基坑开挖对邻近土体扰动的孔压静力触探试验分析

软土地区基坑开挖会对周边土体造成一定程度的扰动,研究如何有效地对土体扰动进行评价对于控制基坑开挖的稳定具有重要意义。采用孔压静力触探的方式对基坑不同区域的土体进行原位现场测试,测试结果表明:仅从各层土的锥尖阻力及侧壁摩阻力大小及变化规律难以有效判断基坑开挖对周边土体造成的扰动,可采用原位孔压消散试验通过土体渗透性的变化来反映土体的扰动程度。研究结果显示,对于该基坑同一层土邻近基坑区域土体的渗透性相较于远离基坑区域改变明显,相对来说,开挖深度范围内上部周边淤泥土扰动程度更大。

一种现场测定地基固结系数与渗透系数的方法

地基固结系数及渗透系数是地基计算及设计中的关键参数。本文利用IFCOBAT系统测试地基原位水平固结系数和渗透系数,采用考虑塑性区内外孔压系数不同的圆柱形孔洞扩张理论和一维径向固结方程模拟滤头周围的初始超静孔隙水压力分布及其消散过程,在渗透系数分析中,同时考虑了针头对流经水的阻力和滤头及容器内水柱的影响。现场测试结果与薄壁土样的室内试验结果的比较分析表明,现场测定的固结系数和渗透系数与室内试验结果接近。另外,还讨论了两种测试结果之间差别的原因及其合理性。

楞古水库滑坡预测及涌浪计算

针对滑坡失稳和滑体高速入水激起涌浪可能给水库运行造成危害,综合应用极限平衡法和FLAC3D有限差分法,求解最危险滑动面,确定滑体位置和范围,并联立潘家铮法计算滑体滑动速度、涌浪高度及其传播对坝区的影响,可以较好的预判滑坡危害程度和规避地质灾害风险,保障水库的安全运行,具有较高的工程应用价值和意义。

海洋环境要素极值更新概率模型

能够反映实际环境荷载特征的概率模型是合理进行海洋平台结构设计和评定的基础。海洋平台设计环境荷载往往由沿岸台站资料直接得到或经相关分析推算得到,而反映当地环境条件的现场实测资料应用较少。发展了一种利用现场实测资料对环境荷载极值概率模型进行修正、从而获得融合现场资料信息和原极值资料信息的更新极值概率模型的计算方法。首先将经典Bayes方法进行推广到考虑多种先验信息来源的情况,建立了多种先验信息源下的参数估计公式;应用非正态随机变量的正态变换方法,结合海洋环境要素极值概率模型参数估计方法,将Bayes方法推广到极值Ⅰ型随机变量的情况,建立了海洋环境要素极值更新概率模型及参数估计方法。通过模拟算例和实际风速数据验证了海洋环境要素极值更新概率模型的合理性。

山体滑坡的综合防治措施在渝怀线古城南平山的应用研究

对于渝怀线古城南平山路堑边坡所发育山体滑坡形成的地貌条件、岩石条件、构造条件气候条件以及施工技术条件进行了初步的分析与研究,根据先期发生的小型山体滑坡,从地质学的角度进行了研究,并结合现场的实际情况,综合对比了几种治理措施的优劣,提出了较好的治理方案。

水对岩质边坡倾倒变形影响的DDA模拟

大量工程实例表明,水位变动与水库库岸岩质边坡的变形失稳有紧密联系。本文基于非连续介质力学的DDA(Discontinous Deformation Analysis)方法,采用经典的Goodman倾倒模型,对边坡进行倾倒变形及失稳过程模拟,分析了岩质边坡倾倒变形的机理、影响因素,变形稳定和整体失稳的控制条件。在此基础上,考虑水的浮托力和渗透力的作用,模拟了水对岩质边坡倾倒变形的触发作用以及水位变动对变形的影响,分析了水对岩质边坡安全系数的影响。模拟结果显示,发生倾倒变形的安全系数远小于整体稳定安全系数;坡脚的稳定性对边坡的整体稳定起控制作用,坡脚的滑移是边坡发生倾倒变形的必要条件;水的作用降低了坡脚的稳定性,一定条件下是边坡进一步发生倾倒变形的触发因素。

