多层地基横向荷载桩Ks值分布研究

根据国内外横向荷载下钢管桩现场试验资料,本文提出了静载作用下多层地基地基系数K_s的经验公式。不仅考虑了K_s值沿深度分布的非线性,而且考虑了其随荷载大小而变化的非线性。桩身弯矩和桩顶位移的计算值与实测值基本符合。     

对“用土的现场原始压缩曲线计算土的变形模量”的讨论

<正> 土的变形模量E_ο与压缩模量E_s的关系是众所关注而又尚未得到很好解决的问题。“用土的现场原始压缩曲线计算土的变形模量”一文（以下简称原文）对此问题做了有益的探讨。原文在其前言及结语中指出其文中所提出的计算变形模量E_ο的方法可克服以理论公式E_ο=βE_s推求E_ο能考虑土的受荷历史等缺点。文中还通过具体算例（例1及例2）说明按原文中方法求得的E_ο与E_s之比可大于1.0。原文所建议的方法无论在理论概念上还是在具体应用上均值得商榷,故本文简要讨论如下。     

水中填土坝孔隙压力的计算模型、解析方法与参数选取

根据水中填土坝运用期坝体密度变化具有泡胀性的特点,以及对库水位降落期孔隙压力实测资料的分析,笔者认为水中填土坝在库水位降落期的孔隙压力计算应采用考虑骨架变形的比奥（Biot）固结理论模型。本文根据原型观测资料,对影响计算成果的三个主要力学指标:抗滑系数K,固结系数c_v和有效当量剪阻角（?）＇_s,推荐了经验公式。并提出了简化有效应力法--二维压密近似解。     

基于PSO-BPNN模型的氯氧镁水泥混凝土耐水性预测

为快速准确地获得具有优异耐水性氯氧镁水泥混凝土（MOCC）的配合比,设计了拓扑结构为4-10-2的粒子群优化（PSO）算法-反向传播（BP）神经网络（PSO-BPNN）模型.该模型的输入层参数为n（MgO）/n（MgCl₂）、粉煤灰掺量、磷酸掺量和磷肥掺量,输出层参数为MOCC的抗压强度和软化系数;模型数据集为144组,其中训练集数据为100组,验证集数据为22组,测试集数据为22组.结果表明：PSO-BPNN模型在MOCC抗压强度预测中的评价参数——决定系数R²=0.99、平均绝对误差S_MAE=0.52、平均绝对误差百分比S_MAPE=1.11、均方根误差S_RMSE=0.73;其在软化系数预测中的评价参数——R²=0.99、S_MAE=0.44、S_MAPE=1.29、S_RMSE=0.62;与BP神经网络（BPNN）模型相比,PSO-BPNN模型具有更强的双参数预测能力,可用于MOCC配合比的正向设计和反向指导.     

基于电沉积水热法的钢表面Mg-Al-NO3-LDH膜原位生长制备及沉积电位优化

为提升建筑用钢的耐久性,通过电沉积法在钢表面形成层状双氢氧化物（LDH）晶核,再通过水热反应让LDH晶核生长成形成致密的Mg-Al-NO₃-LDH膜,分析了电沉积电位对钢基底表面LDH膜生长的影响,讨论了LDH膜的形成机理.结果表明,当电沉积电位为-1.4 V（相对于Ag/AgCl电极）时,LDH纳米片聚集堆叠致密,形成的LDH膜结构最为密实,实现了对钢基底良好的锈蚀防护.     

土石坝粘性土的压实

本文总结了粘性土的压实特性,从不同击实功能下土料的压实最优饱和度S_rop为常数、标准击实功能的最优含水量ω_op约等于塑限ω_p这些基本概念出发,提出了用塑限、最优饱和度来估算粘性土的最大干容重γdmax。即S_rop=C,W_op=ω_p且当W_p≤17％,S_rop=（3ω_p+35）％ω_p>17％,S_rop=（0.3ω_p+80）％γdmax=(Gs·S_rop)/(Gs·ω_p+S_rop)在文中讨论了确定粘性土压实标准的方法,并对施工条件系数m进行了论证,提出了建议数值。即对于中低坝:m=0.95～0.97对于高坝:m=0.97～0.99     

