广州市岩溶上覆砂土层塌陷特征及其内在机制

本文以广州实际工程地质资料和工况为基础,建立了钻探等工程洞穿岩溶顶板后溶洞上覆砂土层塌陷的有限元数值模型。采用欧拉-拉格朗日耦合法(CEL)模拟岩溶上覆砂土层塌陷过程,借鉴正交实验法进行了多组数值模拟,研究了不同覆盖土层厚度、溶洞空腔大小和砂土内摩擦角对岩溶上覆砂土层塌陷发展模式的影响,阐释了砂土覆盖层坍塌的机理。研究表明,随砂土覆盖层厚度增大,砂土层的地表最大位移和塌陷速率均呈减小趋势,中心塌陷区域明显较小。随溶洞空腔尺寸的增大,塌陷范围和地表最大位移增大。钻探等工程洞穿岩溶顶板后,靠近岩溶空腔的竖向范围土体先失稳破坏,其影响范围主要受砂土覆盖层厚度影响,且塌陷速率主要受失稳的土体范围影响。在塌陷中心土体失稳后,周围土体才受到剪切应力的影响破坏而向溶洞空腔中心产生位移,周围土体向溶洞空腔运移量主要受溶洞空腔尺寸影响,且此部分砂土呈现出近似塌陷休止角的塌陷形态。

基于机器学习的地下溶洞空间形态对地面沉降影响的分析与预测

为了解工程活动对含地下岩溶的地基造成的地面沉降规律,本文采用有限元数值模拟,分析荷载作用下含不同形式溶洞的地基的地面沉降响应。分析了溶洞的发育尺度、埋深、形状、荷载4个主要因素对地面沉降的影响。研究表明,溶洞发育尺度越大、埋深越浅、形状系数越小、荷载越大,产生的地面沉降越大,地面沉降曲线形状均为钟形,且符合高斯分布规律;通过灰色关联法计算分析表明溶洞的发育尺度与形状对最大地表沉降值的灵敏度较高,即溶洞的几何形状对地面沉降有重要影响。通过深度神经网络对有限元计算得到的地面沉降曲线进行训练,训练后的模型预测值与计算值误差在5%以内,深度神经网络可作为预测含溶洞地基在工程建设引发的地面沉降的一种有效方法。

基于矢量合波原理的微波稳相光传输研究

针对微波光子链路在实际应用中信号相位受光纤温度变化产生的波动,利用检波器矢量和原理检测微波信号的相位偏差量,并设计了信息处理模块控制可调谐电移相器进行精准的相位补偿,实现微波信号的相位稳定传送。在理论模型的基础上,实验测试了温度变化对微波光链路相位的影响,并构造了微波稳相光传输系统,使用25 km的标准单模光纤传输10 GHz微波信号,对系统输出信号进行了长时间测量,相位波动稳定控制在±2°以内,实验结果验证了该方案的可行性。

岩土力学参数的空间变异性对地面沉降的影响

基于随机场理论、有限元数值分析与Monte-Carlo随机模拟方法,研究岩土参数的空间变异性对地面沉降的影响。以内摩擦角和弹性模量空间变异性为重点,系统研究内摩擦角和弹性模量随机场的变异系数、水平和竖向相关距离对地面沉降的影响。结果表明:变异系数越大,地面沉降曲线分布的离散程度越高;对比确定性分析结果,考虑岩土参数空间变异性的随机分析结果的地面沉降更大;沉降中心偏移距离受水平相关距离和竖向相关距离影响,前者影响更大;弹性模量空间变异性对沉降中心偏移距离和沉降槽宽度的影响比内摩擦角空间变异性更大;当洞室较大时,洞室对地面沉降曲线形态的影响远大于洞室周围岩土参数变异性。