古土壤层间富水对黄土场地湿陷性的影响

黄土地层中往往交替分布着多层红色古土壤层,由于其硬度相对较高,遇水不易湿陷,对黄土地层湿陷量的测量结果有很大的影响。然而,对于古土壤对湿陷量的控制作用目前还缺乏相关研究,导致对湿陷地层湿陷量的科学取舍缺乏理论依据。为此该文统计了黄土高原区的浸水试验结果,分析了不同区域湿陷量室内外差异特征,并以西安地区两个试验场地的大型浸水试验为研究对象,进行了不同试验条件下土体中水分的扩散、含水率的变化、土压力变化以及累计湿陷量等测量工作。最终结果表明,古土壤层的存在阻碍湿陷进程,在阻止水分下渗的同时,阻碍深部地层湿陷量传递至地表,使得湿陷量实测值与计算值之间的差异与古土壤层数呈现正相关的趋势。该文将为普遍存在古土壤的黄土地层自重湿陷机理的研究提供参考。

煤气化渣改良黄土的力学特性试验分析

为解决煤气化渣存量逐年增多且利用率低与黄土地区路基填料缺乏的双重难题,提出用煤气化渣改良黄土作为路基填料,改良土的力学性能直接决定其是否适用。通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、固结试验、黄土湿陷试验,分析和研究不同煤气化粗渣掺量和不同养护龄期下煤气化粗渣改良黄土的力学特性。结果表明:当煤气化粗渣掺量为6%且养护龄期为28 d时,黄土的无侧限抗压强度由364 kPa提高到568 kPa,增长了56%,黄土的黏聚力由42.1 kPa提高至81.8 kPa,增长了94.3%;煤气化粗渣掺量为6%时,黄土的压缩系数由0.33 MPa-1降为0.11 MPa-1,降低率达66.7%;煤气化粗渣改良黄土的湿陷系数随煤气化粗渣掺量的增加先降低后逐渐升高,当掺量为6%时,黄土的湿陷系数由0.035降低到0.016,降低率为55%。即在煤气化粗渣掺量为6%且养护龄期为28 d的条件下,煤气化粗渣改良黄土的无侧限抗压强度和抗剪强度得到显著提高,煤气化粗渣改良黄土的压缩系数和湿陷系数则显著降低。

湿陷性黄土卸荷试验及其微结构

湿陷性黄土在卸荷状态下的湿陷量与恒压下不同,通过试验从宏观与微观角度研究了卸荷作用下黄土湿陷量与微观结构变化情况。对铜川地区黄土进行湿陷性试验,测得不同埋深处恒压与卸荷的湿陷性系数,对比恒压与卸荷、湿陷系数的差异性,并结合电镜扫描(scanning electron microscope,SEM)与图像分析系统PCAS(particles and cracks analysis system)观测分析湿陷性黄土微观结构变化,得到不同埋深、卸荷量下微观参数孔隙面积占比、概率熵与平均形状系数等变化特征。结果表明:卸荷将有效提高湿陷起始压力,减少湿陷性的发生,相较于恒压条件下改变了湿陷性黄土孔隙面积、颗粒分布、排列方式等;微观结构主要以片状和蜂窝结构为主,随埋深与卸荷量增加,孔隙由疏到密、细小孔隙占比增加;概率熵逐渐增大、颗粒排列混乱且定向性变差,均一化程度降低;卸荷作用下黄土的湿陷系数、埋深与卸荷量有很强的相关性。

海岛大跨越输电塔线体系风振响应及动力失稳分析

跨海输电塔线体系具有铁塔高、跨度大、风速大、恢复困难等特点,是岛屿电网的关键薄弱位置,尤其受台风等灾害天气影响严重,为进一步认识跨海输电塔线体系的风振响应特点和强风作用下的铁塔风致失稳特征,以温州洞头某线路典型跨海段(耐—直—直—耐)线路为研究对象,采用ABAQUS软件建立该跨海段两塔三线有限元分析模型。首先分析导线、裸塔及塔线体系的动力特性参数,然后开展不同风向角下的风振响应分析及位移风振系数计算,最后,采用增量动力分析方法(incrementaldynamicanalysis,IDA)模拟强风作用下考虑塔线耦合效应的铁塔非线性倒塌过程。研究表明:大跨越导线、地线对输电塔在不同风向角下的风振响应影响存在差异,0°风向角下,大跨越导线、地线增大体系的阻尼,降低风振响应;90°风向角下,大跨越导线、地线在横向风作用下产生较大面外位移,增大塔线体系的风振响应;强风作用下,输电塔斜材相较于主材更容易发生动力失稳,引起结构内力重分布,使得塔身中上部受力集中,最终导致输电塔发生渐进式倒塌。

