边坡稳定分析极限几何参数研究

推导了瑞典法的解析解,并编制计算程序。通过分析2160组计算数据,针对简单均质边坡,总结出一条安全系数关于极限坡度和极限坡高的经验公式,并建立了一套曲线图。利用该套曲线图可展开以下工作:1在一定土性参数条件下,对各种坡度和坡高的组合情况,利用插值法能获得边坡的安全系数;2在实际工程设计中,针对不同的安全系数,快速获得满足设计要求的边坡坡度和坡高的范围。     

基于透明土技术与颗粒流方法联合开展管涌细观机理研究

我国现今拥有堤防总长度超30万公里,但管涌型渗透破坏频发,造成极大社会经济损失,故开展管涌细观机理研究对于解决堤防工程安全问题具有重要意义。当前有关管涌细观机理研究主要从模型试验、数值模拟两个方面开展,并且大多从颗粒摩擦系数、颗粒级配和细料含量等角度揭示该细观机理。本文提出一种基于透明土技术、颗粒流模拟联合开展该细观机理研究的方法,并从颗粒间接触力链的细观角度分析颗粒摩擦系数、颗粒级配和细料含量对管涌发生、发展的影响。首先结合PLIF（平面激光诱导荧光技术）与透明土技术自行设计可视化模型试验平台,其次基于MRI（磁共振成像）技术,借助Avzio软件实现对透明土样二维切片的三维重构,然后将重构模型导入PFC^3D中并进行相同条件下的颗粒流模拟,通过比对模型试验与数值模拟结果,验证本方法开展管涌细观机理研究的可靠性,最后进行重构模型在不同颗粒摩擦系数、颗粒级配和细料含量条件下的数值模拟,并从力链角度论述各组试验规律。本文可为管涌细观机理研究提供一种置信度高、可行性好的新途径。     

冻融循环下云母石英片岩三轴力学特性与强度预测模型

为探究云母石英片岩物理力学特性受冻融循环作用的影响,对饱水云母石英片岩开展了0、25、50、75、100次冻融循环试验,并对试样分别进行了4级围压下的常规三轴压缩试验,研究了其动弹性参数、三轴压缩破坏形式及三轴抗压强度的变化规律,取得如下成果:①随着冻融循环次数的增加,三轴抗压强度、动弹性模量、动剪切模量及动体积模量呈指数衰减,黏聚力及内摩擦角则呈线性衰减趋势;②随着冻融循环的进行,围压对试样强度的增大作用逐渐削弱,冻融循环对试样强度的劣化作用逐渐凸显;③冻融作用使云母石英片岩三轴压缩破坏形态由张拉破坏逐步演化为顺片理剪切破坏;④基于Jaeger破坏准则建立了一种以冻融循环次数、片理面倾角及围压为控制参数的斜交片理云母石英片岩三轴抗压强度预测模型,预测结果与实测数据具有较好的一致性。研究成果可为研究云母石英片岩冻融损伤劣化规律提供参考。     

基于声发射监测的不同加卸荷路径下砂岩破坏前兆信息研究

为了研究岩爆的孕育演化过程,采用砂岩开展了一系列加卸荷试验,在此过程中利用声发射系统监测岩石破裂的孕育演化过程。试验结果表明,随着围压的增大,方案Ｉ声发射的平静期变得更加明显,裂纹扩展过程由小裂纹的萌生向裂纹聚集过渡。因此声发射平静期可以看作是常规三轴压缩条件下试样破坏的前兆信息。低围压条件下,应力比为０．８～１．０时,剪切带的形成导致试样脆性破坏,不同应力路径下分形值迅速下降。这一阶段声发射的分形值可以用来研究试样在不同应力路径下的破坏前兆。方案Ⅱ的分形值递减率最高,方案Ⅲ次之,方案Ⅰ的分形值递减率最低。在高围压条件下,当时间比大于０．８时,卸荷路径下砂岩试样的分形值迅速降低,表明随时间比变化的分形值可以用于高围压条件下岩石破坏的预测。     

基于ＣＤＩＯ理念的中外合作办学《能源地下结构》课程实践教学探索

中外合作办学是我国加入ＷＴＯ开放教育市场的承诺、也是我国高等教育的重要组成部分,随着“一带一路”建设的持续推进,中外合作办学培养复合型国际化人才也逐渐成为其重要职能。结合中外合作办学《能源地下结构》课程教学实际情况,将兴趣（Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）、创新（Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）、责任（Ｒｅｓｐｏｎｓｉｂｉｌｉ-ｔｙ）和德育（Ｍｏｒａｌ）等因素引入ＣＤＩＯ工程教育模式中,形成基于ＩＩＲＭ-ＣＤＩＯ的教学改革方案;开展教学目标、内容、方法与评价等环节的构思（Ｃ）、设计（Ｄ）、实施（Ｉ）和运行（Ｏ）优化,并挖掘新时代思政元素,有效融入能源地下结构专业课程教学实践中。实现以人为本的立德树人目标,为中外合作办学的课程教学改革、新工科和“一流学科”内涵建设和卓越工程师培养提供参考和支撑。     

