软弱夹层对特征周期取值的影响

本文研究Ⅲ类场地中软弱夹层对特征周期取值的影响规律,选取和构造了四个模型基本场地剖面.介绍了土层地震反应分析方法.并采用SHAKE91软件分析场地土的地震反应,分别计算了含软弱土层模型与不含软弱土层模型的特征周期比值系数,分析得出以下结论:对于Ⅲ类场地,当软弱夹层在土层结构的上部时,对特征周期的取值无明显作用;当软弱夹层在土层结构的中部、底部时,对特征周期取值有放大作用;软弱夹层位于土层结构的下部时,地震强度愈大软弱夹层对特征周期取值影响越小.本文研究成果,可供我国抗震规范参考.     

上覆软黏土层对桩-筒复合基础承载性能的影响

中国大多数海洋场地存在上覆软弱地层,这种海床特性对海上风电场建设十分不利。为研究上覆软黏土层对新型桩-筒复合基础承载性能的影响,基于有限元软件ABAQUS,建立不同厚度的上覆软黏土层场地中桩-筒复合基础数值分析模型,分别对桩-筒复合基础施加单向荷载(V、H、M)和复合荷载(H-M),研究上覆软黏土层厚度对各向极限承载力、桩-筒复合基础中各结构荷载分担比以及初始刚度k_init的影响。结果表明：桩-筒复合基础各向极限承载力随着上覆软黏土层厚度的增加而减小,当上覆软黏土层厚度等于筒结构入土深度(b=6 m)时,桩-筒复合基础的竖向极限承载力降低了12.86%,水平极限承载力降低了46.55%,抗弯极限承载力降低了34.86%;桩-筒复合基础的初始刚度k_init随着上覆软黏土层厚度的增加而减小。海上风电桩-筒复合基础的设计应充分考虑上覆软黏土层对承载特性的影响。     

含软弱夹层顶板采动巷道冒顶机理与控制方法

为揭示采动巷道顶板软弱夹层位态与冒顶的内在关联,以南山矿回采巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场探测等综合研究方法,研究了含软弱夹层顶板采动巷道围岩破裂形态及冒顶机理.结果表明:巷道顶板整体的破裂形态主要取决于软弱夹层厚度、破坏状态及其下位坚硬岩层物理力学性质.采动影响作用下,巷道顶板软弱夹层极易出现破坏,并伴有强烈的膨胀变形压力,有可能致使顶板整体破裂,南山矿回采巷道顶板软弱夹层下位坚硬岩层不足1.0 m时,则出现冒顶隐患.据此,提出了含软弱夹层顶板采动巷道冒顶控制应以抑制软弱夹层破裂区扩展为主,并对南山矿回风顺槽进行了支护设计优化,监测结果表明该支护对策效果良好.     

黄土场地的地面地震反应分析

本文根据黄土地区部分场地的实际情况和条件,建立了综合考虑土层的波速、深度和土性相互间关系的非均质场地土层模型。并通过由地基下部基岩处输入实际地震记录,运用层状介质体系地震反应分析法,对所建立的黄土地层中存在不同深度软弱夹层的情况进行地震反应模拟分析,从中归纳出软弱夹层处于不同深度及相邻土层刚度变化时,对地面地震反应影响的有关规律性。     

断层错动引发基岩上覆土层破裂问题

地震时发震断层错动可能导致基岩上覆土层破裂,致使断层上的工程结构破坏,特别是地下工程结构,这一问题的研究受到人们的特别关注．对以往的研究成果进行了分析,总结了上覆土层的破裂规律,讨论了研究中存在的问题及研究发展的趋势．已有研究结果表明,断层的运动形式、错动位移量、错动方向及上覆土层的厚度与物理性质等是影响土层破裂的主要因素,而且各类断层中逆断层运动对土层造成的破坏最严重,其次是正断层,走滑断层的破坏相对较轻．     

