岩土工程勘察、测试与评价进展

文章全面总结了近5年岩土工程勘察测试与评价领域的技术进展,主要包括土工室内试验技术,原位测试技术、模型试验以及岩土工程勘察测试智能化技术。重点介绍了特殊环境(低温)试验技术、特殊材料(含气土、污染土等)、新型微观分析、技术原位测试新功能与新应用、水陆域超深原位测试技术、土工离心机技术、大型模型试验技术、智能勘察技术、智能监测技术、智能评价技术以及岩土工程智能管理平台建设等方面的进展。分析表明,重大工程建设、低碳绿色理念、智能技术、极端环境催生了一批岩土工程勘察测试新技术与新方法,智能化测试与评价是未来一段时期我国岩土工程勘察评价技术发展的方向。

复杂环境下基于CPTU的深基坑土压力模型与工程应用

土压力计算是深基坑围护结构设计的重要组成部分,但现有土压力模型难以合理地考虑开挖扰动诱发土体工程性质演化影响。孔压静力触探(piezocone penetration test,CPTU)能够有效避免取样扰动,并快速提供连续的原位土测试参数(锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力)。基于CPTU原位测试和位移相关土压力模型,结合库仑土压力框架,综合考虑开挖诱发土体工程性质演化、邻近地下结构(受限空间)、土拱效应、地基土强度参数和土-结构界面摩擦角等影响因素,构建了复杂环境下深基坑土压力统一计算模型(主动状态至被动状态)。分别通过与室内1g模型试验和离心机试验结果对比,验证了所构建模型的准确性与合理性。进一步将所构建模型应用至太湖冲湖积相软土地区某邻近地铁车站的深基坑工程。现场分别在基坑开挖前后对围护结构的两侧(基坑内外)开展了CPTU原位测试,并监测得到了围护结构侧向变形与土压力变化。原位测试解译结果表明,基坑开挖显著地改变了周边土体状态参数,但对于有效内摩擦角的影响甚微。与现场所测土压力对比指出,基于CPTU的土压力模型能够较好地反映复杂环境下基坑土压力变化,成功实现了工程应用。

碳化复合桩(MCP)原理与应用试验研究

介绍了一种基于MgO碳化固化软弱土技术的碳化复合桩(MCP),通过透气管桩向MgO搅拌桩注入CO_(2)气体进行碳化形成新型复合桩。进行了室内模型试验,通过对碳化过程和碳化后的温度、物理、力学等特性的分析,论证了该技术在粉土和淤泥质土中的适应性,结果表明,在MgO充分水化的条件下,不同深度的碳化反应较为均匀;在透气管桩外围存在有效碳化距离和最大碳化距离,在有效碳化距离内可获取良好的碳化效果,揭示了MCP的形成机理与影响因素。在室内试验基础上开展了现场应用试验,结果表明,MCP施工工艺方便、成桩效果好且桩身强度均匀,碳化桩体标贯击数均值为39;其单桩竖向极限承载力为1920 kN,相对于PHC管桩提升37%。室内与现场试验表明,MCP复合桩兼具固碳与加固效果,对岩土工程低碳化发展具有重要意义。

碱渣轻质土路基填筑应用试验研究

碱渣是氨碱法制纯碱过程中产生的废渣,其大量堆积往往导致土壤、空气和水体污染。为实现碱渣的再利用,提出了利用碱渣废弃物制备碱渣轻质土(A-LS)的技术思路与方法,并通过室内试验和现场填筑试验论证了该方法的可行性。通过系统试验分析,得出了A-LS的材料配比及其制备方法;通过抗压强度试验、直剪试验、CBR试验、干湿循环试验、冻融循环试验和现场填筑试验,对A-LS的力学特性、耐久性和路用性能进行了系统研究。研究结果表明:A-LS的抗压强度、割线模量、抗剪强度和CBR均随着湿密度的增加而增大,亦随着龄期的延长而增大。A-LS抵抗干湿循环和冻融循环的能力强,具有良好的耐久性。将A-LS应用于连云港至宿迁高速公路徐圩至灌云段X204桥头,现场试验表明A-LS的抗压强度、CBR、回弹模量和弯沉均满足设计及规范要求。A-LS可大量消纳碱渣废弃物,节约70%的水泥,减小碳排放,具有工艺简单、经济环保、密度和强度可调节、适用范围广等特点,具有很好的推广应用前景。

