基于相关性局域化迭代集合平滑反演渗透系数场

在地下水流和溶质运移问题中,有较多研究基于物理距离局域化集合同化方法反演水文地质参数。当反演参数与观测信息之间不存在物理距离时,这种方法不适用。为了克服这个局限,通过渗透系数与水头信息之间的相关性计算局域化方法的阻滞因子,构建基于相关性的局域化迭代集合平滑方法。为了方便比较,将该方法和一种基于物理距离的局域化迭代集合平滑一同用于同化水头信息反演二维孔隙承压含水层的渗透系数场。算例中考虑了不同集合大小、观测误差及观测数量等因子的组合,便于分析其对渗透系数反演精度的影响。研究结果显示:(1)在所有算例中新方法得到的渗透系数均方根误差范围为[0.8307,0.9590],都小于基于物理距离方法的均方根误差,范围为[0.8394,1.0000];(2)基于物理距离方法得到的渗透系数场空间上存在不连续性,而新方法的结果不存在此现象。文章提出了一种新的基于相关性局域化迭代平滑方法,该方法不需要依赖参数与观测信息之间的物理距离且参数反演精度高于基于物理距离的方法,可作为参数反演的科学工具。

基于分形理论的浙江省地质灾害分布特征与影响因素分析

在浙江省地质灾害空间分布特征研究中引入了多重分形方法,基于分形理论研究地质灾害分布的影响因素。研究结果表明:浙江省地质灾害空间分布具有明显的分形特征,西北和东南地区发育较强烈;浙江省地质灾害空间分布与水系分布、降水量、地形坡度、坡高、地层岩性、道路分布及地形地貌有关,其中在降雨量为2232~2565 mm、坡度为25°~35°范围内、坡高为500~1000 m范围内和侏罗系地层范围内,崩塌、滑坡、泥石流灾害发育明显,在山地地形范围内地质灾害易发生。浙江省的道路分布中,省道分布对地质灾害发育的影响比较大;浙江省钱塘江水系和瓯江水系比较复杂,且对地质灾害发育的影响比较大。研究成果进一步明确了浙江省地质灾害分布特征及主要影响因素影响规律,对灾害防治开展具有指导参考意义。

多支盘锚杆的原型试验与荷载传递特征分析

多支盘锚杆是新近研发的新型锚固结构,与普通锚杆相比具有优良的工程特性。在多支盘锚杆室内模型试验研究的基础上,通过极限平衡理论推导出多支盘锚杆极限承载力理论计算公式,计算模型结果与室内实测数据基本一致,验证了计算公式的有效性。为了进一步掌握多支盘锚杆的荷载传递特性,开展了现场边坡锚固原型试验,利用现场多支盘锚杆拉拔测试所得数据研究了多支盘锚杆的支盘直径、支盘间距和支盘个数对多支盘锚杆极限承载力和变形控制能力的影响。试验结果表明:在粉质黏土中,当支盘间距大于等于4倍支盘直径时,可认为各支盘能独立工作,充分发挥多支盘锚杆的承载力;在相同条件下,与普通锚杆相比,随着多支盘锚杆的支盘直径从300 mm增大到500 mm以及支盘个数从1个增加到3个,多支盘锚杆的抗拔承载力提高非常明显,其变形控制能力也大幅度增强;多支盘锚杆的轴力传递曲线在支盘位置发生突变,呈陡降型,充分体现支盘在抗拔方面的贡献作用。该研究成果为多支盘锚杆的工程应用奠定了良好的理论基础。

考虑位移滞后效应的降雨型滑坡SSA-DELM位移预测模型研究

针对东南丘陵山地降雨型滑坡变形发展特征,现有滑坡预测模型应用存在局限,结合滑坡变形特点研究基于智能算法的滑坡预测模型。以福建安溪尧山滑坡为例,选取2019年9月至2022年6月滑坡监测数据进行研究,采用集对分析、灰关联法、麻雀搜索算法及深度极限学习机对滑坡位移进行预测,提出了一种考虑滑坡位移滞后时间基于深度学习的滑坡位移预测模型。结果表明:SSA-DELM模型的MAE、MAPE、RMSE相较于已有的BP神经网络、SVM模型均更小,同时模型结合了滑坡影响因子以及水位-位移滞后特征,具有明确的物理意义,位移预测效果较好且精度较高,可推广应用于类似的滑坡位移预测中。

羧甲基纤维素钠对宽叶雀稗生长与固土能力的影响

为了探究羧甲基纤维素钠(CMC)对宽叶雀稗生长和固土能力的影响,以南方地区常见的粉质黏土为研究对象,探究不同CMC含量对土的抗剪强度以及宽叶雀稗的生长高度、根系长度和固土能力的影响。试验结果表明,添加CMC会导致土颗粒聚集,从而使土中大颗粒比例增加,进而增加土壤的不均匀性。在CMC含量较低时,宽叶雀稗的发芽率、生长高度和根系长度达到最高值,随着CMC含量的增加而逐渐减小。在力学特性方面,土的抗剪强度随着CMC含量的增加而得到一定程度的提高,而CMC含量0.5%、1.5%、1.5%时宽野雀稗抗拉拔能力最好。施用少量的羧甲基纤维素钠(CMC)可促进宽叶雀稗的生长和固土能力,其含量为0.5%时为最优含量。

