岩质边坡稳定性SVM预测模型的新型核函数应用

导致岩体破坏的影响因素复杂多样,一般分为几何因素和物理因素。目前针对均质体的岩质边坡物理参数取值方面的研究较多,而关于改进的二折线岩质边坡模型的影响因素分析还处于起步阶段,且寻找能够解决各因素之间非线性关系的分析方法是十分必要的。基于二折线边坡计算模型,引入能够解决高维非线性问题的支持向量机方法,通过重要参数的敏感性分析,提出一种新型的综合核函数,论证该方法在岩质边坡稳定性预测分析中的可行性。通过各因素的敏感性分析可知,关于边坡的几何因素,采用RBF核函数所建预测模型精度较高,Sigmoid核函数适用性较差;关于边坡的物理力学因素,采用Linear核函数所建预测模型精度较高,Polynomial核函数和Sigmoid核函数适用性较差。经核函数矩阵组合得到一种新型综合核函数,并与4种常规核函数进行预测效果对比,结果表明,采用新型综合核函数所得岩质边坡稳定性预测精度最高,绝对误差不超过0.010 3,相对误差不超过2.83%。研究结论可为岩质边坡稳定性分析提供一种新思路。

基于FLAC3D的某水电站岩体倾倒变形过程数值模拟研究

我国西南高山峡谷地区地质作用强烈,倾倒变形岩体广泛发育,基于拉格朗日有限差分法的FLAC3D软件可对岩体倾倒变形过程进行数值模拟研究。建立了流变模型对澜沧江上游某在建水电站的一处倾倒变形体进行了研究,结果表明,在岩体自重和卸荷应力的长久作用下,库区陡立岩层会朝向临空位置发生倾倒变形破坏。这是一个长期的流变破坏过程。倾倒变形仅发育在边坡的浅表层,深部的岩体未发生倾倒,浅表层底部的岩层弯曲最为强烈,这些部位的岩层将最先发生折断,若折断面贯通,极有可能导致倾倒体整体垮塌滑动引发滑坡等灾害。在水电站建设中要着重考虑对倾倒变形程度严重的坡体进行支护,防止发生大规模的失稳破坏。

复杂地质条件下基坑支护设计—滇中引水何官营倒虹吸

何官营倒虹吸全长1186 m,采用回填埋管形式,倒虹吸后段158 m长的管道置于饱和粉砂土层中,地下水位浅,地基存在地震液化问题,且该段线路途径东城村,周边部分房屋距离开挖基坑不足20 m,基坑开挖面临饱和粉砂土开挖边坡稳定,施工期地下水位下降,从而影响周边房屋地基稳定。为确保施工期基坑稳定和两侧房屋安全,设计将基坑防渗与支护相结合,经过方案比选后选用钢板桩支护形式。主要介绍了何官营倒虹吸钢板桩支护设计方案比选和结构结算成果。

水泥灌浆胶结砂砾石抗剪特性试验研究

为提高新疆卡拉贝利水利枢纽工程坝体砂砾石的抗震稳定性,通过建立与原大坝施工参数一致的实体模型试验区,采用水泥灌浆的方式形成胶结砂砾石,并对其进行室内抗剪特性试验研究。研究结果表明:试验区砂砾石料在碾压完成后,能够形成“密实-骨架”结构;水泥灌浆后砂砾石的内摩擦角和黏聚力皆有很大提高;胶结物强度、胶结物与砾石的黏结强度、上部施加的法向应力对水泥灌浆胶结砂砾石的抗剪强度起主要作用;水泥灌浆胶结砂砾石的破坏是其在剪切应力作用下内部微裂隙逐步发展成贯通裂隙的结果;由于颗粒间的咬合作用及剪涨效应,水泥灌浆胶结砂砾石的残余黏聚力下降不明显。

