长江上游暗针叶林生态系统主要树种的根系结构与土体稳定性研究

根系结构不同 ,其固持土体的能力存在很大差异。利用分形理论对不同根系结构稳定土体的能力进行了量化比较 ,结果表明 :(1)长江上游暗针叶林生态系统中主要树种根系都表现出了较为明显的分形结构特征 ,高山柳(Salix sp.)的根系结构最复杂 ,具有多层次细微分枝结构 ,分形维数最大 ,达 1.73 5 6 75 ,冬瓜杨 (Populuspurdomii)次之 ,为 1.6 0 16 6 ,峨眉冷杉 (Abiesf abri)分枝结构简单 ,以侧行主根为主 ,分形维数仅为 1.4 4 93 8,并且根系的分形维数随着其年龄的增长而增大。(2 )根系结构与稳定土体的能力明显相关 ,根系直径或树干基径与根系抗拉阻力受环境条件的影响 ,关系较为复杂 ;而根系分形维数更能揭示根系的结构与发育动态 ,根系分形维数与抗拉阻力的对数呈比较稳定的指数函数关系。(3 )峨眉冷杉根系结构简单 ,垂直根系较少 ,且分布层次较浅 ,在冰碛物环境中可以通过在岩石中迂回缠绕而从较大范围内将岩石、土壤等压在其下 ,但结构较为散乱 ;而冬瓜杨以垂直分布为主 ,分布层次较深 ,毛根很发达 ,土壤颗粒间的粘结程度较好 ,二者结合配置将有助于改良土壤结构 ,防治水土流失 。

基于力矩法的元谋干热河谷冲沟沟头土体稳定性模拟与验证

元谋干热河谷冲沟活跃沟头具有"跌坎陡立、内凹洞发育、溯源侵蚀剧烈"等特征,土体崩塌是沟头溯源侵蚀的主要过程之一。该文综合考虑沟头形态特征和裂缝发育等因素,基于力矩分析方法,模拟研究了干热河谷冲沟沟头土体稳定性。结果表明,沟头土体稳定性受土壤含水量、内凹洞发育高度、裂缝发育深度及其距沟壁的距离等多个因素影响。沟头土体稳定性系数,随土壤含水量和裂缝发育深度的增大呈显著指数函数降低,随内凹洞发育高度的增大呈显著线性函数降低,随裂缝发育距沟壁距离的增大呈二次多项式增大。以土壤含水量作为标准对模拟结果进行了检验,发现沟头土体失稳崩塌时,崩塌体和崩塌面实测的土壤含水量分别为模拟值的69.8%~87.6%和82.0%~95.5%,评价结果较为可靠。崩塌面土壤含水量与模拟值更为接近,说明裂缝发育对沟头土体稳定性非常重要。研究结果可为元谋干热河谷沟头土体崩塌预测及沟头治理措施制定提供重要的理论参考。

考虑非饱和粘性土含水量变化的地铁隧道围岩土体稳定性分析

含水量是非饱和土力学性质的重要控制因素,非饱和粘性土是北京地铁苏州街车站隧道的主要围岩土体类型,应用钻孔取样的方法取得隧道周边区域内的土体系统样本,通过三轴试验和含水量测试建立了非饱和粘性土围岩的变形和强度参数与含水量的相关性,进而明确了该工程场地非饱和粘性土的主要参数与含水量的关系,以此为基础确定了工程场地不同区域的土体力学参数,通过有限元数值分析方法研究了施工过程中的围岩土体稳定性与地表沉降量,明确了考虑土体含水量变化条件下的隧道开挖施工过程中的围岩土体稳定性状况。

无含水层盾构始发区加固土体稳定性的有限元模拟——以苏州地铁某工程为例

盾构始发端头土体加固时,如何保证加固土体的稳定性是需要解决的关键问题.结合苏州地铁某车站西端头盾构始发工程(无含水层),运用通用有限元分析软件在封门拆除这种最不利的工况下对该工程始发掘进进行了模拟分析.由数值模拟知,当纵向加固长度为3 m时,沿盾构隧道掘进方向土体向工作井内移动,最大位移发生在暴露掌子面的中心处,达12.92 mm,封门上方地表土体变形最大,沉降约为3.0 mm,强加固区范围内土体受力均在设计强度范围之内,计算出安全系数分别为2.05、1.47和1.30;在无含水层的盾构始发端头,纵向加固长度为3 m时就可以在强度上满足要求,且安全系数有富余.

