浅表地层缺陷的动力探测技术

为了对浅表地层缺陷进行探测,本文将以往对材料特性的反演,扩展到对浅层地表空洞缺陷的反演,并采用遗传算法作为反演优化算法,在时域下建立路面结构动态反演的方法,并编制了动力反演程序.在对地表下既有空洞的情况进行正演模拟的基础上,对在不同工况下空洞位置和大小进行了模拟反演分析和工程试验分析.通过对理论数据和实测数据进行分析,验证了反演程序的合理性和有效性.结果表明：利用动力对浅层地表空洞缺陷（大小、位置等）探测具有一定的适用性,为检测浅层地表缺陷提供了新的技术路径.     

瞬态瑞利波法定量分析二维空洞的形状参数和位置

空洞的存在对地下工程质量有重要影响,有必要采取物探方法探测空洞的形状和位置。采用有限元法分析了瑞利波在含空洞介质中的传播特性,提出了定量分析空洞形状参数和位置的计算方法。根据入射瑞利波和反射瑞利波传播时间差确定空洞的水平位置,基于临界干扰频率法获得空洞的埋深,用能量衰减率法确定空洞的大小。结果表明：瑞利波沿介质表面传播过程中遇到空洞会发生反射和能量衰减,获得的空洞位置和形状参数相比实际值的误差较小,达到较高的精确度。通过案例分析验证了计算方法的准确性。     

莫索湾灌区1998—2007年地下水埋深变化及影响因素

依据玛纳斯河中游莫索湾灌区1998—2007年(共120个月)的地下水位监测资料,分析地下水埋深年际变化情况,采用主成分分析法对灌区地下水埋深变化的影响因素进行分析.结果表明:地下水埋深年际变化持续或波动下降;灌水量和抽水量是影响地下水埋深的主要因子,其荷载分别为0.801和0.769,埋深随灌水量的减少、抽水量的增加而增大;蒸发量仅次于灌水量和抽水量,也是影响地下水埋深的重要因子;而降雨量对地下水埋深没有显著的影响,其贡献率只有15%.分析了主要影响因素与地下水埋深变化动态的关系,认为灌区地下水埋深在自然因素和人为活动的交互影响下年内季节变化明显.     

基于弹性波法的公路护栏立柱埋深无损检测技术及影响因素研究

阐述了弹性波法检测护栏立柱埋深的基本原理,通过试验分析了各种相关因素(如传感器类型和安装位置、激振锤和激振方式、是否连接护栏板、护栏板与立柱相对位置等)对立柱埋深检测结果的影响,为工程检测和开发便携式检测设备提供了理论和试验依据.     

郑庄东大井区煤层含气量主控地质因素

以郑庄区块东大井区为主要研究对象,综合运用实验测试数据、煤田钻孔及煤层气井资料,并结合沉积、构造和地下水动力的原理和方法,深入分析了该区煤层含气量分布和主控地质因素。研究结果表明:研究区煤层含气量较高,总体呈自东向西逐渐增大的趋势,且主要受煤层埋藏深度、地质构造和水动力条件三个因素控制。即煤层埋深对含气量分布具有较好的控制作用,总体上含气量高值区大都位于北部深埋区域;地质构造对含气量的影响主要表现为次级构造叠加在煤层埋深影响的总体背景之上导致含气量展布复杂化;北部地区水动力条件对煤层气的运移和富集具有显著的控制作用,是影响煤层含气量展布的主要因素;而南部地区则由于埋深和断层等因素的影响,从而导致水动力条件与煤层含气量的相关性不太明显。     

埋地成品油管道泄漏后油品渗流扩散规律

由于管道腐蚀、自然灾害以及第三方破坏,管道泄漏事故频发。为了研究油品在含水土壤中的渗流扩散规律,建立了埋地管道截面区域油品泄漏过程的"泄漏-渗流-扩散"数值模型。基于实际泄漏工况数据,分析了导压系数、泄漏孔大小、泄漏流量、管道直径、泄漏位置、埋深、重力、土壤含水饱和度等影响渗流扩散范围的敏感性。并预测了给定埋地管道条件下,泄漏油品扩散的范围及到达地面的时间。研究结果可为处理埋地管道泄漏事故提供参考。     

黄土地层中盾构隧道管片上浮机理与影响因素分析

盾构隧道掘进过程中的管片上浮是一种普遍存在且影响施工质量的重要问题.结合工程实例,对黄土地层中盾构管片的上浮原因进行了总结分析,提出为了平衡盾构机机体重力差,预先设置一个千斤顶推力的仰角,并通过有限元数值模拟,分析了不同埋深下的地层作用、浆液浮力、注浆压力差以及千斤顶推力对管片上浮量的影响,得出注浆压力差与千斤顶推力的大小是影响管片上浮的主要原因的结论,并提出合理控制千斤顶推力的大小可起到减轻管片上浮的作用.     