强对流天气下输电塔-线体系倒塌破坏与风雨组合系数研究

极端气象灾害给输电线路的安全运行带来了严重威胁,相对低电压等级的角钢输电塔出现了较高频次的倒塌破坏事故。基于现象学非线性滞回模型,开展了输电塔-线体系在强对流天气下的倒塌破坏研究,总结了雨荷载对输电塔响应的影响规律;基于风雨气象记录,进行了风雨组合分析并提出了风雨组合系数。结果表明,在极端强对流天气中,所研究输电塔的薄弱部位主要为第3、4节段,该部位的大量斜材和少量主材陆续屈曲是造成输电塔倒塌的主要原因,极端风雨气象条件下有必要考虑雨荷载对输电塔-线体系响应的影响。不同重现期下风速和雨量的组合值均小于其相应的标准值,该地区50 a重现期下风速和雨量的组合系数建议值分别为1.0和0.7。

pH值对湿陷性黄土物理力学性能及微观结构的影响

酸碱污染严重影响岩土工程长期稳定性。利用无侧限抗压强度、湿陷性试验、抗剪强度试验,研究不同pH值对黄土物理力学性能的影响,并采用XRD、SEM进一步探究不同pH值对黄土的影响机理。试验结果表明,与对照组相比(pH=7),pH值降低导致矿物成分衍射峰强度明显下降,且pH=3与pH=5中孔与大孔分别占比93.3%、89.9%,进而使无侧限抗压强度、湿陷性、抗剪强度下降。随pH值增加,在碱性环境中会生成大量胶凝物质,矿物成分衍射峰强度提高,与pH=7相比,p H=9与pH=11微孔与小孔分别增加25.0%、59.96%,使黄土物理力学性能得到提升。酸污染会降低黄土物理力学性能,而碱污染可提高黄土物理力学性能,可为黄土地区酸碱污染防治提供参考依据。

钢筋混凝土框架建筑造价管理研究

以造价管理系统为切入点,简要论述工程概况,并进行传统结构设计、防屈曲支撑框架建筑结构设计以及隔震支撑框架建筑结构设计,通过价格变化下的钢筋混凝土框架建筑设计方案分析,可以得到结果:采用防屈曲方案1与隔震12000时,钢筋混凝土框架建筑结构最稳定。总之,钢筋混凝土框架建筑造价与结构设计、市场价格因素相关,管理者在确保建筑结构安全性与稳定性的基础上,还应该考虑价格因素,合理设计建筑结构。在建筑工程造价管理工作中,管理者可充分借助造价管理系统功能,快速计算造价成本,助力施工企业经济发展。

挤密桩处理湿陷性黄土高速公路路基的研究

湿陷性黄土遇水强度降低,产生明显变形,严重危害高速公路的运营安全,导致路面出现开裂和沉降。以某采用灰土挤密桩处理的湿陷性黄土路基为例,详细阐述了施工准备、成孔施工、灰土拌合、灰土夯填、施工质量检测等工序的施工要点。对灰土挤密桩处理后桩身填料压实系数、桩间土挤密系数、复合地基承载力和湿陷系数进行检测。研究表明:桩身填料压实系数和桩间土挤密系数的平均值和极小值均满足要求;复合地基承载力特征值为200 kPa,超过设计要求的限值;路基经过加固后的湿陷系数都远低于允许值0.015,即路基10 m范围内经过挤密桩加固后湿陷性已消除。

不同黄土地区场地自重湿陷量评价的地区修正系数β_(0)取值研究

为了不同黄土地区场地自重湿陷量评价的地区修正系数β_(0)精确取值,论文收集了54处原位浸水试验资料,分析β_(0)取值及地区土质影响。结果表明:基于室内试验的自重湿陷量计算值与浸水试验实测值差异源自应力条件、入渗条件、地层结构、黄土结构性与湿陷性、尺寸效应影响;β0随单位厚度湿陷量增加而增大,各工程地质分区二者关系近似分布在同一趋势线上;建议Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区β_(0)可分别取2.0、1.2、1.0、0.5,其中Ⅰ区取值可靠度高,Ⅱ、Ⅳ仍需积累更多浸水试验实例进行验证,Ⅲ区数据离散,按经验取值需慎重;各地区β_(0)随深度变化明显,场地湿陷性评价应对应土质入渗特征、湿陷特征,对湿陷系数阈值、β_(0)数值进行分区、分深度规定。