软粘土的有效应力剪阻角

本文提出一种方法,用来对固结不排水试验中的预应力效应进行校正,其原理如下:按照“真强度”概念,粘土的抗剪强度可分为两部分。一部分是真凝聚力C_e,它是土的含水量或孔隙比的函数;另一部分是真内摩阻力σ_nf＇tgФ_e,其中Ф_e为真内摩阻角,它是不随含水景而变的常数。在固结不排水试验中,试样在固结压力下固结到一定的含水量,然后不排水剪切。因此,在破坏时,破坏面将有相应于该面上法向有效应力的真内摩阻力,以及相应于固结压力的真凝聚力,而该固结压力由于剪切过程中孔隙压力的产生将大于破坏面上的法向有效应力。而在排水试验中,则这两部分强度均对应于破坏时的有效应力。这样,为了比较上述两种试验得出的结果,应该将固结不排水试验中的真凝聚力也校正到对应于破坏而上法向有效应力下的数值。利用本文提出的方法可以证明,在正常压密的软粘土中tgφ_d′=ξ+tgφ_e和tgφ_d′=（（cosφ_e+（2A_f-1+sinφ_e）tgφ_e））/（（cosφ_e+（2A_f-1+sinφ_e）tgφ′））-tgφ′其中 A_f是孔隙压力系数;ξ是真凝聚系数;Ф_d＇是对固结不排水试验结果进行校正后得出的有效应力剪阻角,它与由排水试验得出的Ф_d完全等同。     

上海粉砂土弹塑性应力-应变模型的探讨

本文对上海某地粉砂土进行三轴固结排水试验,参照拉德-邓肯（Lade-Duncan）模型,试图确定上海粉砂土弹塑性应力-应变模型及其参数,分析试验参数A,α,β的某些规律性,提出塑性功W_p的计算方法。阐述弹性功W_e和塑性功W_p的关系,竖向弹性应变ε1^е和竖向塑性应变ε₁^р的关系;对竖向应变ε₁的计算值与试验值进行比较,得到满意的结果,为提供计算砂土地基变形研究创造有利条件,至于采用有限单元弹塑性增量分析的具体应用不在本文论述。     

豫西嵩县石门铷矿床中隐爆角砾岩的发现及其意义

石门铷矿床位于华北陆块南缘之外方山断隆,矿体赋存于印支期乌桑沟正长岩体内,正长岩主要成分为钠长石、微斜长石,具次生加大现象。通过对矿区新发现的隐爆角砾岩中正长岩进行主量、微量以及稀土元素分析,正长岩具高硅（SiO₂=60%～70%）、贫铁（F₂O₃+FeO=1.89%～5.63%）、高钾（K₂O=10.19%～15.80%）、低钙（CaO=0.09%～1.25%）、低钠（Na₂O=0.06%～0.38%）等特点,研究认为以上地幔物质为主的过碱性流体上侵过程中交代、重熔周围岩石形成的碱交代热液,热液上升至浅地表发生爆炸形成隐爆角砾岩,热液中Rb元素形成的络合物发生分解置换长石和云母中的K,最终累积富集成矿。该矿床为一碱交代热液型铷矿床,外方山地区及外围存在很多类似的碱性岩体,建议加强对此类型矿床的研究与寻找工作。     

应用于岩石强度的双剪准则

<正> 有关岩石强度的理论和实验研究已有许多报道。目前在岩石力学中应用较多的是莫尔-库仑理论。但这一理论只考虑了最大剪应力τ₁₃及其相应面上正应力σ₁₃的作用,而未考虑中间主剪应力τ₁₂或τ₂₃的作用,即没有考虑中主应力σ₂的影响,所以莫尔-库仑理论也可称之为单剪理论。有些实验表明这与实际不符,例如茂木清夫（Mogi,K.）经过多年研究认为σ₂对岩石破坏的影响是相当大的,因此曾建议采用修正的八面体剪应力条件,并提出了如下形式的破坏准则,τ₈=f（σ₁+σ₃+ασ₂）;此外,文献[5]给出了一个岩石的三维破坏准则,该准则以第一和第三应力不变量表达,但这似乎只是一种数学上的组合,缺乏物理意义。另外,还有许多半经验形式的准则等。     