基于全时空关联动态控制的混凝土拱坝智能温控方法研究

针对拱坝智能温控技术没有考虑浇筑仓之间空间上温度场的关联控制及时空耦合控制,且仓块温控指标和措施是对于单个浇筑仓或单个灌区提出的,建立的温控标准和措施不够细化、全面,不能满足全坝全过程智能温控系统精细、科学、智能的控制要求等问题,建立了考虑时空关联动态控制的拱坝智能温控指标体系,该指标体系包括分区温差指标、温差梯度指标、相邻坝段坝块温差指标等;通过理论分析和全坝全过程仿真分析技术提出了相应指标的确定方法,研发了基于智能温控的全时空智能温控调控模型;开发了新智能通水模型软件,并集成到智能温控系统,形成拱坝全时空智能温控系统。拱坝全时空智能温控系统在杨房沟水电站大坝建设中的应用结果表明,全时空智能温控系统对于拱坝关键温控指标和温差控制良好,各控制指标符合率达到99%。研究成果构建出考虑时间和空间多维度的温控标准体系、调控模型和智能系统,实现了拱坝温度场全时空最优动态控制,丰富了智能温控理论,大幅提升了大坝温度控制的智能化水平。

基于极限平衡的某磷矿边坡稳定性分析

边坡失稳已成为露天矿山最大地质灾害之一,而影响边坡稳定性的因素却是错综复杂的。息烽磷矿露天开采已达到设计开采标高,资源量已不能满足矿山开采能力的需求,矿山需从露采转入地下开采。针对地下开采对露天边坡稳定性问题,采用极限平衡方法对潜在滑坡段边坡安全系数进行了定量计算,结果显示,边坡安全系数为1.21,处于基本稳定状态。后期受露天转地下复合扰动作用以及其他外在因素影响,其稳定性可能降低,对此提出相应的控制技术措施对潜在不稳定边坡进行防治。

骨料含量对全级配和湿筛混凝土拉伸断裂性能差异的影响

采用细观有限元分析与Monte Carlo模拟相结合的方法,模拟了混凝土试件单轴拉伸。结果表明:随着骨料含量的增大,全级配混凝土与湿筛混凝土弹性模量的比值增大;峰值应力之比几乎不变,峰值应变之比降低;断裂能之比减小。研究成果为大坝混凝土相关力学指标的确定提供依据。

粗骨料超径率对心墙沥青混凝土力学性能的影响分析

为了研究超径率对沥青混凝土力学性能的影响,本文以19~26.5 mm的颗粒含量(超径率)、填料浓度、沥青用量三因素进行三水平正交试验,通过测定沥青混凝土的马歇尔稳定度、流值和劈裂抗拉强度,并采用投影寻踪回归分析法(PPR)研究超径率、填料浓度、沥青用量对心墙沥青混凝土力学性能的影响规律。结果表明:随着超径率的增加,马歇尔稳定度和流值先减小后增大,劈裂抗拉强度先增大后趋于稳定;随着填料浓度的增加,马歇尔流值和劈裂抗拉强度先增大后减小,马歇尔稳定度逐渐减小;随着沥青用量的增加,马歇尔流值逐渐增大,马歇尔稳定度和劈裂抗拉强度逐渐减小;当超径率为40%、填料浓度为2.0、沥青用量为6.8%时,心墙沥青混凝土力学性能最优。