以东南沿海某风电场为例谈海上风电勘察要点

海上风力发电有着受到地形、气候影响小及不占用土地资源等优点,是风电产业未来的主要发展方向。我国海上风能资源丰富,具备大规模发展海上风电的资源条件,目前已实现规模化发展,达到国际先进水平。在我国,海上风电作为新能源开发的一种新型发电模式起步较晚,风电场建设经验相对国外尤其是欧洲国家较缺乏,这就需要参与人在海上风电建设过程中不断地总结和积累经验。本文以东南沿海某风电场为例谈海上风电勘察要点,对海上风电勘察技术要点进行分析与总结,成果对工程勘察设计有重要参考意义。

基于孔压静力触探的修正土类指数土体分类方法与实例应用

孔压静力触探(piezocone penetration test,简称CPTU)常被应用于土层划分、土体分类,其各种土体分类方法有一定的适用性和局限性。引用两组实际工程案例,对5种常用的基于CPTU的土体分类图进行了分析比较。分析表明,已有分类图虽然能够区分黏性土和无黏性土,但对于粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别均存在较大误差,且多数分类图采用过渡带分类,导致分类结果的准确性偏低。基于Robertson土类指数分类图,根据实际CPTU测试数据分类结果,对土类指数I_(c)进行了修正,将其同心圆模型修正为平行线模型,由此提出一种基于CPTU的修正土类指数土体分类方法。根据对实测数据的应用表明,提出的修正土类指数土体分类方法可以更好地满足土体分类,且能够满足粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别。

羧甲基纤维素钠改良土强度影响因素研究

边坡防护工程中常使用无机胶凝材料(水泥、石灰等)作为黏合剂、固化剂以改善土体的力学性能,但无机材料的过度使用对自然生态环境带来巨大负担。羧甲基纤维素钠(CMC)是一种环境友好型生物高分子聚合物,同样具有改善土体结构、提高力学强度的性能。通过向粉质黏土中掺入CMC,研究了CMC对黏性土的改良效果及规律。结果表明:在粉质黏土中加入CMC能有效提高其抗剪强度。对比了湿法和干粉两种处理方式,干法拌和直接掺入CMC后的改良土强度能获得更高的提升。研究了CMC掺入量、含水量、养护时间等对CMC改良土的影响;当CMC掺入量为2%、控制含水率为15%时,对土体强度的提高幅度最大。

固结条件对海岸带花岗岩风化土强度指标的影响

对等向固结和K_(0)固结后的不同花岗岩风化土试样进行了不排水剪切试验,研究了固结条件对花岗岩风化土应力应变关系和强度指标的影响。研究结果表明:花岗岩风化土的应力应变关系曲线在等向固结不排水剪切试验中呈应变硬化型,在K_(0)固结不排水剪切试验中主要为应变软化型;固结方法对花岗岩风化土的不排水强度存在一定的影响,在不同的围压下,经过K_(0)固结后试样的最大主应力差值均大于等向固结试样;不同固结方法对不排水试验得出的强度指标也有一定的影响,K_(0)固结后花岗岩风化土试样的黏聚力和内摩擦角都大于等向固结后的试样。研究成果对工程设计有重要参考意义。

蓄水位对山美土石坝地震动力响应的影响分析

地震作用下土石坝的动力响应及其破坏模式一直是岩土工程界研究热点。采用FLAC有限差分软件分析山美土石坝在地震作用下产生的震后残余变形、加速度响应以及剪应变等情况,得到山美土石坝的普遍性动力响应规律。通过改变上游蓄水位高度,描述地震过程中坝内塑性剪应变区演变模式以及不同水位下震后坝内残余应变形态,发现山美土石坝率先发生剪应变集中部位一般是坝顶和坝坡的不同坝料交界处,一定震时后坝内剪应变形态基本不变,但剪应变量不断累积,此外逐渐抬高蓄水位会导致震后上游坝料中形成一条塑性不贯通剪切带。本次研究有助于理解地震作用下山美土石坝塑性剪应变区成因与形成过程,可对山美土石坝抗震工作提供重要参考。

砂土简化边界面本构模型

基于边界面次塑性模型,简化了模型原始加载和重加载的关系,减少了模型参数,提供了一种适用于描述砂土单向荷载和循环荷载作用下应力路径和应力-应变关系的方法。引进状态参数,从而可用一套参数统一描述不同密度砂土的力学行为。使用Mathematica软件进行简化边界面模型的单元测试,并与试验数据进行对比。结果表明:此简化边界面模型能合理模拟土体复杂的力学行为,包括土体的临界状态、单向和循环荷载下体积变形的变化、应力-应变关系、围压的变化等。