Q2黄土湿陷系数试验压力取值的讨论

湿陷系数是评价黄土湿陷性的指标,由室内试验测定,湿陷系数与试验压力有关,一般情况下采用地基实际压力作为试验压力是最合理的,但考虑到实际压力在勘察阶段尚不确定,我国历代湿陷性黄土地区建筑规范或标准制定了试验压力的取值方案,先后有较大的调整。现行《湿陷性黄土地区建筑标准》(GB 50025—2018)对浅层马兰黄土的试验压力取值比较符合实际,而对较深Q_(2)黄土的试验压力取值还需探讨。以甘肃正宁华能电厂湿陷性黄土地基为例,对35.0 m深探井中的Q_(2)-Q4黄土按1.0 m取样做了基本物理指标和双线法高压湿陷性试验,获得了各级压力下的湿陷系数。根据试验结果,给定不同基础宽度和不同基底压力,对比了按现行标准规定的压力和实际压力下的湿陷系数随深度的变化。分析结果表明:(1)湿陷系数随压力的变化存在一个峰值,Q_(2)黄土湿陷起始压力和湿陷系数峰值对应的压力明显高于Q_(3)黄土,Q_(2)黄土的湿陷系数峰值比Q_(3)黄土的小,且随深度有减小趋势;(2)现行标准规定压力下确定的湿陷系数和湿陷沉降在Q_(3)黄土中与实际压力下的比较接近,在Q_(2)黄土中与实际压力下的随深度偏离越来越远;(3)为此提出了一个试验压力的修正方案,用修正的试验压力确定的湿陷系数和湿陷沉降与实际压力下的值较为接近。研究结果对黄土湿陷性评价具有一定的工程意义。

地震作用下滚石运动机理研究

强震触发崩塌滚石具有显著的水平抛射作用,通过对汶川地区106处崩塌落石的调查,发现滚石失稳后的运动特征主要为覆盖层变形引起的滑塌和重心偏移引起的滚动。本文采用恢复系数的计算方法对山顶落石运动过程中的运动速度进行计算,通过对滚石弹性碰撞恢复系数、落点速度及弹跳高度的反演,可以更有效地对崩塌滚石进行防护和治理,对今后防治滚石具有很好的参考借鉴。

和林格尔新区黄土湿陷系数及湿陷起始压力测定方法研究

以内蒙古和林格尔新区新建机场及其他基建项目为依托,对和林格尔新区土层成因类型及分布特征进行调查分析,初步确定湿陷性黄土的分布范围及湿陷程度。采用现场静载荷试验及原状样室内试验两种方法,对场区内粉土、粉砂两种不同湿陷性黄土的湿陷系数及湿陷起始压力的测定方法进行分析,为和林格尔新区黄土湿陷性分析提供依据。结果表明:采用现场静载荷试验确定湿陷系数,粉土湿陷系数δs取ΔFS/1.1b,粉砂湿陷系数δs取ΔFS/1.5b,均可满足判别结果的准确性;采用静载荷试验判别湿陷起始压力时,粉土取现行标准中ΔFS/b等于0.017对应的压力值作为湿陷起始压力。而对于粉砂,须进行修正,应取ΔFS/b等于0.023对应的压力值作为湿陷起始压力。