深基坑降水对周围建筑物沉降的影响

应用有限差分程序FLAC3D的流固耦合功能和三维数值模型分析了基坑降水时影响周围地表及建筑物沉降的主要因素,包括地表建筑物的存在与否、建筑物与基坑的相对位置、基础特性(如基础面积、埋深、刚度和基础形式等)以及相邻建筑物的相互作用等.计算结果表明:建筑物的附加应力场及其基础形式对地表沉降预测有影响,不考虑建筑物的基础形式时,对于浅基础建筑物,预测结果偏小,对于桩基础建筑物,预测结果偏大;浅基础建筑物的最大沉降及最大差异沉降与基础的埋深和刚度有关,埋深增加时,最大沉降减小,但最大差异沉降会有所增加,刚度增大时,二者都会变小;相邻建筑物的影响取决于建筑物与基坑的相对位置,在基坑轴线方向的影响要大于平行基坑边缘方向的影响.     

半埋式深竖井结构的三维动力响应特征

半埋式深竖井结构的地质条件复杂、上下两部分的约束条件不同、不确定因素多,整体结构的受力特性非常复杂.运用三维动力有限元技术,采用振型分解反应谱法对德泽水库半埋式深竖井泄洪洞的应力变形等动力反应特性及其稳定性进行了计算分析,并基于ANSYS二次开发,采用高斯积分法实现了由竖井各断面应力到内力的转化,可作为配筋的依据.计算结果表明:德泽水库半埋式深竖井泄洪洞的位移和应力在地震荷载作用下呈现出特定的规律,位移和应力值均满足结构安全性的要求,下部围岩可提高竖井的抗震性能.研究成果可为德泽水库半埋式深竖井泄洪洞的结构设计提供重要依据,对类似工程也具有一定的参考价值.     

板柱结构-基础-地基整体地震响应分析

对广州地区一例地基-基础-板柱结构动力相互作用体系动力特性、地震反应及其影响因素进行了计算分析.结果表明,土阻尼比、土层特性、基底埋深、基础型式、土体深度、地震波对相互作用体系地震反应影响明显,常规设计在一些部位存在不安全隐患.     

重庆松藻矿区打通一矿M_8煤层瓦斯赋存地质规律

以重庆松藻矿区打通一矿为研究区,基于瓦斯地质理论,探讨了地质构造、煤厚、埋深、有效埋深以及顶底板岩性等地质因素对主采煤层M8煤层中瓦斯赋存的影响规律.通过数理统计的方法构建了各因素与瓦斯含量的回归方程,并对其进行了显著性检验.研究结果表明,煤厚、埋深等是影响打通一矿M8煤层瓦斯含量分布的主控因素,褶皱构造对瓦斯局部富集具有重要影响,而顶底板区域内岩性比较稳定,有利于瓦斯的保存,但不是引起含气性变化的主要因素.     

埋深对可液化场地地铁车站地震响应的影响

为分析埋深对可液化场地地铁车站结构的地震动响应影响规律,在OpenSees开源程序平台和Biot动力固结理论基础上,采用修正的多屈服面塑性砂土动力本构模型,同时考虑结构动力非线性的纤维截面单元,建立饱和砂土场地-地铁车站结构相互作用数值计算模型,并分析了在地铁车站不同埋深情况下,场地的加速度反应谱及结构变形和内力的动力响应.分析结果表明,随着车站结构埋深的减小,场地特征点处加速度β反应谱峰值变大,且各埋深工况均呈现出明显的场地放大效应;随着车站结构埋深的增加,各关键截面动内力峰值变大,而对应的层间位移角极值和结构上浮量均呈现减小趋势,其中中柱上端部截面受埋深影响程度最为显著.     

