川中红层泥岩时效膨胀变形特性试验研究

四川盆地及周边山地广泛分布俗称为"川中红层"的侏罗系泥岩,是一种典型的软岩,其强度低,易风化崩解,流变特性显著,具有一定的膨胀特性,是引起该地区多处高速铁路路基长期持续性上拱变形的一个重要因素。为揭示红层泥岩在浸水条件下的时效变形特性,以川中红层典型泥岩为对象,在室内开展原状岩样浸水物化膨胀性试验,分析红层泥岩的吸水膨胀变形随时间的变化规律及其影响因素。试验结果表明,常规膨胀性指标显示川中红层泥岩为非膨胀岩,或仅具有弱膨胀性,原状岩样吸水膨胀率较小,但具有显著的时间效应;采用类Kelvin体建立红层泥岩膨胀蠕变模型,模型参数K和η可有效度量膨胀蠕变的极限应变及黏滞特性;原状岩样的结构性是影响其吸水率的重要因素,通过岩屑筛分试验获得最大含量粒组颗粒粒径dmax、细粒和微粒质量占比ω1.0和有效粒径d10三个参数,可以定量判断泥岩的吸水特性和膨胀特性,dmax越小、d10越小、ω1.0越大,则泥岩的吸水率越大,膨胀性越强。研究成果对川中红层泥岩地层高速铁路路基长期持续性上拱变形的机制认识及治理方案论证具有参考作用,并为红层泥岩物理、水理及力学特性及其相互关系的定量研究提供基础。     

含裂隙充填节理岩体的压剪断裂机制研究

节理弱面是造成岩体力学性能弱化的主要因素,而充填物质的非均质性将显著影响节理岩体的剪切力学特性。考虑压剪应力作用下贯通性节理充填物中沿节理方向裂隙对节理岩体断裂特性的影响,制取含不同长度初始裂隙的充填砂浆节理岩体试样,在单轴压缩作用下研究含裂隙充填节理岩体的压剪断裂机制及初始裂隙尺寸对节理岩体破裂模式和断裂能的影响规律。试验结果表明:(1)单轴压缩作用下,充填节理岩体的失稳过程分为断裂和摩擦两阶段,前者为节理内裂隙的起裂、扩展到贯通过程,峰值强度后承载力迅速降低,之后因宏观破裂面的压剪摩擦作用而出现强化现象,直至剪应力达到其抗剪强度而失稳破坏;(2)随着充填体内初始裂隙长度增大,试样峰值荷载线性减小,峰值脆性断裂特征更加明显;(3)无初始裂隙节理试样破裂过程中裂隙在节理内分布均匀,而含初始裂隙试样断裂从裂隙尖端开始,向充填体和花岗岩块体黏接面扩展贯通,充填体内裂隙集中而密度较低;(4)采用节理韧带体积Vjc改进断裂能计算公式,计算充填节理岩体压剪断裂能Gf-V;基于充填节理的断裂机制,提出局部断裂能gf-V沿韧带双线性分布的前边界效应模型,解释了平均断裂能Gf-V随初始裂隙长度增大而减小的原因,试验结果验证了模型的正确性。     

基于精简IPv6的自组网络

本文介绍了一种简单易实现的基于精简IPV6的自组网络,设计了微型无线传感器节点,选用了低功耗、低价格的ATMEGA16L单片机和数据无线收发芯片nRF905,实现了一种低功耗无线网络,分析了自组网络的体系结构,为进一步研究基于IPv6的无线传感器网络的其它算法提供了一个非常有价值的参考平台。     

高速铁路红层软岩路基时效上拱变形机制研究

红层软岩地区高速铁路路基在运营期出现持续上拱变形,已成为当前阻碍我国高速铁路发展的又一关键因素,为揭示引起红层软岩地基时效性上拱变形机制,以西南地区某典型红层软岩深挖路堑路基上拱变形病害工点为依托,在现场工程地质与水文地质调查分析的基础上,结合基底地应力测试、红层软岩的吸水膨胀性试验和不同水理条件下的蠕变性试验结果,从地基岩体赋存的水、力环境、红层泥岩的时效性膨胀特性和水-力耦合蠕变特性角度,建立红层软岩地基分层变形机制模型,并系统分析地基短期、中期和长期上拱变形机制和特征。研究成果表明:(1)上拱区段属红层泥岩夹薄层砂岩的近水平地层结构,开挖法向卸荷引起浅层岩体微观裂隙松弛而视显,深层岩体仍为完整,地基岩体水平切向应力显著增大导致路基变形具有明显的结构效应;(2)侧向约束轴向自由下,红层泥岩吸水的时效性变形特征与其岩性及结构特征有关;(3)红层泥岩在低应力状态下即表现出典型的三阶段蠕变变形特征,且轴向应力越小,蠕变应变比越大;(4)水-力耦合作用下红层泥岩蠕变特性更为显著,大量级卸荷情况下上拱蠕变显著增大,蠕变稳定持续时间增长;水汽-力耦合作用下仍会出现显著的蠕变变形,蠕变稳定持续时间更长,总蠕变应变相对减小;(5)根据不同层位岩体的变形机制,将红层软岩地基划分为大气影响层(C1)、水汽-力耦合变形层(C2)、水-力耦合变形层(C3)和水-力耦合封闭层(C4)。路基短期变形主要由C1层岩体引起、中期变形由C3和C4层岩体引起、长期变形由C2层岩体引起。研究成果可为红层软岩地区高速铁路路基时效性上拱变形风险评估、预测及工程控制措施的设计提供理论支撑或参考。     

