基于基覆界面形态特征的某堆积体治理研究

采用基于刚体极限平衡原理的简化毕肖普法,对某堆积体的典型剖面进行了稳定性分析,结果表明,该堆积体在天然工况、暴雨工况、地震工况下均存在不稳定情况,需要对其进行治理。根据覆盖层厚度和基覆界面的形态特征,确定削坡减载和坡面上部支挡+下部削坡减载两种处理方案。经计算,这两种方案均能满足堆积体的稳定要求,说明处理方案是可行的。经对比:第一种方案施工简单,但工程量较大,且涉及到移民安置问题和生态破坏问题;第二种方案虽然施工相对较复杂,但工程量较小,能够取得良好的经济效益,综合考虑经济效益、社会效益等,最终选用第二种方案。     

浸泡–风干循环作用对砂岩变形及破坏特征影响研究

水库正常运营后,库水位将按计划周期性的上升或下降,浸泡–风干循环作用将导致库岸边坡变幅带岩体性质逐渐劣化,进而影响库岸边坡的稳定性,基于此,设计了考虑水压力升、降变化的砂岩浸泡–风干循环作用试验,重点研究了砂岩试样的变形及破坏特征。研究结果表明：水压力升、降变化和浸泡–风干循环作用对岩样造成了不可逆的渐进性损伤,在循环作用过程中,砂岩试样的应力–应变曲线逐渐变缓,压密段长度逐渐变长,弹性变形段的斜率逐渐减小,弹性模量逐渐降低,屈服阶段也逐渐变长,试样达到峰值强度时对应的轴向应变逐渐变大,试样的剪切破坏角有逐渐变小的趋势。应力–应变曲线的变化显示岩样有明显的“变软”的趋势,而且,浸泡–风干循环次数越多,岩样的损伤越严重。研究成果对于把握库岸边坡库水消落带岩体变形、破坏规律具有较大的参考价值,为库岸边坡的长期稳定性分析提供了有益的依据。     

库水位骤降时某堆积体边坡稳定性分析及治理措施

库水位骤降时边坡稳定性对确保水库工程的正常运行十分重要。以某堆积体边坡为研究对象,根据地质资料给出的材料参数范围,对天然工况和暴雨工况下该边坡的最危险搜索滑带进行参数反演,综合选定合理的材料参数,进而通过极限平衡法分析了堆积体边坡在库水位骤降时的稳定性,验证了边坡在上述工况下的不利性,并提出了合理可行的治理加固措施。     

水作用下砂岩断裂力学效应试验研究

 消落带是库岸边坡稳定的敏感地带,在库水位反复升降作用下,岩石的断裂韧度变化规律对库岸边坡的稳定性十分关键。以三峡库区典型库岸边坡砂岩为研究对象,针对库岸边坡消落带的实际赋存环境,设计长期浸泡和浸泡–风干循环作用2种试验方案。试验结果表明：(1) 长期浸泡和浸泡–风干循环作用下砂岩试样有明显“变软”的趋势,其断裂韧度、抗拉强度和抗压强度劣化趋势基本一致,劣化幅度在试验初期较为明显,后期逐渐趋于平缓;(2) 各力学参数劣化的幅度差别较大,其中,断裂韧度劣化最快,抗拉强度次之,抗压强度劣化相对较慢;(3) 比较而言,在浸泡–风干循环作用下,砂岩的各力学参数劣化趋势更加明显,说明在模拟库岸边坡消落带水–岩作用时,浸泡–风干循环作用是不可忽略的因素。研究成果对大量存在的库岸边坡稳定性分析具有重要参考价值,同时,相关试验方法也可以为类似试验提供参考。     

三维光子能隙材料的微模法制备及其光学性质的测量

采用微模法制备了三维光子能降(PBG,photonic band gap)材料,得到了TiO_2为骨架的条状光子能隙材料样品。其微观结构为fcc密堆积的直径200nm左右的空气球,宏观结构为彼此相距10μm的横截面为矩形的长条,矩形宽度为10μm,高度600nm。用光纤导入激光的方法对条状结构光子能隙材料的光学性质进行了测量,结合SEM的测量结果并与通常的静置重力堆积制备的光子能隙材料样品进行了比较,证实了这是一种方便、有效的制备具有图形的光子能隙材料的方法。     