岩体中软弱夹层影响爆炸波传播规律的数值分析

为了模拟岩体中软弱夹层对爆炸波传播衰减的影响,在块体离散元的基础上改进了数值计算方法（包括基本方程、求解步骤、能量耗散等效模式）,使其适合模拟爆源的特点、岩体中软弱夹层的性质以及应力波的传播衰减规律.用该方法建立了含软弱夹层岩体和爆源的数值模型,对岩体中软弱夹层影响爆炸波的传播衰减规律进行了数值试验.结果表明：软弱夹层前后爆炸波的振动速度峰值差别很大,存在量级上的差别;软弱夹层与爆源的距离对应力波衰减的影响很大,而夹层厚度影响较小;在两组软弱夹层之间的质点振动持续时间明显延长.数值模拟不仅给出了爆炸波经过软弱夹层的透反射关系,而且描述了不同情况下质点振动的基本形式,可为实际工程提供参考.     

降雨强度对双层软弱夹层边坡稳定性影响分析

降雨入渗是导致滑坡灾害频发的关键因素,同时边坡岩体内存在的软弱夹层控制着岩体的稳定性。为揭示降雨入渗对双层软弱夹层边坡渗流及稳定性的影响律,采用数值模拟不同降雨强度下边坡基质吸力和水的体积分数变化规律,并探究软弱夹层数量、降雨强度对边坡稳定性的影响规律。结果表明：对于降雨条件下含软弱夹层的滑坡,由于软弱夹层渗透性差,保水性强,易于泥化而强度大幅下降形成滑动带;降雨对双层软弱夹层边坡坡面基质吸力影响较大,降雨强度越大,基质吸力消散速率越快;当降雨总量恒定、软弱夹层位于滑坡中层时,降雨强度越强,软弱夹层数量越多,软弱夹层埋深越深,边坡变形越剧烈,边坡也越易从“稳定”状态转变为“不稳定”状态。     

近距离煤层开采侧向支承压力分布的相似模拟试验研究

采用相似模拟的方法,以平项山八矿己二采区己15和己16-17煤层实际地质资料为基础,分析了近距离煤层上煤层开采时,在上煤层采场两侧向的支承压力分布及集中程度、峰值距煤壁的距离、支承压力的影响范围;一定范围内底板中集中应力的传递及渐衰减特征．研究了上煤层开采后下煤层开采过程中,采煤工作面两侧应力降低区范围、峰值应力的位置、应力集中的程度以及与上煤层开采时的对比关系．作者认为,下煤层开采后上覆顶板岩层受到二次扰动,其破坏移动主要是沿原有破裂面滑移,由于剪胀的作用,上覆岩层能够形成面接触的覆岩基本结构特征．根据模拟结果得出：特定开采条件下,上部或下部不同煤层采煤工作面侧向卸压区范围．该结果对区段巷道布置有一定的参考价值．     

含不同倾角天然软弱夹层的大理岩破坏试验

为研究不同倾角的天然软弱夹层对大理岩的影响规律,分别基于0°,30°,45°,60°和90°的天然软弱夹层岩样进行单、三轴压缩试验.试验结果表明夹层对岩石的强度具有"弱化效应":1)单轴压缩时,夹层岩样整体上表现为劈裂型破坏,但在倾斜夹层处会出现不同程度剪切滑移,产生拉剪复合型破坏.三轴压缩时,夹层岩样发生剪切破坏,其中60°夹层岩样的破裂面与夹层面完全重合.2)不同倾角的夹层对岩石的弱化作用不同,整体趋势为岩石的强度随夹层倾角的增加呈现出先减小、再增大的特点,当夹层角度为60°时,夹层对岩样的弱化效应最为显著.3)大理岩三轴压缩时沿夹层破坏的夹层倾角范围为51°~69°,理论与试验结果吻合较好.     

