坡体向坡脚方向产生一定的挤出变形,最后诱发了推动式滑坡。

跨期决策是基于选项还是基于维度?

跨期决策有许多不同的理论模型,按其所指信息加工过程,可以分成基于选项的和基于维度的两类决策模型。前者认为各跨期选项被独立赋予一个主观价值,主观价值最大的选项被选择;而后者则认为选项是基于维度被比较的,比较中占优势的选项被选择。本文从行为结果、过程数据和对基于选项模型基本假设的质疑等角度综述了近来支持基于维度模型的证据;并提出未来需要进一步应用认知行为实验和眼动追踪技术对两类模型进行过程研究、在基于维度模型的指导下进行f MRI研究,以及加强损失领域的跨期决策研究以完善跨期决策模型。