基于溶蚀速率的灰岩边坡服役寿命研究

边坡服役寿命的预测能够定量、精确地评价灰岩边坡的长期安全性,但其预测模型尚未成熟。因此,为解决计算灰岩边坡服役寿命这一难题,提出基于溶蚀速率的灰岩边坡服役寿命优化计算方法。将灰岩边坡服役寿命作为目标函数,根据溶蚀速率和抗剪参数衰减速率计算灰岩边坡服役若干年后结构面贯通段和非贯通段的有效长度以及结构面的抗剪参数;结合滑体的平衡方程以及结构面贯通段和非贯通段的屈服条件,建立灰岩边坡长期服役的稳定性非线性数学规划模型,使用“序列二次规划法”求解数学规划模型,获得边坡的服役寿命。经验证,本文算法得出的边坡安全系数与有限元法数值模拟计算结果的平均相对误差为2.47%,表明本文算法能较为精确地预测灰岩边坡的服役寿命。

核电厂取水头部结构在软土置换地基上的变形研究

本文以国内某核电厂取水头部结构为研究对象,基于PLAXIS 3D建立三维有限元模型,研究在不同含泥量的软土置换地基条件下,取水头部增设桩基基础对结构位移的影响。通过计算结果分析可知,随着软土置换地基含泥量的增加,结构位移有增大趋势,在取水头部下方设置桩基基础后,结构位移尤其竖向位移有显著的减小,且软土置换地基含泥量的变化对结构位移影响很小,有效提高了结构的稳定性以及核电厂取水的安全性,该结论可为类似条件下的核电厂取水头部结构设计提供借鉴。

旋喷桩在顶管工程软弱土体加固中的应用

天津市南水北调中线滨海新区供水一期工程是天津市内输配水工程的重要组成部分,建设任务是向天津市滨海新区输送引江原水,输水管材采用2根直径2 600 mmPCCP管道,局部辅以钢管。输水管道所经紫阳道泥浆池占地面积大,泥浆较深,成为管道施工难点。根据现场地形、地质条件,经比较分析,采用顶管穿越方案,其中泥浆加固是方案的重难点。加固方案的选择不仅要安全可靠,还要经济,便于实施。经分析论证,采用旋喷桩加固方案,并确定加固范围、桩径、桩长、水泥掺量等重要参数。

软土地基处理中PHC管桩桩身及单桩承载力试验研究

为研究软土地基PHC管桩处理效果,结合某泵站工程,通过第三方检测公司对施工单位使用PHC管桩处理后的地基进行抽验。采用低应变反射波法进行PHC管桩桩长、桩身完整性检测,并进行复合地基单桩竖向抗压承载力试验研究,从而判断PHC管桩处理后泵站软土地基中的承载力大小是否满足要求。经第三方抽检,检测结果合格,单桩完整性及复合地检测结果可以直接为本次泵站设计施工及竣工验收提供技术方法和数据借鉴。

水泥土搅拌法对河堤基础中粉细砂层处理效果评价

堤防工程基础中存在软弱基础(淤泥质黏土、粉细砂土等),导致设计的建基面开挖过深、施工困难等问题,需要对软弱基础进行处理;通过河口县新街集镇段基础采用水泥搅拌法处理粉细砂层,解决建基面过深、基坑开挖困难、承载力不足等问题,得到了较好的效果。

水泥土搅拌桩复合地基的设计及应用

分析了水泥土搅拌桩加固机理和适用范围,探讨了水泥土搅拌桩复合地基的设计内容、设计流程、指标计算和检测要求。以某泵站地基加固为例,具体分析了水泥土搅拌桩复合地基的设计方案。