振杆密实法处理筛余回填土地基现场试验研究

为探究振杆密实法应用于筛余回填土地基的可行性,依托乌鲁木齐市白鸟湖医院建设项目,采用自主研发的振杆密实法设备开展了筛余回填土地基现场试验研究,使用压实度检测、重型动力触探和平板载荷试验及瑞利面波测试等原位测试方法对加固效果进行了评价.结果表明:处理后筛余回填土的压实度提高了12.13%~48.08%;处理范围内土层的动力触探击数随深度增加而增大,较处理前平均提高2倍以上;处理后地基承载力特征值f_(ak)为277 kPa,满足设计要求,土层平均波速由136 m/s提升至175 m/s,提高约29%.振杆密实法可以显著提升筛余回填土地基的承载力和均匀性,为筛余回填土地基的加固处理提供了一种新思路.

基于CPTU/SDMT原位测试的软弱土HSS本构模型参数确定方法

小应变硬化(Hardening Soil-Small,HSS)模型因其能够准确反映土体小应变范围内剪切模量的非线性特性,在地下工程开挖变形计算中得到了广泛应用。软弱土的力学特性易受钻孔取样扰动影响,导致常规室内单元试验标定的HSS本构模型参数存在一定误差。根据原位测试技术确定土体参数可有效避免取样扰动的思路,提出了基于孔压静力触探(Piezocone Penetration Test,CPTU)和地震波扁铲侧胀仪(Seismic Dilatometer Test,SDMT)的HSS模型参数确定方法。将所提方法应用至苏州典型软土地区邻轨深基坑工程中,计算得到了全套HSS模型参数,并分别通过与室内固结压缩-回弹曲线和现场动力波速测试数据进行对比,验证了所提方法的准确性和合理性,进一步将所得参数应用于深基坑开挖变形响应计算。结果表明,邻轨基坑开挖变形计算结果与现场监测数据基本一致,证明了基于CPTU/SDMT原位测试的HSS模型参数确定方法的工程适用性。

基于PFEM法的黄土地基振杆密实过程大变形分析

采用粒子有限元方法(PFEM)及结构性土的本构模型,对振杆密实法加固砂质黄土地基的大变形过程进行了数值模拟研究,分析了振杆贯入过程中周围土体的位移场、应力场、速度场以及塑性体应变等分布规律,揭示了砂质黄土地基深层振动密实机理.结果表明:现场实测和数值模拟获得的地面垂直振动速度峰值变化趋势较为一致,验证了粒子有限元方法的可靠性;垂直激振的振杆能够同时引起土体垂直方向和水平方向上位移场、应力场和速度场的变化;在距振源水平距离5R(R为振杆半径)范围内,土颗粒以半梭形向外扩展并趋于密实,同时水平应力大幅增加并产生预压效果;以塑性体应变作为加固范围的评价标准,结果表明土体径向加固范围随振杆贯入深度增加而略有增大,最大径向加固范围约为3.2R,且振杆底端以下1R~2R范围亦有密实效果.