广州地区岩质边坡崩塌影响范围计算方法初探

边坡危岩体产生的岩质崩塌灾害突发性强、破坏能力强,是一种危害极大的地质灾害。防治边坡危岩体的关键在于划定危岩体的影响范围,准确评估边坡危岩体影响范围,提升边坡危岩体灾害防治能力,降低崩塌威胁,目前亟需完善边坡危岩体影响范围的计算模型。依据广州市危岩体调查成果归纳出常见边坡危岩体的类型和坡形特征,分类建立危岩体影响范围物理几何模型,综合考虑坡面摩擦力、块体碰撞、弹跳、碎裂、接触面覆盖物性质和恢复系数、地形条件、地震等崩塌运动过程的主要影响因素,通过概化运动过程要素建立起直线型、曲线型边坡在不同坡度条件下崩塌影响范围的计算模型,并根据地震力对崩塌体动能的影响求得地震工况下崩塌影响范围的扩大系数。该模型在前人研究基础上进一步归纳出坡形分类形成几何模型,依据运动过程推求出常见工况不同地形条件下边坡危岩体最大影响范围的计算模型,获取坡高、坡度和地表特征后可依据该模型计算得出危岩体影响范围。通过实际案例验证比对,计算结果相对误差较小,且能预留一定的安全距离,可用于常见坡形边坡危岩体影响范围评价,为边坡危岩体防治提供依据。

灰岩崩塌体斜坡动力响应与损伤识别

灰岩崩塌体斜坡在天然状态下的稳定性较高,但剧烈地震作用会造成岩体裂缝扩展,导致斜坡发生破坏。通过大型振动台模型试验,研究强震条件下灰岩崩塌体斜坡的动力响应、破坏模式以及能量传递规律。结果表明:地震作用下灰岩崩塌体斜坡的破坏过程主要分为坡肩节理受拉开裂及顶部岩层剪切错动、垂直节理裂缝扩展及剪切位移增加、阶梯状贯通滑动面形成和岩体失稳滑塌4个阶段,破坏模式符合拉裂-剪切-滑移型破坏;斜坡的加速度响应表现出高程放大效应和趋表效应,0.55倍坡高以下时PGA放大系数近似呈线性增长,而在0.55倍坡高以上时PGA放大系数增长较为迅速;当输入地震波幅值小于0.4g时,PGA放大系数随输入波幅值增加而增加,当幅值超过0.4g后,PGA放大系数会有所降低;边际谱识别显示,边坡损伤在从坡肩位置开始,逐渐向下转移,且坡表损伤程度大于坡体内部;在进行损伤判识时,边际谱的灵敏度要优于PGA放大系数。

冻融作用下伊犁原状黄土水力特性劣化规律与微观机制

新疆伊犁地区冻害严重,尤以滑坡灾害最显著,主要体现在冻融作用下原状黄土的水力特性劣化方面,然而其水力特性的劣化规律和微观机制目前并不明晰,因此本文开展了冻融前后伊犁原状黄土的水力试验和微观试验研究。结果表明:冻融作用使得黄土内部的胶结性和结构完整性遭受破坏,在原位有效应力施加于冻融后的原状黄土,后续加上水分浸泡后,黄土会产生更大变形,因而冻融后原状黄土的自重湿陷性系数增加和孔隙比减小。冻融作用会使得原状黄土内部产生大裂缝和大孔径,渗流过程中水分会从大裂缝和大孔隙流失,因而冻融后原状黄土的渗透系数增加。冻融循环中的冻胀作用使得原状黄土内部自由水变成冰体,产生膨胀作用,其会破坏原状黄土的胶结性和结构完整性,同时产生大裂缝和大孔径,最终造成原状黄土的剪切强度和黏聚力降低。反复的冻融使得土颗粒发生破坏、移位,形成较为复杂的接触形式,从而使得内摩擦角减小并不显著。

对称介质中陷落柱槽波地震波场响应特征研究

华北型石炭二叠系煤田中陷落柱较发育,通常会破坏地层的完整性,在孕育发展过程改变了围岩的力学特性和声学特征;通过岩石单轴加载条件下波速测试,获得岩石加载塑性变形前波速与应力的关系;基于物性参数测试结果建立三层对称均匀介质的数值计算模型,采用有限差分法对弹性波动方程进行全波场正演模拟,并在模型中部设置陷落柱,获得波场快照、地震波记录及频散曲线,采用速度和能量衰减系数CT分析法对槽波地震波场进行反演,研究了不同陷落柱物性参数及观测系统布置参数对反演结果的影响。结果表明:地震波场随着传播距离的增大而减弱,遇到陷落柱时槽波信号明显减弱甚至消失;陷落柱波速大于围岩或小于煤层时,形成明显的绕射槽波,Airy相发生跳动现象;陷落柱波速小于煤层时表现为低速异常,而低速或高速的陷落柱均产生明显的能量衰减异常;现场观测系统布置时炮间距和道间距可选为20 m。