冲击碾压加固松散堰塞坝料的细观机制研究

为系统研究冲击碾压过程中松散堰塞坝料的细观密实机制,基于自行设计的可视化冲击碾压模型装置及粒子图像测速技术,研究了不同冲击碾压参数对堰塞坝料地基的表面变形、内部变形及颗粒位移规律的影响。试验结果表明,冲击碾压加固过程是冲击和碾压两者共同作用,由于水平冲击作用,冲击点下方地基的变形具有非对称性。“高速轻轮”的施工参数会强化冲击效果,弱化碾压效果,造成地基表面平整性差。堰塞坝料冲击轮加固过程中的最大位移发生在三边形冲击轮圆弧面较平滑处与土体接触时,随后由于模型冲击轮重心上升,地基出现部分弹性回弹。提高冲击轮的牵引速度能够促进冲击能量向深层传递,但水平影响宽度有限;提高冲击轮的质量则能促进能量向两侧水平方向传递,但影响深度有限。对于模型试验的易贡堰塞坝料地基,冲击碾压最佳牵引速度约为0.75 m/s。结果可为堰塞坝料地基的冲击碾压浅层加固提供理论依据。

高压旋喷钢管组合桩的理论计算与应用研究

针对沿海地区深厚软土抛填石工程场地,既有建(构)筑物地基基础长期不均匀沉降严重的问题,在充分考虑周围场地条件,结合抛填石层、深厚软土层各自特征,满足加固处理要求的前提下,提出了一种上部为钢管桩下接高压旋喷桩支承于下覆岩层的组合桩型。通过理论分析、室内模型试验、现场静载试验、数值模拟计算以及工程实例,研究认为:(1)高压旋喷钢管组合桩的竖向承载力主要由水泥旋喷桩体强度控制;(2)随着注浆体厚度的增大,桩的沉降量随之减小,但随着注浆体厚度的持续增大,其缩减幅度也逐渐变小;(3)粗糙度的影响存在一个阈值,其对承载力和位移的影响与土的工程性质有关;(4)随着注浆体水灰比的增大,桩的承载力也随之增大。采用高压旋喷钢管组合桩对既有建筑下深厚软土抛填石场地进行加固处理具有一定的合理性和可行性。

水利工程基坑开挖对临近桥梁桩基的影响及对策分析

水利工程基坑开挖容易引起临近建筑物基础变形甚至失稳。为探讨工程性应对举措,本文以在跨江桥梁匝道中开挖修建闸前湖为例,从湖泊开挖岸坡稳定、边界条件改变等角度分析对桥梁桩基承载力的变化影响,针对性地提出桩底及桩侧注浆、桩身外包钢筋混凝土或玻纤套筒、增加桩基等加固方案。经比选后,采取受力明确且效果明显的“增加桩基+外包钢筋混凝土”方案加固,保证了已建桥梁运行安全,可供类似工程借鉴。

淤泥质复合地基稳定分析及处理技术应用

水闸在水利工程建设中作用至关重要,其建成后可挡住外江洪水,防治海水倒灌以及用于渔船回港避风,消除安全隐患。建设高质量水闸对复杂地质条件的处理有着高标准的要求。以南朗镇龙穴水闸建设工程为背景,对其高厚度淤泥层等不良地质条件可能造成的地基失稳隐患进行了分析,进行闸室与挡墙稳定与应力计算,确定需要对地基进行基础处理,并提出适合的地基处理方案。

复杂环境下地铁深基坑变形行为的实测研究

本文通过对上海软土地区开挖深度为15.5m的多支撑基坑的现场实测,发现与世界范围其它工程实例相比,本基坑的墙体侧移和地表沉降是非常小,空间效应不明显,其原因是基于时空效应的分层分小块的快挖快撑、坑内注浆加固以及积极的支撑预加轴力等措施的应用。同时通过土体体积的变化量和平方根时间方法分析在中板养护期间的土体随时间变形,指出在开挖期间基坑变形不仅仅与土蠕变相关,土体的固结也对变形产生了相当的影响。