不同地形地质条件下岩质边坡的场地效应初步确定

为有效减轻变电站等输电设施震害,保障输电工程的安全,选定了具有代表性的4个岩质边坡作为本文的研究对象,开展了不同岩性、地形、地质的地震动传播特性研究,初步确定了不同地形地质条件下边坡放大系数,并与《建筑物抗震设计规范》进行了对比。得到以下结论：对均质和非均质成层类型边坡,其放大系数大小排序基本为：上软下硬>软岩>中硬岩>上中硬下硬>硬岩;对于覆盖土层岩质边坡,不同厚度的土层对放大系数影响很大,与均质边坡完全不同;软弱夹层岩质边坡的放大系数与均质岩质边坡基本一致,只是前者大于后者,差值都在0.1之内,说明当软弱夹层的厚度比较小时,软弱夹层对放大系数的影响与坡高、坡度、岩性无关;不同的夹层厚度对边坡的放大系数影响基本上呈半正弦形式;通过分析坡顶和坡脚的傅里叶谱,发现高边坡具有明显的放大效应,而低边坡却不明显;软岩的傅里叶幅值明显大于中硬岩和硬岩情况,而硬岩和中硬岩则基本相同,因此从频谱特性上也可以说明岩性不同,场地效应也不同,且坡高越大,这种区别就更加明显;在中低高度(80m以下),傅里叶幅值几乎随坡度保持不变,且在此高度范围缓倾边坡的最大幅值基本相同,而对于高边坡,则会有所不同,坡度越陡,幅值越大,基本成线性增大趋势;对于非均质成层的边坡,坡高不同,傅里叶谱不相同,主频段也不相同;软弱夹层岩质边坡的傅里叶谱基本与相对应的均质边坡的傅里叶谱相同,无关坡高的影响,不同夹层厚度的傅里叶谱基本一致,说明夹层厚度对傅里叶谱的影响不大。与规范的放大系数相比,软岩类型均质边坡基本与其相同,而对于中硬岩、硬岩和上中硬下硬等类型边坡则都小于规范值,随着坡高及坡度的增加,计算值与规范值的差距则在逐渐增加,表明规范对坡高和坡度的规定限制得比较小,应扩大对坡高、坡度的规定。该研究可以为变电站工程设计提供技术支持。     

埋地不同压力管道泄漏的数值模拟

利用有限容积法建立埋地输油管道周围土壤多孔介质的三维流固耦合数学模型, 借助F LUENT软 件, 模拟了不同压力的埋地管道泄漏前后管道周围大地温度场的变化情况及油品在地下、 地表的扩散情况。模拟结 果表明, 泄漏前不同压力的管道周围温度场分布相同; 泄漏后不同压力的管道周围温度场变化缓慢, 管道压力越大, 温度场变化越明显; 当管道压力变为原来压力的2倍时, 油品在地下的扩散量比原扩散量的2倍稍小一些。     

地表湿润程度的表征指标及其应用展望

在一定的太阳辐射条件下,地表湿润程度不同,蒸发速率也不同。当地表充分湿润时蒸发速率最快,地表温度也最低。利用热量收支平衡原理．这一最低温度可用一般气象观测资料计算得出,即称为平衡温度。于是气温与平衡温度的差值DT便可用作表示地表土壤含水量的指标,并且该指标可用于计算逐日或逐月蒸散发量、干湿气候区划、旱情监测、森林火灾预警以及用于预测灌溉所引起的气温变化等方面。     

双向非均质黏性阻尼土中管桩纵向振动特性

管桩施工会使土体产生扰动,从而引起桩周土体沿桩基径向的不均匀性,为同时考虑桩周土体此种径向非均质效应和纵向成层特性对管桩纵向振动动力阻抗的影响规律,提出基于土体黏性阻尼的多圈层平面应变模型,建立双向非均质土中管桩纵向振动简化分析模型,利用拉普拉斯变换和阻抗函数的传递性,推导得出管桩桩顶动力阻抗解析解答,计算结果表明,纵向软硬夹层对一定低频区间内动力阻抗曲线振幅水平影响显著,夹层越软（硬）,共振频率处对应的动力阻抗曲线振幅水平越高（低）.施工扰动引起桩周土径向非均匀性对管桩桩顶复刚度曲线影响显著,在对管桩进行纵向振动特性分析时宜采用双向非均质黏性阻尼土-管桩相互作用模型推导所得解析解答更为合理.     