内壁腐蚀混凝土管道爆破动力失效机制

为了确保爆破振动荷载影响下临近服役多年埋地混凝土管道的安全,开展内部腐蚀混凝土管道爆破动力失效机制的研究. 基于Thistlethwayte混凝土腐蚀理论,建立运营期混凝土管道内壁腐蚀缺陷预测理论模型. 结合全尺寸承插式混凝土管道爆破模型试验及振动分析,验证承插式混凝土管道爆破动力响应的数值建模方法及参数选择. 通过腐蚀缺陷预测,开展不同腐蚀缺陷形态下的承插式混凝土管道爆破动力响应数值试验,分析爆破振动荷载作用下的腐蚀管道动力性能演化规律. 结合极限强度准则,确立腐蚀管道主控动力失效准则,提出爆破振动影响下运营期内壁腐蚀承插式混凝土管道的安全控制标准.     

下分层回采巷道合理布置位置影响因素研究

本文利用有限元分析方法,对上分层煤体回采进行了模拟,得出了煤层埋深、煤柱宽度、侧压力系数及煤体强度四个因素对内错式下分层回采巷道合理布置位置的影响规律。     

悬空管道地震响应试验研究

为研究地震作用下悬空管道的动力响应,设计并制作简易悬空管道试验装置,开展2种加载工况下9根管道的拟动力试验,研讨悬空长度、埋深及管径等因素对悬空管道地震响应的影响。研究结果表明：在地震荷载作用下,以管道悬空段中心为对称轴,管道应变近似反对称分布在管道的两侧,且管道的峰值应变出现在悬空管道的悬空段与土体交界处附近;在大位移条件下,管道峰值应变随管道悬空长度的增大而增大,随管径的增大而减小,随埋深的增大而减小。     

艾维尔沟矿区瓦斯地质规律研究

运用瓦斯地质理论,结合地质勘探和矿井生产揭露的瓦斯地质资料,研究了艾维尔沟矿区的瓦斯地质规律.综合分析了地质构造、煤层埋深、构造演化、煤变质程度等对煤层瓦斯赋存的影响.提出了煤层埋深是艾维尔沟矿区煤层瓦斯赋存区域的主控因素,同时受构造演化、煤变质程度等因素影响,在局部区域受地质构造因素控制明显.因各种因素的共同作用,在沿煤层走向上,同一水平标高,矿区西部瓦斯含量最高,东部次之,中部最小;沿煤层倾向方向上,瓦斯含量具有随煤层埋深的增加而增大的整体趋势.在向斜构造轴部及断层带附近瓦斯富集.     

下分层回采巷道合理布置位置影响因素研究

本文利用有限元分析方法，对上分层煤体回采进行了模拟，得出了煤层埋深、煤柱宽度、侧压力系数及煤体强度四个因素对内错式下分层回采巷道合理布置位置的影响规律。     

隔热板埋深对冻土路基温度场的影响分析

采用焓模型,建立含相变的冻土路基温度场,利用非线性有限元方法对隔热板路基温度场进行数值模拟,并结合考虑近期及远期冻土保护效果,采用冻土年最大融深及路基内融土核高度两个评价指标综合分析了路基高度、路基施工季节等因素对隔热板最佳埋深的影响.有限元计算表明,当施工季节向冷季推迟3个月时,隔热板的冻土保护效果显著增强,路基在运营20年内无融土核出现.在确定隔热板最佳埋深时需综合考虑施工季节、路基高度等因素的影响,若路基较低,宜浅埋,路基高度较高,暖季施工宜中埋,冷季施工宜浅埋.     

斜入射地震波作用下地下管线的地震反应分析

基于ABAQUS软件平台进行了地下管线-土体动力相互作用的有限元建模与分析。模型中采用粘弹性人工边界来模拟无限域介质对计算区域的影响,利用等效荷载波动输入方法来实现斜入射地震波作用下人工边界上的波动输入,采用主从接触面单元来模拟管线-土体之间的动力相互作用。在此基础上对地下管线进行了计算分析,并研究了斜入射角度、地震波峰值、管径、埋深和接触面摩擦系数等多方面因素对地下管线地震反应的影响。     

短程线网壳结构强震作用下的动力强度破坏

为对短程线型单层球面网壳结构进行强震作用下的动力全过程分析,研究了结构的失效机理.对40m跨的短程线型理想网壳结构和考虑初始缺陷的网壳结构进行全过程动力时程分析,考查了此类型网壳结构的动力性能和破坏形式,采用一致缺陷模态法处理初始缺陷,分析初始缺陷对短程线网壳结构动力性能的影响;对具有初始缺陷的网壳结构进行了参数影响分析,分别考查地震作用、杆件截面和屋面荷载三种因素对结构动力性能的影响,研究在不同条件下短程线网壳结构的动力失效机理和破坏模式;将研究结果与其它球面网壳结构进行了比较,验证了已提出的理论框架的合理性和实用性.