振杆密实法加固粗粒混合土模型试验

中国中西部地区粗粒混合土分布广泛,但其松散性和不均匀性导致这些散体材料难以作为构筑物的地基。以提高粗粒混合土地基的承载力和消除不均匀性为主要目标,提出使用振杆法处理粗粒混合土地基,以室内模型试验为主要研究手段,分别进行了振动加固试验、轻型动力触探试验和密度测量试验,并在试验过程中实时监测振动和沉降指标,探究了振杆密实法对粗粒土的加固效果,分析了k值(d90/振杆直径)和振动频率对加固效果的影响。结果表明:振动处理后,式样的轻型动力触探击数平均可达13击,较处理前提高了11击,试样底部的平均压实度可达81%,相应的承载力提高200 kPa以上,经振杆密实法处理后变为低压缩性地基土;当k值在1/2.0时,加固效果优于k值为1/10.0的情况,前者的地基承载力和沉降率比后者分别高出50 kPa和7%左右;粗粒混合土在14 Hz振动频率下的地表振动速度较大,可达36 mm/s,对采集到的振动数据进行了希尔伯特-黄变换(HHT),其HHT能谱图显示振动频率在14 Hz附近时,地震响应较大;以正三角型布置加固点位,群点作用可以有效地消除地基土的不均匀性,地基土的不均匀系数K从试验前的26.40减小到1.39。振杆密实法可为粗粒混合土地基处理提供新思路,也可为现场施工提供关键参数依据。

基于CPTU的承压水位勘察测试方法

基坑隧道等工程中承压水突涌、渗漏等问题时有发生,如何经济、便捷、准确地获取承压水位对工程设计及施工具有重要指导意义。通过分析江阴靖江过江隧道和海太过江通道工程中的孔压静力触探(CPTU)测试及地勘资料,提出了一种基于CPTU的承压水位测试方法,可在获取CPTU原位测试参数的同时,通过测量的孔隙水压力计算承压水位。将CPTU测试获取的承压水位与观测井水位进行对比,结果表明,测试值与观测值较为一致;CPTU方法具有操作便捷、快速、施工成本低的优点,值得在基坑隧道工程中推广使用。

茄子Whirly基因家族鉴定和表达分析

Whirly是一类能与单链DNA分子结合的植物特异转录因子,在细胞核以及细胞器内都起着广泛且复杂的作用。为探究茄子Whirly基因的功能和进化关系,本研究开展了基因家族成员生物信息学鉴定,包括系统进化关系、基因结构、保守基序及启动子中的顺式作用元件,分析了其在不同组织、外源激素处理和逆境胁迫下表达模式。结果表明,茄子Whirly基因家族包含两个家族成员,分别命名为SmWHY1和SmWHY2,它们与番茄中Whirly基因亲缘关系最近。SmWHY1和SmWHY2在不同组织中均能表达,在叶片中SmWHY1的表达水平高于SmWHY2,在其他组织中SmWHY2的表达水平高于SmWHY1。两个基因的表达均受到脱落酸、茉莉酸甲酯、水杨酸、低温胁迫和病原菌诱导,但不同处理或基因型响应程度存在差异,在抗绵疫病种质G114中能够保持较高的表达水平。以上结果表明SmWHY1和SmWHY2可能在调控茄子生长发育和逆境响应中具有重要作用。

长江漫滩区明挖隧道基坑降承压水环境影响研究

长江漫滩区地质条件复杂,承压水位高,明挖隧道基坑降承压水可能会引起一定程度的沉降,进而引起建构筑物破坏及生命财产损失。针对该问题,以江阴靖江长江隧道江南标段明挖隧道基坑工程降水施工为例,建立了降承压水有限元模型,分析了邻近敏感别墅区的水位降深、沉降及倾斜特性,并研究了不同止水帷幕设计对沉降的影响。结果表明,降承压水引起的地表沉降稳定速度较慢,降水10,30,60,120 d时,别墅区最大沉降为2.5,4.3,5.4,6.1cm。倾斜稳定相对较快,最大倾斜约0.0002,满足规范要求。本工程止水帷幕设计变更方案可使别墅区最大沉降降低63.5%。在基坑主线将第二承压含水层隔断可最高效地进一步降低别墅区最大沉降。

气动振杆密实法加固湿陷性黄土的模型试验研究

气动振杆密实法是湿陷性黄土地基处理的一项全新技术。采用自行研制的气动振杆密实模型试验装置,进行了单一激振力、气体射流协同激振力两种条件下的模型试验,评价了土体加固效果,研究了振杆贯入过程中土体水平向土压力、土颗粒垂直振动速度和土体中气体压力值的变化规律。试验发现,处理后各深度土层的密度均有明显提高,湿陷系数降低;增设气体射流后,100 mm深度以下土层密度进一步提高,水平向土压力最大提高20.4%,同时放大了振杆密实法引起的土体振动响应。研究揭示了气体射流在土体加固过程中的作用机理,探讨了气动振杆密实法加固湿陷性黄土机理,为推广气动振杆密实法处理湿陷性黄土地基技术的应用提供了理论依据。