混杂纤维超高性能混凝土断裂性能研究

为探明超高性能混凝土(UHPC)的断裂性能与机理,以合成纤维替代率为变量,通过三点弯曲断裂试验,以聚乙烯醇纤维(PVA)、聚丙烯纤维(PP)替代部分钢纤维对UHPC断裂性能的影响进行研究,并使用修正后的双K断裂韧度与断裂能的计算公式,分别计算了不同纤维含量的UHPC断裂性能指标。研究结果表明:合成纤维(PVA或PP纤维)替代部分钢纤维后,荷载-裂缝口张开位移曲线会出现“二次硬化”现象,荷载-位移曲线的下降段会出现明显波动;PVA纤维替代部分钢纤维后,可有效提高UHPC的起裂韧度与延性,同时亦会造成黏聚韧度与纤维桥接韧度的下降,以致失稳韧度的下降;PP纤维替代部分钢纤维后,会导致UHPC起裂韧度小幅下降,失稳韧度与断裂能明显下降;PVA纤维与PP纤维各半,共同替代30%的钢纤维后,能综合提高UHPC的断裂力学性能,是最理想的钢纤维替代方案。

西部盐雾腐蚀环境下基于Wiener模型的纤维混凝土损伤劣化研究

结合我国西部地区察尔汗盐湖特点,通过配制与盐湖卤水相同SO 42-浓度的腐蚀溶液,以钢纤维(STF)体积掺量(1%、2%)和玄武岩纤维(BF)体积掺量(0.1%、0.2%)为变化参数,对混凝土进行共计200 d周期的室内盐雾腐蚀加速试验,模拟纤维混凝土在盐湖地区的耐久性损伤劣化。采用随机效应约束条件下建立了Wiener相对动弹性模量退化模型,对混凝土剩余寿命进行可靠度预测。结果表明:钢纤维掺量为2%、玄武岩纤维掺量为0.1%的混凝土耐久性损伤变化量最小,所预测的剩余寿命为354 d;掺入适量的钢-玄武岩纤维能够有效改善混凝土在盐雾腐蚀环境下的耐久性损伤劣化过程;改进的Wiener模型预测结果与实测结果吻合较好,具有较高的可靠性。研究成果可为西部盐湖地区土木建设提供理论参考依据。

基于能量理论的挡土墙的被动土压力分析

从能量理论出发,导出任意情形下挡土墙被动土压力的计算公式,探讨破裂角的计算方法。与传统的朗金和库伦计算方法相比,该方法应用范围较广,计算结果较为符合实际。

加宽高速路基变形控制技术研究

通过加宽路基新技术的现场实测试验,研究了加宽高速路加宽填土施工过程及工后一段时间,原有及加宽路基、地基的变形发展规律,实验表明,原有路基的水平位移先负后正;地基的变形与加宽路基的地基处理方式有关.结论得到了工程实测数据的验证.

溪落渡水电站左岸谷肩堆积体(Ⅳ区)稳定性评价

从溪洛渡水电站左岸谷肩堆积体的物质组成和结构出发,结合施工过程中的监测信息,对目前变形明显的Ⅳ区失稳模式进行分析,并选取了两条具代表性的剖面通过极限平衡的方法,在天然和地震两种工况下对其稳定性系数进行计算,并以计算结果为依据,对其稳定性进行评价。结果显示:自然坡体在两种计算工况下皆处于稳定状态,并具有较高的安全储备,开挖后坡体虽仍具有一定的稳定性,但已接近或趋于临界稳定状态,从满足工程边坡安全度的要求出发,对边坡进行及时支护是必要的。

黄土陡坡稳定性分析的数学优化方法探讨

在黄土陡坡稳定性分析中,通常采用瑞典圆弧条分法计算滑动稳定安全系数,同时采用试算或经验法确定最危险滑动面位置。从数学的角度看,传统的条分法或经验法得到的分析结果是不严谨的,存在一定程度的近似性。本文从瑞典条分法的基本理论和计算公式出发,提出了基于积分法的稳定安全度计算方法;针对最危险滑动面位置,提出了采用单纯形法进行搜素的最优化方法,对传统分析方法进行了优化和改进。

金沙江溪洛渡水电站新增左岸谷肩堆积体预应力锚索施工技术

溪洛渡水电站坝区左岸电站进水口上方的谷肩堆积体分布集中,规模较大,一旦这些堆积体出现变形破坏,将会对工程建设造成严重影响,甚至威胁到电站安全运行,因此必须采取有效和系统的工程措施对堆积体边坡进行综合治理。综合治理施工项目主要有土锚杆、自进式锚杆、钢管排水孔、预应力锚索、抗滑桩以及框格梁等,其中预应力锚索施工是整个施工中最关键的环节,堆积体地质结构复杂,预应力描索施工难度极大,文章重点介绍了堆积体描索施工方法特别是造孔施工工艺。