牵引式滑坡演化模式研究

该研究以甘肃黑方台为区域背景,通过离心模型试验与应力路径试验相结合的手段,研究地下水位抬升引发牵引式黄土滑坡的演化模式和力学机理。离心模型试验中,模型边坡的尺寸为0.8 m×0.4 m×0.45 m(长×宽×高),离心加速度为100g。在试验中,通过水位控制系统实现地下水位的不断抬升,利用数码摄像、孔隙水压力及激光位移传感器、侧面示踪点等仪器设备详细记录地下水位抬升过程中边坡内的孔隙水压力、边坡变形、滑动面形态及坡面裂缝的形成和发展过程。应力路径试验中,通过恒载增孔压试验和偏压固结不排水试验,模拟了滑坡酝酿启动过程和局部破坏向整体滑移的发展过程。基于以上成果,提出饱水黄土在上覆荷载下因孔隙水压力增大而失稳,在卸荷条件下使应力重分布,导致局部剪切带发展并逐渐形成贯通的破坏面,边坡表现为牵引式的破坏模式。该研究结果有助于深入认识水位抬升引发牵引式滑坡的演化模式和力学机理,为治理此类滑坡提供科学依据。

抗滑桩锚固深度的极限分析下限方法

运用塑性极限分析下限定理，在考虑边坡坡角、坡面超载与地震惯性荷载等情况下，提出抗滑桩加固黏性土质边坡中桩周土体侧向容许承载力的下限解法。针对土的内摩擦角、边坡坡角、无量纲黏聚力、无量纲超载集度或水平地震加速度系数等参数的不同组合情况，通过数值计算给出了综合主动和被动土压力系数，结果与已知文献中的结果一致，表明本文算法可行。进而利用弹性桩锚固深度公式计算抗滑桩的锚固深度。算例分析表明，边坡坡角对抗滑桩锚固深度具有明显影响，一般比水平地面情况下的锚固深度加深1—3m左右。

基于土拱理论的土体坍塌机理研究

在均质堤基或典型双层堤基中由于各种原因形成土洞,其轮廓线是拱形。将土拱近似为三铰拱,应用结构力学中三铰拱合理拱轴线的求解方法,推导了土拱的近似合理拱轴线方程。应用太沙基提出的土拱效应存在条件,推导了在粘性土和无粘性土的土拱的最小拱高和最小拱厚计算公式,分析了拱形参数的合理性及形成稳定土拱的条件。应用本文的土体坍塌机理研究可以用来判断土洞的稳定性。

初始孔压非均布竖向排水井地基固结方程的解析解

推导了等应变条件下初始孔压任意分布的竖向排水井地基固结一般解,并具体给出了初始孔压为梯形、正三角形、倒三角形分布时的相应解。现有等应变条件下打穿竖向排水井地基固结理论解为本文解的特例。根据所得一般解编制了计算程序,以分析初始孔压非均布条件下的竖向排水井地基的固结性状,并结合工程实例进行计算分析,与实测数据作了比较。结果表明,初始孔压分布形式对竖向排水井地基固结性状有重要的影响,并且对地基中超静孔压的影响比对固结度的影响更为显著;在单面排水条件下,初始孔压为倒三角形时竖向排水井地基固结最快,初始孔压为正三角形分布时固结最慢;在双面排水条件下,竖向排水井地基固结速率不受初始孔压分布形式的影响;考虑初始孔压非均布的本文理论与实际接近。

微型桩群桩受力分布规律及破坏模式的试验研究

运用地质力学模型试验方法,完成了微型桩与滑坡体共同作用的大型物理模型试验,研究滑坡防治中微型桩的受力分布规律与破坏模式。试验结果表明:微型桩各排桩在滑坡滑动时同时受力,各排桩的受力分布情况基本相同。微型桩所受滑坡推力基本呈梯形分布,滑面附近土压力较大;第一排桩的桩前滑体抗力呈倒三角形分布,其余各排桩的桩前滑体抗力呈抛物线形分布;桩后滑床抗力较小,呈矩形分布;桩前滑床抗力主要分布于滑面附近。微型桩各排桩同时发生破坏,破坏区域位于滑面上下各3倍桩径左右的范围内,为弯曲与剪切相结合的破坏模式。