输电线路强风化软岩挖孔基础抗拔试验研究

山区风化程度高的岩基塔位采用挖孔基础,包括直柱挖孔桩、坛子型嵌固、扩底掏挖等3种模型。通过在强风化软岩中开展17组不同模型的挖孔基础上拔试验,分析基础承载性能与破坏机理。荷载位移曲线表明：浅埋时基础呈线性状态分布,深埋时呈缓变型分布;地表竖向位移变化规律表明,基础周围出现显著裂缝表征着基础即将整体破坏,破坏状态为基础本体与周围土体被整体拔出,基础发生整体剪切破坏;基础破裂角随埋深迅速降低,但达到一定埋深后破裂角基本不变;强风化软岩的岩石等代极限剪切强度取32 kPa;以单位体积混凝土能承担的上拔承载力为准进行经济性分析,扩底掏挖型模型的经济效益显著。     

浅层地温估算方法的研究

本文通过对地层温度变化特点的分析,并参考国内外研究者提供的实测资料,提出了一个估算地温的简便方法。只要取得当地的几个地表温度参数(地面年平均温度和温度波幅),即可按建议的方法估算出地层下不同深度处的地温及温度波传播的延迟时间。     

Analysis of the Dynamic Response of a Shield Tunnel in Soft Soil Under a Metro-Train Vibrating Load

1 Introduction In recent years, with the development of traffic on ringroads around cities, more and more attention has been paid to the impact of this metro traffic oper- ating on lining structures and the environment. With the structure of the tunnel lining as the critical carrier and barrier in transmitting the vibrating load waves, the analysis of dynamic responses of tunnels is quite important. Some scientists have already made some investigations in this field. Zhang[1] studied the dy- n…     

影响盾构隧道地表沉降的多因素分析

软土中盾构施工安全一直是工程界关注的重点问题,其研究涉及水-土-结构相互作用以及由于加固引起的土体属性变化等诸多方面。基于渗流-应力耦合理论,在ABAQUS平台上通过二次开发实现盾构开挖过程中土体渗透特性的演化和注浆材料弹性模量及渗透系数的时变性,研究不同埋深、不同地下水位、不同土体特性对盾构隧道地表沉降的影响。研究结果表明:在软土地区,盾构开挖过程中注浆材料弹性模量和渗透系数的时变性对地表沉降影响较大,而土体渗透系数随应变的演化对地表沉降影响不大;隧道埋深、地下水及土体特性均影响开挖对地表的扰动,且土体弹性模量相对影响最大。     

基于D-InSAR技术的煤矿区开采沉陷监测

基于煤矿区地表沉陷的基本特征,论述了合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术的基本原理,阐述了利用该技术提取煤矿区地表沉陷数据的过程及处理方法;分析应用中存在的失相关等问题,提出解决方法并对获取的矿区地表沉陷变形值做进一步的分析,以期得到地表变形值在不同方向上分量值;最后得出结论:D-InSAR作为一种新的沉陷监测技术,在开采沉陷方面有着常规监测手段无法替代的优势,应用前景广阔.     

软岩地基上修建重力坝的探讨

结合黄河上某水利枢纽坝址区的地质情况,讨论在软岩地基上,尤其是有软弱夹层存在的岩石地基上修建重力坝可以考虑采取的几种方案.选取几个设计工况,对方案2的断面形式分别采用材料力学法和有限元法进行应力计算,在坝体表面和内部均未出现较大拉应力,满足设计要求.