黄土中降雨入渗规律的现场监测研究

已有许多人工降雨试验确定的黄土入渗深度有限,一般很少超过4 m,由此认为降雨难以通过正常渗流途径到达地下水位,而是通过裂隙、落水洞等通道灌入深部补给地下水的。然而调查发现,这种入水通道仅在黄土塬边的卸荷区常见,塬的中部很少。为了了解黄土地区地表水是以何种方式补给地下水的,在甘肃正宁县建立了一个监测站,通过在一深度为10 m的探井井壁上埋设土壤水分计,对天然降雨入渗条件下不同深度黄土层的体积含水率变化情况进行了为期一年的连续监测,同时采用雨量计记录其间的日降雨量。结果表明:2 m以内的浅部土层,土壤水分具有周年的背景变化趋势,该趋势和蒸发量的变化趋势吻合。当日降雨量小于18 mm/d时,水分仅在表层循环,对地表以下(>20 cm)的含水率几乎没有影响。当日降雨量大于18 mm/d时,才会引起土壤含水率骤增,降雨量越大,土壤含水率增幅越大,影响深度越大,随着深度增加,增幅减小,时间上渐有滞后。观测点黄土的浸润带约为2 m,2 m以下的非饱和黄土中,水分以非饱和渗流或水汽形式迁移,水汽迁移量很小,但不可忽视,当遇到透水性差的古土壤层时,会在其顶部富集,长期作用则可能形成软弱带,诱发黄土滑坡。

降雨作用下滑坡渐进破坏动态演化研究

强降雨作用通常是触发大型滑坡的主要诱因,为更好地研究降雨条件下滑坡的变形破坏机理,分析计算降雨入渗作用引起的暂态孔隙水压力、岩土容重变化及岩土抗剪强度对滑坡稳定性的影响,将模糊随机可靠性理论引入滑坡的稳定性分析中,探讨滑坡渐进破坏的时空演化特征。通过推导降雨作用下考虑基质吸力的滑带土条块安全余度的表达式,并在此基础上,同时考虑滑带土强度参数及功能函数的模糊随机性,分别计算条块的局部破坏概率、扩展破坏概率和渐进破坏概率,从而研究降雨作用下滑坡时空演化过程。以嵩县白河滑坡为例,计算结果表明:长期持续的强降雨入渗是其诱发的主要因素,其斜坡变形破坏模式属于孔隙水压力诱发的平推式地质模式。最后应用模糊随机可靠性理论分析了滑坡发生→发展→破坏的动态演化过程,结果可为支护设计提供理论依据。

考虑暂态饱和区的边坡稳定性极限平衡分析方法

降雨入渗导致边坡表层出现暂态饱和区并形成暂态水压力。为了研究暂态水压力对边坡稳定性的影响,通过文献研究,总结归纳了边坡暂态饱和区存在形态类型及暂态水压力分布特点,并定义了暂态水压力分布比例系数。基于费伦纽斯条分法,改进了条分假定,提出了考虑条块侧向已知水荷载影响的安全系数计算方法,推导了边坡潜在滑动面位于暂态饱和区与非饱和区两种情形下的安全系数计算公式,编写并验证了可以考虑暂态水压力影响的边坡稳定性分析程序,并进行算例分析。研究表明:边坡安全系数随暂态饱和区厚度的增大而减小,超过一定深度后安全系数将基本维持不变;暂态饱和区厚度相同条件下,暂态水压力分布系数越大边坡安全系数越小;随着暂态饱和区厚度增加,边坡最不利潜在滑动面位置深度呈现减小→增加→减小→增加的变化规律;由于忽略了条间荷载影响,传统费伦纽斯条分法安全系数计算值偏大。