裂隙岩体高压压水试验水．岩耦合过程数值模拟

为了解高压水渗流作用对裂隙岩体应力和变形的影响,结合黑麋峰抽水蓄能电站岩体高压压水试验的渗压及变形测试成果,采用多孔连续介质全耦合理论,研究了试验区岩体测点在压水孔加压和卸压过程中的孔隙压力和位移变化过程。通过对测点位移和渗压随时间变化过程的计算值和实测值对比研究,验证了所采用的水-岩耦合数值模型的合理性。研究表明:在压水孔内的水压力和岩体孔隙压力的共同作用下,岩体内的应力大幅度增加;压水过程中,岩体因渗流作用产生了较大的位移,停止压水后的一段时间内,由于岩体中还存在一定的孔隙水压力和水压力梯度,从而导致岩体内仍存在部分变形值,且该部分变形值并非是压水孔卸载后岩体内的塑性残余变形;高压水渗流作用下的岩体耦合效应对工程应力和围岩变形有重大影响,考虑水-岩耦合效应的岩体稳定性评价结果对工程设计更具指导意义。

裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合分析模型

从流体扩散能量叠加原理出发，建立了裂隙岩体介质的渗流张量解析表达式。综合应用断裂力学与损伤理论，探讨了复杂应力状态下裂隙岩体在压剪、拉剪应力状态下损伤演化方程，提出了渗透张量随裂隙损伤发展的关系以及裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合模型。

模量不均匀路基上的沥青路面动力响应研究

为研究路基模量的不均匀对沥青路面动力响应的影响规律,首先采用便携式落锤弯沉仪(简称PFWD)对亚—雪公路路基模量分布进行现场测试,分析并总结路基模量的空间不均匀分布特征;进而考虑汽车车体的运动、轮胎的黏弹效应、沥青路面的黏弹性能以及路基模量的不均匀特性,基于D'Alembert原理和黏弹性薄板振动理论,建立了重载汽车-路面-不均匀模量路基耦合动力学模型,并分析了路基不均匀特性、行车速度和后轴轴重对沥青路面动力响应的影响。计算结果表明,路基模量的不均匀性对路面动应变的影响显著。当汽车行驶通过路基不均匀模量区时,后轴产生的基层底应变幅值约为前轴的2倍;当后轴轴载由100k N增加至180k N,基层底应变幅值由62με增加到109με;随着行车速度从5km/h增加至80km/h,基层底部的拉应变幅值增加1.3倍,并逐渐趋于稳定;特别当路基不均匀模量幅值从40MPa降低到0、不均匀模量弦长由1m增加至4m,基层层底拉应变幅的增幅分别可达26%和23%。

基于多场耦合作用的坝基帷幕体防渗性能研究

坝基的渗流动态很大程度上受控于坝基帷幕体的完好程度和止水效果,但由于地下水长期存在的物理-化学作用,造成帷幕体防渗性能的衰减。依据渗流水力学以及水文地球化学的基本理论,建立了反应帷幕体防渗时效的多场耦合作用模型。该模型由渗流模块、溶质迁移模块、地球化学模块及帷幕体侵蚀模块构成,并采用有限元数值法求解。工程实例计算结果表明,帷幕体的防渗效果随着时间的推移越来越差。在整个模拟时段,帷幕体中的可溶类钙质始终处于溶解状态,其不同部位发生溶蚀的强度也不相同,帷幕体底部的溶蚀量要高于其上部的溶蚀量;靠近坝基上游侧的帷幕的溶蚀量要高于下游侧的溶蚀量。钙离子迁移主要由水动力条件和弥散作用共同引起,且坝基各点的钙离子浓度随时间呈非线性变化。

中原经济区城市化与生态环境空间耦合分析

城市化系统与生态环境系统是城市经济发展的重要组成要素,二者之间存在着复杂的耦合关系.基于中原经济区32个地级市的城市化相关数据及生态环境指标,运用"PSR"模型构建了城市化与生态环境耦合评价指标体系,利用城市化与生态环境耦合度函数模型及耦合协调度模型,对中原经济区城市化与生态环境空间耦合度及耦合协调度进行了分析.结果表明:1)大部分地市城市化与生态环境空间耦合度处于磨合和高水平耦合阶段;空间耦合协调度分别为:低度协调耦合占21.88%,中度协调耦合占65.62%,高度协调耦合占12.5%.2)城市化与生态环境空间耦合强度和空间耦合协调度情况为:高强度中协调性的城市占31.25%,中强度中协调性城市占34.38%.3)城市化与生态环境耦合度与各地市的经济发展水平存在一定的空间对应关系,而耦合协调度与各地市的经济发展水平没有明显的对应关系.