岩石力学系列对比试验中抗压强度修正方法研究

岩样内部的缺陷,由于其隐蔽性,往往是导致岩石力学试验结果离散的一个重要且不易控制的影响因素,在系列对比试验分析中,有时可能会掩盖真实的试验规律,甚至得到完全相反的结论。在大量试验数据分析的基础上,建立起纵波波速、回弹值与岩样抗压强度之间的综合关系,提出了抗压强度修正的经验公式和人工神经网络模型。在系列对比试验分析中,根据试样的初始纵波波速、回弹值等物理、力学参数对每个试样的实测抗压强度值进行修正,相当于把每个试样的初始强度修正到同一个标准,然后再进行比较分析,这样可以更好地把握试验规律。实践表明,所提出的修正方法能较好地识辨、衡量岩样之间的差异,在严格选样的基础上,可以较好地修正岩样的抗压强度,在系列对比试验中值得借鉴。     

平面激光诱导荧光技术在液膜厚度波动实验研究中的应用

针对传统接触式测量方法探头干扰液膜流动特性导致测量精度难以提高以及传统光学测量方法中光线折射作用限制其应用范围的问题,提出利用平面激光诱导荧光技术测量膜厚的新方法,并对该技术的测试原理、实现方式进行了详细的介绍。通过对沿流向不同位置液膜厚度的实时测量,研究了液膜波动的时序特征及纵向演化规律。结果表明,液膜厚度的概率密度分布的特征差异可作为诊断液膜波动特性的判据。     

基于STM32和LabVIEW的金属探测定位系统

利用LDC1000数字式传感器,以STM32为主控芯片,虚拟仪器LabVIEW为平台,设计并实现了金属探测定位系统。它能准确识别出二维平面内的金属物体,并在LabVIEW中显示出坐标。经多次测试,系统完全实现了金属探测定位的功能。     

土石混合体直剪试验的破坏特征及抗剪强度取值方法研究

在土石混合体直剪试验中,抗剪强度值的确定往往采用经验方法,较少考虑试验过程中剪应力-剪切位移关系曲线变化特征和剪切面破坏特征。基于此,特选取三峡库区典型土石混合体库岸边坡,现场采集试样,进行不同含水率的土石混合体大试样室内直剪试验,重点对剪应力-剪切位移关系曲线变化特征、剪切面破坏特征以及直剪试验中的剪切“跳跃”进行详细分析,并提出用临塑抗剪强度和极限抗剪强度来分析土石混合体的抗剪强度的方法。该方法具有较好的物理意义,比常规的取值方法更能反映土石混合体特殊的结构特征,值得工程设计计算参考借鉴。     

圆盘厚径比对岩石劈裂抗拉强度影响的试验研究

 由于巴西圆盘抗拉强度公式是基于弹性力学平面问题的解析解,计算结果与直接拉伸试验得到的抗拉强度有较大的差异。基于此,对100余个不同厚径比的砂岩圆盘试样进行劈裂抗拉试验,试验结果表明,随着试样厚径比的减小,抗拉强度逐渐增大,当厚径比约小于0.3时,其抗拉强度逐渐增大并趋于一个相对稳定值,其变化曲线可用三次函数较好的拟合。为了更加完整地把握厚径比对抗拉强度的影响,特建立不同厚径比的三维有限元模型,对圆盘中心轴线上等效应力的分布规律进行详细的研究。研究结果表明,试样中轴线上的最大拉应力出现在试样端面的中心,而且试样的厚径比越大,圆盘的端面中点处拉应力相对越大,圆盘最先起裂的位置发生在端面中心点,而不是内部中心点,有限元计算的结果很好地解释了试验数据的分布规律;通过对有限元结果进行多元拟合,给出考虑厚径比的巴西圆盘抗拉强度修正公式,经验证修正公式具有较好的适用性。研究成果为岩石抗拉强度的正确测定提供有益的依据。