考虑未知约束空间的空地导弹最优弹道预测方法

现代作战任务更加复杂多变,空地导弹的发射条件、作战环境以及目标特征愈加复杂。传统导弹设计依赖于少量离线典型弹道,无法满足现代战争任务的多样化需求,且在线弹道规划无法满足任务快速性,因此迫切需要发展兼顾准确性和快速性的最优弹道生成方法。针对这一问题,提出了一种考虑未知约束空间的空地导弹最优弹道预测方法。构建空地导弹最优弹道预测问题,根据未知约束空间先验未知的特点改进了拉丁超立方采样方法和蒙特卡洛打靶法,提出了基于动态Kriging模型的最优弹道预测流程,针对某空地导弹开展了模型预测准确性与快速性的验证。结果表明:提出方法所预测的中末制导交接点平均弹道倾角误差在0.5°以内,预测时间仅需0.15 s。

轻质土动力特性研究进展

轻质土具有轻质、高强、保温、隔振、环保、经济等优点,在路基回填、软基处理、隧道减荷等岩土工程领域具有广阔的应用前景.作为新型土工材料,交通荷载、地震荷载、波浪荷载等振动荷载对轻质土力学特性的影响引发众多关注.本文阐述了配合比(轻质材料含量、固化剂掺量、含水率等)、应力状态、振动频率、干湿交替和冻融循环等因素对轻质土动力特性的影响规律,总结了轻质土动剪切模量和阻尼比计算模型.研究发现水泥等固化剂的使用大幅提升了轻质土抵抗动荷载的能力,轻质土独特的孔隙结构可显著提高其隔振效果,干湿、冻融循环会导致轻质土动力学性能劣化,在实际工程中可通过设置防水层延长其服役寿命.通过模型试验和数值模拟验证了轻质土在实际工程中具有良好的动力稳定性和耐久性.目前轻质土动力特性研究尚处于起步阶段,新型固废轻质土动力学性能尚未深入研究,复杂环境因素与动荷载耦合作用下轻质土的作用机理、力学性能和本构模型研究,以及轻质土在不同工程背景下的设计施工方法研究仍需探索.

矿渣改性淤泥用于管沟回填的工程特性研究

矿渣、淤泥是典型固废材料,为拓展资源化利用途径,以矿渣、硫铝酸盐水泥为固化剂,将淤泥改性为早强流动化土,并用于市政管沟回填工程。采用室内试验方法研究矿渣替代部分水泥后,流动化土在不同含水率、矿渣替代率下的施工和易性与力学特性。结果表明:当含水率增大时流动度会随之增大而密度将随之减小,矿渣替代率的改变对流动度、密度影响有限;流动化土的无侧限抗压强度随着龄期的增加而增加,但随含水率和矿渣替代率的增加而减小,当矿渣替代率小于42.9%时,养护1天后强度可达100 kPa以上,流动化土的抗干湿循环能力随矿渣替代率的增加而降低;流动度与填充性呈正相关,当流动度>200 mm时,流动化土的填充率可达97%以上,能较好为工程所用。