用突变理论分析高速公路路堤土体稳定性

用突变理论分析土体稳定性,并对苏嘉杭高速公路(江苏南段)A9标段K91+934断面沉降观测数据进行了计算,得出的结论与工程实际相吻合,为适当提高控制沉降速率提供了理论依据。

大直径盾构隧道出洞段土体稳定性分析

针对软土地区大直径盾构出洞施工中洞口土体易失稳、渗水这一难题,以复兴东路越江隧道工程为背景,分别介绍了出洞段土体加固的常用方式,并采用不同计算模型对出洞段土体稳定性进行了理论分析。

苏嘉杭高速公路高填路堤土体稳定性分析

通过突变理论进行土体稳定性分析,运用苏(州)嘉(兴)杭(州)具体的高速公路高填筑路堤的沉降观测数据进行计算,理论分析的结果与观察的结果相一致,从而为有针对性地适当提高控制沉降速率提供了理论依据。

不同工况条件对均质土体稳定性的影响

土体破坏的主要表现形式是剪切破坏,土体抵抗破坏的能力(强度)主要表现为内聚力和内摩擦力。土体的稳定性则表现为土体薄弱面上的剪应力及抗剪强度之间的相互关系:当薄弱面所受的剪应力大于抗剪强度时,土体丧失稳定性,从而发生破坏;当薄弱面所受的剪应力小于抗剪强度时,土体保持稳定。在滑坡治理或保持基坑稳定的措施中,修建挡土墙、抗滑桩,加固基坑土体被动区、坡顶卸载、施加锚杆以及修建排水设施是常见的手段。不同治理工程措施构成不同工况,或改变了土体的应力状态,或增加了土体的强度,从而使边坡土体的稳定性得到提高。考察土体内某个截面,首先按照土力学原理判断求出该面上的正应力σ与剪应力τ的变化,然后根据土体强度理论判断出该面上的抗剪强度τ_f的变化,进而可以根据剪应力τ与抗剪强度τf的关系判断出土体是否趋于稳定或者不稳定。

土体稳定性计算中地下水作用力探讨

针对在地下水作用力使用中易出现力的概念混淆、重复计算等问题,论述了土体中的孔隙水压力、浮力、渗透力3种地下水作用力的性质,从能量守恒角度论证了稳定渗流环境下的孔隙水压力与水深和水力坡角相关;探讨了浮力、渗透力两种体积力与边界孔隙水压力的等效关系,论述了在稳定渗流环境下的土体稳定性计算采用土-水分算与土-水合算两种方法时,前者应使用渗透力和土粒浮重度进行平衡计算;后者应使用孔隙水压力和土体饱和重度进行平衡计算。在此基础上,对现行滑坡防治工程的相关规范中滑坡稳定性计算公式中的地下水作用力的不当使用问题进行了探讨,并采用工程实例对其引起的稳定性计算偏差进行分析。结果显示:相关规范中存在渗流条件下孔隙水压力未考虑水力坡角及孔隙水压力与浮力概念混淆的错误,这两种情况都将造成设计偏保守,工程治理时后者将造成较大的经济浪费。

盾构施工对既有建(构)筑地基承载力影响及加固土体稳定性分析

针对目前盾构施工既有建(构)筑地基加固依靠经验,缺乏完善理论作为支撑的现象,有必要研究盾构掘进中、离开后既有建(构)筑地基承载力影响机理及加固后土体稳定性。为了解水泥土加固体的受剪工作状态,开展水泥土三轴试验,结果表明,当偏应力达到屈服之前,(σ1-σ3)-ε1关系近似直线,应变很小,且加固体与未加固土抗剪强度相差甚远,稳定性分析时,不考虑加固体位移及其外侧未加固土对剪力的分担。盾构掘进中,其周围土体受到挤压产生的剪应力,扩散至桩侧形成附加正摩阻力,基桩承载力提高;盾构离开后土体卸荷,桩侧产生负摩阻力,基桩承载力降低。盾构施工中加固体上段内侧受被动或主动土压力,外侧及下段受静止土压力,土压力差产生剪应力,潜在滑动界面产生拉、压应力,并导出加固后土体复合滑动面安全系数公式,通过工程实例验算加固体强度及加固后土体的稳定性。

基于Drucker-Prager准则的岩土体稳定性强度折减方案评价

对于涉及Drucker-Prager准则的岩土体稳定性分析,可以使用c-ϕ折减方案和M-K折减方案。基于二阶锥规划有限元法,对均质土边坡和多层土边坡稳定性分析中的两种强度折减方案进行了对比。研究表明,基于c-ϕ折减方案得到的安全系数与Morgenstern-Price法计算获得的结果吻合较好。然而,基于M-K折减方案得到的安全系数结果可能导致对岩土体安全性的保守估计,特别是对于大内摩擦角的情况。考虑到M-K折减方案在稳定性分析结果上可能会造成较大差异,对于涉及Drucker-Prager准则的岩土体稳定性分析建议采用c-ϕ折减方案。

基于尖角突变模型的防洪大堤土体稳定性分析

分析和判断防洪大堤施工阶段的土体稳定性,对调节施工进度和保证施工安全具有重要意义.根据变形观测数据,获得变形随时间变化的方程.从突变理论出发,利用尖角突变模型进行在建大堤的土体稳定性分析和判断,并采用Excel数据处理和绘图功能、Matlab语言编写程序,实现了土体稳定性的快速评判.实践证明该方法简单有效.