Seismic response of steel frames with self-centeringbuckling-restrained braces

自复位防屈曲支撑构件在拟静力试验中表现出良好的复位性能及耗能能力。但是,自复位防屈曲支撑钢框架中支撑与主体结构的刚度关系,以及结构中的复位系统与耗能系统的关系如何合理设置,都需要借助结构试验或参数分析来解决。根据我国现行规范设计了钢框架结构,在构件试验研究及理论分析基础上给出了自复位防屈曲支撑钢框架结构的三线性恢复力模型,并用有限元软件ANSYS建立结构模型。根据此模型对防屈曲支撑钢框架和自复位防屈曲支撑钢框架结构进行了抗震性能对比。通过自复位防屈曲支撑动力位移反应分析,研究了支撑与结构刚度比αB/M,结构耗能系统与复位系统的屈服力比β及其刚度比αc三个重要参数。结果表明：自复位防屈曲支撑钢框架结构最大位移及残余位移角均小于防屈曲支撑钢框架结构的。结构刚度比αB/M越大越有利于减少残余变形;屈服力比β越大结构位移响应越小;刚度比αc越大结构位移响应越小。在初始设计时,建议钢框架结构的αB/M取为3;β取0.5~0.9;αc取为0.5。     

Testing a surface tension-based model to predict the salting out of polycyclic aromatic hydrocarbons in model environmental solutions

Molar-based Setschenow constants (Ks) for six alkali and alkaline earth metal-based inorganic salts were determined at 20 degrees C to evaluate their influence on the solubilities, and thus the aqueous activity coefficients, of three polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). The six salts tested exhibited a wide range of Ks values, varying from 0.105 +/- 0.009 M(-1) (for NaClO4 and pyrene) to 1.29 +/- 0.17 M(-1) (for K2SO4 and perylene). In general, salting out effects with these electrolytes were observed in the order Ca2+ > Na+ > K+ and SO4(2-) > Cl- > ClO4-, consistent with previous reports. However, the expected salting out trend of perylene > pyrene > naphthalene was only observed with K2SO4. In CaCl2 solutions, the Ks value of pyrene was significantly lower than that of naphthalene. For NaCl, KCl and NaClO4, pyrene Ks values were found to be lower than, but not significantly different from, those of naphthalene. Setschenow constants for all six salts were predicted using a semi-empirical, thermodynamically-based equation that relates the standard free energy change associated with transferring solutes from water to a salt solution to the difference in surface tensions between the two solutions. With this equation, predicted Ks values were in reasonable agreement with observed Ks values (generally within +/- 50%). Lack of better agreement between predicted and observed values likely reflects the inability of the simple surface tension model to account for all interactions among the cations, anions, PAH molecules and water molecules in the respective systems.     

人工冻融黏土导热系数试验研究

基于TC3000型热线法导热系数测试原理,研制了人工冻土导热系数测试系统,该系统具有温度精度高、测试速度快、测试灵活等优点。对冻结地下工程岩土进行了导热系数试验研究,获得人工冻结黏土随干密度、含水率、外界环境温度变化对冻土导热系数的影响规律。试验结果表明:冻融土导热系数随干密度呈线性增加,平均增长速率为0.20~0.25 W/m·K之间;冻融土导热系数随含水率变化平均增长速率相差不超过0.03 W/m·K;温度每降低1℃,冻融土导热系数增加0.01~0.014 W/m·K。研究成果可为类似冻结工程中测试土体导热系数提出一种新的有效方法,对人工冻结温度场计算具有重要指导意义。     

马蹄形隧道拱脚裂纹对围岩稳定性的影响

详细研究了隧道拱脚处裂纹对围岩稳定性及破坏模式的影响,裂纹分两组进行设置：一是裂纹以拱脚交界点为圆心逆时针方向分布在A(0°<α≤90°),B(90°<α≤180°)及C(180°<α≤270°)区域,且与隧道底板面成夹角α;二是裂纹倾角α为127°,与隧道跨度成不同裂纹长度比β。采用物理模型试验和数值模拟对比分析拱脚裂纹的不利因素,随后选择砂岩材料制作隧道模型试件进行室内试验,得到裂纹因素对围岩强度的影响。数值模拟采用有限元程序分别计算裂纹尖端的应力强度因子与围岩损伤演化云图。通过两者对比论证可以得到如下结论：①裂纹在隧道拱脚位置处成不同倾角α时,裂纹分布区域的危害程度可依次排列为B>C>A;②裂纹倾角α在120°~135°时,裂纹对隧道整体的稳定性影响最大;③在双轴压缩载荷作用下,围岩的破坏行为主要是裂纹尖端与边墙的拉剪破坏及局部的拉伸破坏;④裂纹长度比β对围岩整体稳定性影响表征为线性反比例函数关系。     

深基坑基底软土稳定性研究

利用土力学中的极限平衡理论,详细地论述并推导出一种定量分析深基坑基底软土稳定性的计算方法,其特点是能够合理地考虑各种土体加固对基底稳定安全系数Ks增值的效应.还探索了Ks的变化规律,得出了某些对设计和施工具有参考价值的结论.     