长大海底盾构隧道施工期环境温度分布实测分析及影响因素研究

为开展长大海底盾构隧道施工期独头通风流场分布及参数优化后环境降温效果研究,通过现场监测数据明确隧道沿程环境温度和风速特征,并对海底盾构隧道主要热源进行统计,建立长大海底盾构隧道施工期的温度场三维数值计算模型,探究盾构掘进长度、通风量和入口风温等因素对隧道环境温度场和通风死区分布的影响。研究结果表明:1)盾构主机和1号台架下层和中层设备为主要的散热源,设备后方的大范围通风死区处有局部异常高温;2)从盾构主机至始发井,隧道内回风风速先骤减再略微增加后基本保持稳定,通风量损失主要在盾构刀盘后配套作业区;3)隧道沿程环境温度呈骤降—缓降—缓升的变化规律;4)在盾构掘进长度小于6 km时,盾构主机处温度呈快速线性增大随后增速放缓的变化特征;5)通风死区范围随着盾构掘进长度和通风量的增加分别呈指数上升和指数衰减的趋势,加大通风量能有效消除隧道内通风死区。

低频电阻率测试技术在特殊土场地中的应用研究进展

定量表征特殊土场地的复杂介质及其工程参数,是工程地质原位测试的重要需求。电阻率测试技术因其快速、无损、精确和经济的特点,常作为低频条件下电法测试的首选。本文综述了电阻率测试技术在导电介质复杂(如污染土、盐渍土、冻土)和高黏粒含量(如膨胀土、软土、黄土)的特殊土场地中的应用情况,系统总结了相关测试方法的综合应用及评价体系研究进展,并论述了低频电阻率测试技术与现有原位测试技术的耦合评价方法及其前景。分析显示,电阻率测试技术在特殊土场地的调查评价中表现出良好效果,具有巨大发展潜力,尤其在区域划分和物理属性监测方面表现突出。然而,其在原位膨胀土和污染土场地的工程应用尚需进一步探索与验证;在黄土、软土和冻土中的定量评价机理及应用研究也需加强。此外,场地电阻率参数的解译及影响因素的消除研究还需深化。有必要开展电学测试与原位测试相结合的联合测试方法研究,以增强对场地工程特性的解译和评价能力。预期成果将为我国特殊土场地调查评价提供发展方向,并提升我国在特殊土场地电阻率测试及原位测试的技术水平。

受欺负纵向预测社会攻击:冷酷无情的中介作用

受欺负是影响社会攻击的重要环境变量,但其影响社会攻击的心理机制仍不清楚。本研究采用纵向研究设计,使用受欺负量表、冷酷无情量表、社会攻击量表对940名大学生进行两次问卷调查。结构方程模型被用来探究受欺负、冷酷无情和社会攻击的关系。结果发现,受欺负(T1)可以正向预测六个月后的冷酷无情(T2)和社会攻击(T2);冷酷无情(T1)可以正向预测六个月后的社会攻击(T2);受欺负(T1)通过冷酷无情(T2)影响社会攻击(T2)。

地基处理技术进展

我国基础设施和城市现代化建设日新月异,地基处理技术得到快速发展和应用。文章简要地回顾我国地基处理技术与理论研究发展历史,重点总结介绍近五年涌现出的地基处理新技术、新工艺与工程应用,并分析设计理论和规范发展特点,探讨地基处理质量控制和施工技术智能化的发展趋势,提出地基处理技术的发展方向。

肿节风提取物上调NKTR抑制小鼠肺癌生长实验研究

目的:探讨肿节风对肺癌的作用及其机制。方法:CCK8法检测肿节风对肺癌细胞LLC细胞活力的影响,LLC小鼠模型评价肿节风体内抗癌活性,蛋白质组学筛选肿节风处理的LLC细胞中的靶蛋白,蛋白质印迹实验验证靶蛋白的表达,流式细胞术检测小鼠外周血T细胞和NK细胞。结果:CCK8检测结果表明,肿节风抑制LLC细胞的增殖。肿节风治疗显著抑制LLC荷瘤小鼠的肿瘤生长。蛋白质组学分析表明,肿节风上调肺癌细胞中NKTR蛋白表达。Western Blot检测结果显示,肿节风干预的肺癌细胞及小鼠肿瘤组织中NKTR蛋白表达量升高。GEPIA数据库分析显示,NKTR在肺癌组织中表达量低于癌旁组织。肿节风治疗的荷瘤小鼠外周血NK细胞和T细胞比例显著升高。结论:肿节风通过上调NKTR表达增强抗肿瘤免疫。