天然裂隙性流纹岩三轴力学特性试验研究

 作为隧道裂隙性围岩开挖扰动滞后性破坏特性研究的基础,对含天然微裂隙的流纹岩进行三轴加卸围压试验和单轴预加载后再进行常规三轴压缩试验,在得到2种应力路径和不同裂隙发育流纹岩试样破裂特征和应力–应变曲线基础上,对流纹岩三轴试验下的破裂特征和力学参数进行分析,分析结果表明：(1) 天然裂隙性流纹岩表现出强烈的脆性特征,没有明显的屈服阶段;(2) 2种应力路径下,裂隙初始发育特征及优势方向对流纹岩力学性能影响表现为：初始优势发育方向近垂直于最大主应力方向的裂隙不易扩展贯通,试样的力学性能较好;(3) 初始优势发育方向与最大主应力方向夹角较小,并且初始连通或相互交叉搭接呈树枝状的裂隙极易贯通形成宏观拉裂面,显著削弱试样的力学性能;(4) 常规三轴压缩作用下,裂隙初始优势角为46°时,流纹岩的力学性能最差;(5) 单轴预加载使试样内部横向微裂隙闭合,再进行常规三轴压缩时,其强度、弹性模量和变形模量都增大,泊松比基本不变,而脆性特征更加明显。     

流纹岩天然裂隙网络几何特征分析

 天然岩石中裂隙的统计分析是其力学性能研究的基础,裂隙发育几何特征与岩石所处的应力状态密切相关。基于裂隙网络在长度和方向上的相关性,提出一种综合考虑裂隙长度和倾角的裂隙网络几何方向贡献参数?,可以准确计算裂隙网络的优势发育方向?p,进一步计算得到描述裂隙网络随机程度的随机参数?,将其用于泥巴山隧址区流纹岩裂隙网络的分析。研究结果表明,裂隙网络几何贡献参数?和随机参数?具有明确的几何物理意义,裂隙网络几何贡献参数?可以较为准确地计算裂隙网络的综合优势角?p,随机参数?可定量评价裂隙网络发育的随机程度,?越小裂隙网络优势方向越明显,三者之间存在定量关系。研究成果为复杂天然裂隙网络统计提供了一种有效的方法,为进一步开展裂隙性岩石力学特性研究奠定基础。     

基于单片机的USB转并口设备的驱动程序设计

本文研究并设计了基于单片机的USB转并口设备,并利用该模块研究了USB设备驱动程序的设计方法.     

基于单片机的USB转ECP模式并口的设计与实现

本文研究了基于单片机的USB转ECP并行口的软硬件的设计方法,重点阐述了并行口ECP模式的软件设计思想,并给出了ECP模式的特点及其协议。利用该系统并行口的ECP模式可以连接其他具有ECP模式的并行口设备,达到了让ECP接口的设备可以和没有并行口的PC机或USB设备进行数据通信的目的。     

电能表数据采集器的设计与应用

本文介绍了一种基于STC89C52单片机的电能表数据采集系统,实现了从老式电能表以脉冲采集的方式读取电量并按通讯规约传输给采集终端,研究了从老电表到新电表的改进设计,给出了电能表数据采集器的总体构思和软硬件设计,达到了实时时钟、数据存取和掉电数据保护等功能,解决了从老式电表到新式电表的改装问题,增强了新式电能表的性能,成为一套旧表改进设计的低成本的优良方案.     

滑坡区隧道自锚式新型加固结构理论研究

 针对位于深厚滑坡体中隧道的加固问题,提出了利用锚索、抗滑桩只对与隧道稳定直接相关的洞周滑坡体进行抗滑及锚固处治,同时加固隧道衬砌结构,使隧道衬砌结构、抗滑桩与锚索形成一种新型的滑坡隧道自锚式加固结构体系。该加固结构将滑床作为桩和锚索稳定的支撑点,属于超静定结构。针对该加固结构体系的特点建立其物理力学模型,并采用矩阵传递法进行理论推导,得到加固结构体系的内力与位移。通过算例分析结果表明,锚索的作用使隧道边墙不利受力状态有所改善,抗滑桩对隧道底铺和衬砌的变形有所约束,可以通过锚索和抗滑桩结构,使隧道衬砌结构的受力和变形得到优化控制。