堆载预压法加固软基土体稳定性的有限元分析

堆载预压过程中,进行相应的稳定分析对于控制加载速率、确定加载高度是必须进行的一项工作,采用有限单元法对此进行了探讨,详细阐述了有限元理论分析边坡稳定的几种重要因素,并考虑分步堆载的特点,模拟堆载过程,具有一定的工程实际意义。

盾构进出洞土体稳定性力学模型及施工控制

根据盾构进出洞工序是盾构隧道的关键工序,总结了进出洞段土体稳定性力学分析模型,归纳了盾构进出洞施工方法和控制技术要点,并通过进出洞技术措施的实施,从而保证了施工质量。

岩土工程勘察中地下水对工程稳定性的影响研究

岩土工程探查时,必须留意地下水对工程稳定的力量。特别进行基础设施和地下活动等工程项目,地下水的存在和行动可直接对工程框架产生显着效果。此研究通过实地考察并理论分析地下水深度,渗透系数和动态变化的观察数据,重点探究地下水活动对地基稳定的影响从物理机理和数字模型两方面。地下水流通与地质渗透程度,水压试验分布,以及地下水对土力学参数的影响,这一切直接影响土体的稳定性。而由此制定的地下水流动等式和土体稳定计算模型,能适应实际工程情况需要,对于分析地下水对土体稳定的影响和预测土体不稳定现象,准确度相当高。本研究的结果有助于提升岩土工程勘察中关于地下水影响的认识,优化工程设计和施工,从而实现工程的安全和经济效益。同时,根据研究成果,对于项目的风险评估,施工过程中的实时监控系统构建也有指导意义。

苏嘉杭高速公路高填路堤土体稳定性分析

通过对突变理论进行土体稳定性分析 ,运用苏 (州 )嘉 (州 )杭 (州 )具体的高速公路高填路堤沉降观测数据进行计算 ,得出的结论与观察的结果相一致 ,从而为有针对性地适当提高控制沉降速率提供了理论依据。

南方崩岗侵蚀区崩壁龛穴发育特征与稳定性初探

南方花岗岩崩岗侵蚀区崩壁常见形似内凹洞的特殊地貌(龛穴),该地貌的发育可引起崩壁失稳并扩大崩岗侵蚀范围。通过刻画龛穴形态演变过程,研究龛穴发生的物质条件与驱动因素,并结合力矩分析方法构建力学模型评价崩壁及龛穴稳定性。研究表明:龛穴形态演变经历“雏形—发育—形成”3个过程,剖面土层异质性是龛穴发育的基础条件,水力与重力作为外部因素共同作用驱动龛穴发育。龛穴稳定性随其高度增加、角度减小而降低。龛穴的发育可能是崩岗溯源侵蚀启动的标志,遏制龛穴形成有利于提高崩壁稳定性,研究结果为崩岗侵蚀治理提供理论依据。

“5.12”汶川M_S8.0大地震后关于我国区域地壳稳定性评价的思考

汶川大地震引起我们对区域地壳稳定性调查评价新的思考。本文简要介绍了我国区域地壳稳定性评价的理论基础(‘安全岛’理论、地质结构控制论、区域稳定工程地质学理论、‘场’论以及其他理论和观点)和初步形成的系统化、层次化、定量化、智能化区域地壳稳定性评价方法技术,指出区域地壳稳定性评价应向小区划和四维发展,为工程建设服务。最终编写、出版中华人民共和国国家标准-区域地壳稳定性评价规范,建立区域地壳稳定性评价体系;编制、发布、实施中华人民共和国国家标准-区域地壳稳定性评价区划图(1∶400万),形成区域地壳稳定性评价国家平台,作为国土规划和工程安全建设的法制性依据和标准。

新建隧道穿越既有车站地下连续墙围护结构洞门稳定性分析

新建地铁隧道下穿既有地铁车站工程中通常需要穿越车站两端的地下连续墙围护结构,如果地下连续墙没有预留玻璃纤维筋,盾构隧道难以直接穿越,需要人工凿除地下连续墙,凿除过程中洞门附近土体产生变形,影响既有车站的安全运营,需对土体进行加固,以保证土体稳定性和减小既有车站变形。以苏州拟建8号线地铁隧道下穿既有1号线华池街站和地下连续墙围护结构为例,提出采用水平人工冷冻加固洞门附近土体,采用极限平衡理论推导了洞门土体稳定性的计算公式,分析了土体稳定性的影响因素,比较了在有无土体加固情况下的土体稳定性系数,同时采用三维有限元对地下连续墙凿除过程进行数值模拟,数值模拟和理论公式计算的土体稳定性系数吻合良好。

环渤海地区区域地壳稳定性分区与评价

以构造稳定性研究为主,配合介质稳定性和地面稳定性的研究,采用模糊数学评判方法,对环渤海地区区域地壳稳定性进行了探讨。以现今构造应力场、现今地壳垂直形变和水平形变资料为依据,综合分析探讨现今构造活动性和地震活动的规律,将本区地壳稳定性划分出相对稳定、相对基本稳定、相对较不稳定、相对不稳定四个等级。相对稳定区主要有辽东本溪—凤城等地,相对基本稳定区主要有辽宁阜新—抚顺—本溪—岫岩环形带等地,相对较不稳定区主要有河北昌黎—玉田—霸州—任丘—海兴等地,相对不稳定区主要有唐山—天津—沧州等地。评价分区结果与中国地震局用地震危险性分析概率方法所编著的地震烈度区划图、地震动区划图结果是一致的。