深厚黄土场地浸水试验及湿陷性评价

现场浸水试验是研究深厚黄土场地自重湿陷特征、评价其湿陷性的重要手段。基于原状黄土的室内试验,在兰州新区深厚黄土场地开展现场浸水试验,测试分析浸水过程中的土层含水率及地基沉降变形发展规律。研究结果表明:兰州新区原状黄土的含水率和干密度沿深度逐渐增大,孔隙比、自重湿陷系数大幅降低;随着水分入渗深度增加,体积含水率变化曲线上翘时间依次增大,湿润锋面到达测点的时间越来越滞后;地表沉降经历缓慢-快速-减缓-稳定的过程,沉降速率可达5.88 cm/d,浸水50 d时完成总沉降量的60%;该场地0~16.5 m强湿陷土层的湿陷量占湿陷总量80%以上;试坑周围有大量环向裂缝发育,裂缝最宽为34 cm,错台高度可达50 cm;结合室内和现场试验结果,该场地的自重湿陷下限深度和地基处理深度可取24.0 m。研究结果可为深厚湿陷性黄土地区的工程建设提供参考。

SDDC工法处理湿陷性黄土地基试验研究

研究孔内深层超强夯法(SDDC工法)地基处理效果对处理湿陷性黄土地基具有重要工程实际意义。以西安市白鹿原某在建项目为工程背景,通过原位试验、室内试验和理论计算,研究SDDC的单桩挤密效应,分析不同桩间距下SDDC的挤密效应和承载特性。结果表明:SDDC夯扩桩桩体中部挤密系数大于桩端,其消除桩周黄土湿陷性的水平距离是桩端的3~4倍。SDDC夯扩桩横向挤密系数随距桩心水平距离变化曲线可分为3段,数学关系可用logistic模型进行最优函数拟合。SDDC夯扩桩三角形布桩时,两桩中心挤密系数小于三桩形心,该结果与DDC桩不同,按现有公式设计桩间距偏保守。SDDC桩体、桩间土及其组成的复合地基承载力和变形模量均随桩间距增加而减小,桩间距相同时复合地基承载力提高系数远小于变形模量提高系数。

基于人工蜂群优化支持向量机回归的隧道塌方风险预测

为预测隧道塌方风险等级,减少隧道塌方引起的灾害事故,建立基于人工蜂群(artificial bee colony,ABC)优化支持向量机回归(support vector machine regression,SVR)隧道塌方风险预测模型。首先,从工程地质、水文气象、设计因素、施工因素4个方面综合考虑,遴选13个主要影响因素,建立隧道塌方风险指标体系;其次,引入人工蜂群算法优化SVR的核参数C和惩罚参数g,解决传统SVR稳定性低的缺陷,提高模型的精确度,为验证模型性能采用相关系数(R 2)、均方误差(mean squared error,MSE)、均方根误差(root mean squared error,RMSE)评价参数对比分析;最后,以新疆北部某供水工程为研究对象,对隧道塌方风险测试样本进行预测,分别将ABC-SVR、PSO-SVR、GA-SVR及SVR模型对比分析。研究结果表明:ABC-SVR预测结果为100%,PSO-SVR预测结果为83.3%,GA-SVR和SVR均为66.67%,ABC-SVR的预测结果与实际工程结果一致性更高,可为隧道塌方风险评估提供科学的决策依据。

新疆伊犁湿陷性黄土输水渠道湿陷变形特性及影响因素分析

为探究新疆黄土地区输水渠道建设中的土体湿陷性问题,以新疆伊犁某输水工程所处黄土地区为研究对象,采取室内试验的方法,对渠道横向和纵向的土样进行物理性质试验,分析伊犁黄土的湿陷性特征、变化规律及湿陷性影响因素。研究结果表明:黄土湿陷性沿输水渠道横断面呈现出左侧渠堤湿陷性较右侧强的特点,左侧渠堤在地表以下约13 m处仍具有轻微湿陷性;渠道纵向黄土湿陷性特点主要表现为以桩号里程75 km为界,分界线以东区域黄土湿陷性较强,分界线以西区域黄土湿陷性较弱;孔隙比与湿陷系数呈正相关,含水率和液、塑性指数与湿陷系数呈负相关,黄土的含水率、孔隙比以及液、塑性指数等物理性质指标均会对其湿陷性产生影响。研究成果可为湿陷性黄土地区渠道等输水工程的建设提供参考。