热传导CPT探头的研发与应用

土体热导率是能源地下工程、高压电线埋设、冻土路基等工程设计中的重要参数,是评估土体换热性能及地下温度场计算的关键,但目前缺乏有效的原位测试手段。基于瞬时线热源温度消散理论,研发了可测试原位土体热导率的静力触探(CPT)探头。根据理论假设与现有CPT系统尺寸,确定了探头具体长度、直径、内部构造、温度采集点位,并提出相应测试步骤与热导率计算方法。利用COMSOL有限元分析软件对测试过程进行模拟验证,结果表明探头实际传热符合线热源假定,且计算方法适用于一般热导率土体。对于热导率较小(小于0.6 W/(m?K))土体,需适当延长测试时间。现场应用表明,土体原位热导率略高于取样土室内测试结果,表明取样扰动可能降低土体导热性能,最后对取样测试及工程设计提出改进建议。     

主应力偏转角对砂砾料动力特性影响的试验研究

利用空心圆柱动扭剪仪研究初始主应力偏转角α0 对一种砂砾料动强度、残余应变发展的影响。试验结果表明初始主应力偏转角α0 对土的动强度、残余孔隙水压力及残余应变的发展都具有不可忽视的重要影响。随着α0 的增大 ,动强度明显降低 ,残余孔隙水压力减小 ,残余应变发展速率加快     

三参数强度理论及其在脆性材料中的应用

为了完善岩石、混凝土等脆性材料的强度理论,在双τ²强度理论的基础上,考虑两个较大的主剪应力和静水压力对岩石类材料强度的不同贡献,提出了一个新的含有3个参数的双τ²强度理论。推导出了该理论的数学表达式,分析了主应力空间极限面的相关特性,研究了该理论在几种应力状态下的理论预测曲线,并与一些实验数据进行了对比分析。结果表明:该理论在主应力空间的极限面为在拉伸区封闭而在压缩区开口且沿着静水压力轴不断增大的曲面,子午线为椭圆曲线,极限面的形状由材料的极限应力比α、β决定;在σ₁＞σ₂=σ₃或σ₁=σ₂＞σ₃的应力状态下,该理论的理论预测曲线与极限应力比β无关,极限应力σ₁随着压拉比α的增大而增大;双τ²的三参数强度理论与部分岩石和混凝土材料的实验数据吻合较好,完善了脆性材料的强度理论。     

土坡稳定分析最小折减安全系数评价体系研究

借助简单均质土坡安全系数精确解析式,采用最优化方法的枚举法搜索最小可靠指标βmin和安全系数Fsmin(及对应的可靠指标βFmin)。对安全系数法和可靠指标法两大评价体系以及βmin和βFmin的相互关系和差异性等方面进行了例证比较分析,同时揭示了传统条分法(GLE法)计算值的保守性以及在某些滑弧出现反翘(即存在被动土体区域)情况下对滑弧形状的判断失误。考虑土性参数分布类型及变异特征的影响,利用Monte-Carlo法求解各个假想滑弧的安全系数Fsi和失效概率Pfi,并以Pfi对Fsi进行折减(定义为折减安全系数FsRi=Fsi(1-Pfi))建立了以最小折减安全系数FsR=min(FsRi)为评价标准的边坡稳定联合评价体系。通过典型算例证明该评价体系与文献中的二元指标体系有很好的一致性。     

轻亚粘土地震液化判定方法的分析

本文通过天津地区遭受唐山地震影响的两个场地土质条件的对比分析,找出土的特性对液化的影响,从而提出轻亚粘土液化的判定方法,主要是根据粘粒含量的大小对实际标贯击数（N_实际）进行修正,称为等效击数（N_等效）,N_等效=a×N_实际式中a为修正系数,建议按下表采用: