基于三维激光扫描的高陡边坡勘查与支护设计

以广东清远银湖城复杂高陡边坡为依托,采用三维激光扫描技术,查明边坡的空间展布形态、优势结构面的空间分布特征,为边坡设计提供依据。基于三维激光扫描调查和边坡稳定性评价结果,对挖方土岩组合高边坡,上部土体采用“放坡+锚杆格构梁”,中下部岩体采用“削坡+马道挡石墙”的治理措施;对填方边坡,采用“强夯加固+扶壁式或重力式挡墙直立式支挡+坡率加筋土+坡面浆砌石格构梁防护相结合”的治理措施。生态修复效果良好,经济效益显著。

覆盖型岩溶地基加固处理与效果检测

为保证建筑物地基基础施工时的安全,在查明某商住楼场地岩溶发育情况基础上,采取注浆法对该岩溶场地进行加固处理。施工结束后,采用钻探抽芯法、标准贯入试验、室内土工试验等多种方法对注浆处理效果进行检测分析。结果表明:采用注浆法处理后,溶(土)洞充填效果明显,平板载荷试验得到的地基承载力特征值增长超17.4%,标准贯入试验击数平均值增长17.6%~31.3%,土层孔隙比、压缩模量、黏聚力、内摩擦角等物理参数整体提升5.6%~20.4%。注浆处理对土层加密效果较好,能有效预防建筑场地在地基基础施工过程中发生地面塌陷地质灾害。

基于三轴试验的非饱和土抗剪强度影响因素分析

已有的研究成果表明,含水量和干密度等物性指标对非饱和土的抗剪强度具有较大的影响,因此,有必要从试验的角度探讨含水量和干密度对非饱和土的抗剪强度的影响规律。通过三轴剪切试验,开展了控制含水量和干密度的重塑非饱和土的试验测试,试验结果表明,含水量和干密度是影响非饱和土抗剪强度的重要因素,最佳含水量和最大干密度是应力-应变关系相互转化的临界点。

广州市主要断裂特征及其对城市建设的影响

广州市地处粤中低山与珠江三角洲之间的过渡地带,断裂构造数量多,类型复杂,断裂活动及新构造运动对城市规划和建设有重要影响。本文综合分析了大量前人的研究成果,对广州市城区主要断裂的活动性进行分类和分级,结合广州市的实际情况,提出了广州市城市规划与建设中活动性断裂的避让依据和策略。

基于分形理论的土体级配评价方法及应用

为优化《土工试验方法标准》中的土体级配评价方法,探索应用分形理论研究路基工程中土颗粒级配评价方法。基于土体的自相似性特征,应用分形理论,建立不均匀系数C_(u)、曲率系数C_(c)与分维系数D之间的函数关系,通过土体分维系数D来评价土体级配特征,为土体级配特征研究提供了一种新方法;通过工程案例应用,验证了评价方法的可靠性。由于分维系数概念清晰,物理意义明确,可通过颗粒分析试验获得,便于在工程上推广应用。

基质吸力与含水量及干密度定量关系研究

借鉴结晶矿物学/粉体力学与工程中的配位数概念,基于Smith试验公式、Fisher经验公式和Young-Laplace公式,建立含水量、干密度或孔隙比等非饱和土的宏观状态量与两土颗粒之间水环体积、饱和角等微观状态变量之间的对应关系,从理论上推导并给出基质吸力的定量计算公式。计算结果表明:非饱和土基质吸力随含水量的增大而单调减小,二者表现为非线性关系;基质吸力与干密度或孔隙比表现为良好的线性关系,但在低含水量段,基质吸力随干密度的增大而增加的趋势明显,而在高含水量段,基质吸力则基本保持不变。计算结果与已有的试验结果吻合较好。

交通荷载下路基土中动应力响应特征分析

为分析路基土的动力响应特征,结合层状黏弹性体系理论,借助黏弹性运动方程和用复柔量表征应力应变关系的本构方程,采用传递矩阵法建立层状黏弹性路基土响应行车荷载的力学行为分析模型,利用实测数据对模型进行了验证。基于该模型和静力学理论,考察了路基土中动静应力随深度的分布规律,探讨车辆荷载强度、荷载频率、循环加载次数、路基深度、土层复柔量、土层密度等因素对路基土中竖向动应力的大小及分布特征的影响,得到了一些有益的结论。

非饱和土湿吸力与含水率的定量关系研究

以立方松散堆积方式为例,从理论上推导并给出了湿吸力与非饱和土含水率的定量关系表达式,开展了不同含水率状态下重塑细粒砂性土的吸力测试,对试验结果进行了曲线拟合和分析,理论计算和试验拟合结果均表明:对于特定的非饱和土,湿吸力随含水率先增大而后减小,即存在确定的界限含水率。这与"在一定的土体含水率变化范围内,非饱和土,尤其是非饱和砂性土的强度随含水率的增加而先增大后减小"的事实完全相符,这再次证明了湿吸力,而非基质吸力,才是非饱和土有效应力的重要组成部分。

非饱和土粒间吸力研究的若干思考和进展

非饱和土粒间吸力是建立非饱和土有效应力原理和抗剪强度理论的基础前提,从各力的本质、概念、大小等不同角度出发,对目前非饱和土研究中常见的几种吸力进行了详细对比和分析。基质吸力表示土壤吸水的趋势,强调的是土颗粒与水之间的相互作用,并非土颗粒间的相互作用,与有效应力概念的本质不符,是Bishop和Fredlund强度理论中分别存在着物理意义不明确参数x和φb的根本原因;广义吸力虽然考虑了结构吸力的作用,但仍将基质吸力作为有效应力的一部分,使原本"实用、简化"的目标更加复杂化;附加内压力将基质吸力以及表面张力的作用进行叠加,存在力作用大小上的重复,同时未考虑结构吸力的作用;张力吸力将表面张力沿两土颗粒连线方向的分量———张力吸力和基质吸力进行叠加,一是仍将基质吸力作为有效应力的一部分,二是同样未考虑结构吸力的作用;粒间吸力(湿吸力和结构吸力)考虑了因土体结构性引起的结构吸力作用,同时也考虑了气液界面上收缩膜的效应———湿吸力的作用,基于粒间吸力的非饱和土有效应力及强度理论不仅符合有效应力定义的本质,而且合理地解释了非饱和土中诸如收缩膜张力的方向性、土中应力概念的平均性、土体物理本质的唯一性、随含水率变化的连续性以及对不同类型土的适应性等众多现象。因此,从粒间吸力的角度出发来研究非饱和土的有效应力原理是正确、可行的。

单点动载下路基动应力状态及有效作用半径分析

基于传统的Boussinesq课题解答,利用集中荷载作用下半无限空间弹性路基中不同空间位置,且满足一定限制条件的点的应力应变状态的集合来表征单次行车荷载下路基岩土体内某一点加载、卸载全过程的应力、应变等力学响应,将动力学问题转化为准静力学问题,建立着眼于简单与实用的路基动力学行为分析模型。借助建立的模型探讨路基一个加载、卸载全过程的应力状态及其有效作用半径。研究表明,(1)路基单元体动正应力差(σz?σx)和(σz?σy)曲线表现为脉冲状,而(σx?σy)曲线为双峰状;(2)最大主应力σ1绕z轴可能突发大角度旋转,但与z轴交角则连续旋转180°,最小主应力σ3整体旋转特征不甚明显,中间主应力σ2方向变化规律性较差;(3)单次交通荷载对路基路面系统的有效作用半径确定为10 m,影响范围确定为以荷载作用点为圆心,以10 m为半径的空间半球体。最后,利用原位监测数据对确定单次交通荷载的有效作用半径为10 m的合理性进行验证。

不等粒径非饱和土湿吸力量化计算及影响因素分析

吸力是非饱和土土力学研究的理论基础,从土颗粒的微观接触模型入手研究非饱和土的吸力具有重要的理论意义和实用价值。以往非饱和土吸力的研究大多是建立在等粒径球形颗粒模型的基础上,实际上,土体的颗粒大小并不相等。本文以不等粒径球形颗粒模型为基础,从理论上推导出的微观湿吸力与饱和角、接触角、颗粒半径间的关系式,并进行了定量计算。计算表明,当粒径比相等时,微观湿吸力随颗粒半径的增大而减小,随饱和角的增大而减小,并且存在最大饱和角,当饱和角趋近于最大饱和角时,微观湿吸力趋向于零。

基于分形理论的非饱和土结构吸力定量计算

已有的研究成果表明,非饱和土强度和变形特性在很大程度上是由结构吸力决定的。本文在可变结构吸力初步表达式的基础上,借鉴分形理论中的有关概念和方法,推导出不等粒径颗粒间可变结构吸力与土体含水量、干密度、孔隙比等的定量计算公式,并从理论上分析了可变结构吸力与含水量、干密度、孔隙比的关系。研究结果表明,可变结构吸力随着含水量的增大单调递减,随着干密度的增大单调递增,随着孔隙比的增大单调递减,与前人理论研究和试验研究结果一致。

分形几何在岩土力学研究中的过去、现在与未来

首先简略地介绍了分形几何理论及其方法。从岩土材料结构的定量描述、流体在岩土体中的渗流问题、岩土材料强度的分形模型和分形空间的力学特征四个方面叙述了分形理论在岩土力学研究中取得的成果及应用。指出只有将岩土力学系统在欧氏空间的各种基本变量、原理和方法向分形空间推广和拓展,才能产生对岩土材料非线性力学行为的新认识,这也是分形理论在岩土力学研究中进一步深化的基础。

基于极射赤平投影法和强度折减法的岩质边坡稳定性分析

在对广东省清远市某岩质高边坡人工调查的基础上,运用三维激光扫描仪量测边坡地形以及结构面产状和间距,利用极射赤平投影法分析边坡结构面切割体的稳定性,并用有限元软件ABAQUS分析边坡的整体稳定性和变形发展趋势。研究结果表明:三维激光扫描仪能准确快速地获得岩质边坡的地形和结构面数据,该岩质边坡整体相对稳定,但存在崩塌、结构面切割体不稳定等灾害,极射赤平投影法和强度折减法的结合使得对岩质边坡的稳定性分析更全面。

城市地质调查在海绵城市建设中的运用——以广州市番禺区为例

海绵城市的提出适应了城市发展的需要,旨在以保护生态为基础,高效解决城市水问题。在此背景下,如何通过城市地质调查更好地服务海绵城市建设,成为新时代城市地质调查的新方向和新挑战。本文阐述了海绵城市建设背景下城市地质调查重点的四大思考,并以番禺区地下水资源调查服务海绵城市建设为例,从水文地质条件的角度,对海绵城市建设适宜性进行评价。

层次分析法在工程建设适宜性评价中的应用——以广州市某镇为例

地质环境是城市规划建设的载体,综合分析各地质环境要素,判定工程建设适宜性,降低城市建设成本与风险,是实现科学化、精细化、品质化城市设计的有效手段。本文以广州市某镇为例,采用层次分析法对研究区的地质环境质量进行量化计算,划分工程建设适宜性亚区,提出针对性的城市用地建议,便于规划设计和决策人员全面认识和把握地质环境容量,为优化城市规划布局提供决策性依据。

城市洪涝潜力评估及地下工程排水系统研发

城市地下工程排水越来越受到国家重视,如何对城市洪涝区域进行潜力评估与规划,探索建筑信息模型(BIM)在地下工程排水中的应用设计是目前工程界所关注的热点.将定量和定性相结合,提出了基于改进模糊层次分析法的海绵城市建设重点评估体系,从河道、湖泊、滨水低洼地区、建筑与小区、绿地与广场、城市道路及其周围区域等4个地区科学地筛选出地下工程排水建设的重点项目,与调研结果相检验.并对该区域进行细致的地下工程排水优化设计研究.研究结果发现,城市道路与周围区域的建设是海绵城市地下工程排水设计的重点,在设计上创新地引入BIM,更加直观地展现地下工程排水内部设计结构,对比BIM技术与传统的设计方案,BIM技术在城市地下排水中应用价值更大,前景更加广阔.