孔隙液体对透明土渗透特性影响对比试验

针对熔融石英砂与混合油、溴化钙及蔗糖等孔隙液体制配成的3种透明土试样,开展渗流液体与孔隙液体一致或者不一致两种情况下的常水头渗透试验,测得透明土材料在不同孔隙液体、粒径及相对密实度等情况下的渗透率,以及水在3种透明土试样中的渗透过程;并与福建标准砂相关试验结果进行了对比分析。进而开展透明土试样电渗可视化模型试验,初步探讨孔隙液体、渗透率等因素对电渗过程与机理的影响规律。试验结果表明,透明土试样渗透特性不仅与粒径分布、相对密实度等因素相关,而且与孔隙液体种类相关;混合油、溴化钙溶液制配成的透明土渗透率与天然砂土渗透率最为相近。     

挤压套管钢筋冷连接节点力学性能试验

挤压冷连接试验是针对四面六边透水框架节点力学性能而进行的试验研究。通过万能试验机的抗拉试验对比传统的焊接抗拉强度,试验设计套管材料、千斤顶尖角角度、压痕长度、千斤顶输出压力和钢筋表面光滑程度5种因素,探索不同因素对套管挤压钢筋冷连接节点抗拉强度的影响,并找到最优组合。通过对试验数据分析得出,在无缝钢管材料、千斤顶尖角角度为43°、压痕长度为4 cm、压力为50 MPa和带肋钢筋为最优组合。     

疏浚淤泥中的拱架结构防淤堵机理

透气真空快速泥水分离技术适用于高含水率高粘粒含量疏浚淤泥的堆场处理,可以快速减小堆场中淤泥的体积,加速堆场的周转利用,并能解决常规真空处理方法中存在的滤层淤堵问题。通过对透气真空快速泥水分离试验和常规真空抽水试验结束后进行试样取样颗粒分布试验,可以看出透气真空方法中滤层材料附近的淤泥土体中细颗粒流失,粗颗粒富集,形成拱架结构;而常规真空抽水方法中不存在细颗粒流失,没有形成拱架结构,造成了淤堵。分析了拱架结构层形成的过程,其能够保护土体内部的细颗粒不再流失,同时保证较高的渗透性。解释了常规真空抽水方法容易产生淤堵,而透气真空方法能够解决淤堵问题的原因。     

煤夹层地质条件下单桩承载特性分析

以南宁市地质条件下某桩基工程为例,采用有限元法对持力层存在煤夹层条件下桩基础的变形、应力进行计算,分析了煤夹层应力分布特征及其承载力的验算问题。研究表明：（1）当煤层厚度相同时,埋深越大,沉降越小;当煤层埋深相同时,煤层越厚,沉降也越大。（2）当埋深在1d～3d（d为桩径）时,煤层对持力层应力分布所起的＂扩散传递＂作用十分突出,超过3d时则影响很小;煤夹层越厚,扩散效果越明显,但当其厚度达到1.0 m时,煤夹层对持力层应力的扩散作用明显减弱。（3）煤层埋深越小,其最大主应力越大。桩端以下应力扩散的主要影响范围在3d以内,煤层越薄,其内部应力越大,煤层厚度增大也会导致沉降增大。模拟值与实测值吻合较好。     

不同改良剂对不同含砂率粉土改良性质研究

通过人工室内配制不同含砂率(10%、20%、40%)粉土,对其进行改良试验,研究在不同改良剂(石灰+水玻璃、石灰+粉煤灰)、不同配比作用下3种含砂率粉土的改良效果,研究结果表明:随着含砂率的增加,无论是素土还是改良土,其最大干密度均增大;对于石灰+水玻璃改良土,其最大干密度较素土有明显的降低,而石灰+粉煤灰改良土与之相反;石灰+水玻璃改良土最优含水率与素土略有差别,而石灰+粉煤灰改良土与素土最优含水率基本一致;在同一含砂率下,对于不同配比的石灰+水玻璃改良土,其最大压实度和最优含水率并未发生较大变化,10%石灰+20%粉煤灰的压实度高于其他配比情况;在恒定压实度(95%)下,改良土的无侧限抗压强度明显高于素土的无侧限抗压强度,改良剂对粉土起到一定的"维稳"效果,改良剂掺量才是决定无侧限抗压强度的关键因素。