玄武岩纤维加筋粉质黏土力学特性的试验研究（英文）

纤维加筋技术可以显著改善土体的力学性能,在岩土工程领域得到广泛的应用。玄武岩纤维作为一种新型环保的加筋材料,其与土体的力学性能得到越来越多的关注。本文通过三轴压缩试验以及动三轴试验研究了纤维含量、含水率以及围压等因素对玄武岩纤维加筋粉质黏土剪切特性、动弹性模量以及阻尼比的影响。试验结果表明：玄武岩纤维可以通过提高黏聚力来提高粉质黏土的剪切强度,当纤维含量为0.2%、含水率为18.5%(最优含水率)时,纤维加筋粉质黏土的剪切强度最大。随着纤维含量以及含水率的增加,相同动应变对应的动弹性模量呈现先增大后减小的变化趋势,当土体的纤维含量为0.2%、含水率为18.5%时,其动弹性模量最大;动弹性模量与围压呈现正相关关系。土体阻尼比随着纤维含量以及含水率的增加先减小后增大,随着围压的增加而减小。综合分析表明,本文所采用的玄武岩纤维最优含量在0.2%左右。纤维加筋粉质黏土的扫描电镜(SEM)结果表明：单根纤维与土体间的握裹作用以及纤维网间的约束作用是加筋土强度增强的主要机理。     

武汉原状粉质黏土与其重塑土的试验对比研究(Ⅱ):剪胀特性分析

以武汉沙湖粉质黏土为研究对象,在不同的加荷路径和固结排水条件下,对原状土和重塑土沿3种三轴试验加荷路径的剪胀关系进行了系统整理,结果表明:1)相对于重塑土体,原状土在剪缩区(d≥0)表现出更大的剪缩量.2)而在剪胀区(d<0),相对复杂些,若原状土与重塑土均处于OCR≤2.0的弱超固结状态,原状土和重塑土表现出大致相同的剪胀量;若原状土处于较大的超固结OCR>2.0状态,而重塑土处于OCR≤2.0的弱超固结状态,则原状土样表现出的剪胀量明显大于重塑土样的剪胀量;3)结合试验资料,对Cam-Clay、修正的Cam-Clay、Nova Cam-Clay和Rowe等剪胀方程进行了检测.     

南京粉砂三轴压缩过程中的三维孔隙结构演化特征

砂土三轴剪切过程中细观孔隙结构演化与其宏观力学性质之间存在着紧密联系。基于南京大学自主研发的微型三轴仪,对南京粉砂试样进行了三轴剪切试验,利用显微CT扫描,获得了加载过程中试样的三维孔隙结构演化特征。结果表明:试样表现出应变软化-硬化型的应力-应变关系曲线;端部摩擦阻碍试样体积膨胀,发生鼓形区状破坏;试样整体体孔隙率从初始的46.3%减小到40.9%,后增大到43.0%附近,且试样破坏区孔隙率显著增大;统计区状破坏区表征单元体孔隙参数,发现破坏前孔隙被压密消失,孔隙数量减少32.4%,平均孔隙半径减小48.8%,导致孔隙半径分布趋于集中,破坏后破坏区域内出现大量大半径的孔隙;颗粒间错动导致颗粒棱角破碎,使孔隙形状趋于规则。     

盾构下穿仑头海高水压粉细砂地层渣土改良试验研究

为解决土压平衡盾构穿越高水压粉细砂地层时易喷涌、开挖面塌陷等技术难题,依托广州地铁12号线下穿仑头海盾构工程,通过筛分试验、改良剂性能试验、砂层喷涌模拟装置设计及现场工程验证等手段,对高水压粉细砂地层下土压平衡盾构喷涌防控技术开展研究。试验研究成果:(1)针对本工程粉细砂地质特性,确定合理改良剂品种及配比,优选了膨润土膨水比、膨化时间及掺入比;(2)基于相似理论,设计了一套模拟砂层喷涌发生、评价装置,直观反映不同工作压力下改良剂改良砂样的效果,为渣土改良试验提供技术支撑;(3)通过评估喷涌发生装置砂样喷出的流速v、水平距离ΔL等参数,确定了特定级配砂样所需改良剂的相关配比及掺入量,并形成了防喷涌渣土改良实施方案。结合实际盾构穿越仑头海砂层运用效果,指导现场膨润土改良参数控制,验证了膨润土相关参数及喷涌模拟装置可靠性,避免了盾构穿越富水砂层喷涌风险。     

直杆平面弯曲的大变形问题

本文推导出直杆平面弯曲时的变形与位移关系式、平衡方程和虚位移原理。用解析法精确地求解了杆的纯拉伸和纯弯曲问题。     

渤海海域新近系河流相油田开发初期潜力砂体研究

渤海海域新近系河流相油田投产后储量变化研究表明,在油田开发初期,开发井钻遇新的含油砂体是储量增长的主要原因,占油田总储量的30%,为合理把握油田储量规模、科学部署开发设施及确保开发效果,在油田开发初期阶段研究探井未钻遇的潜力砂体意义重大。依据渤海新近系成藏理论和十多个已开发河流相油田钻井证实含油砂体的成功因素,论证潜力砂体含油可能性高的3种类型,依据相控储层描述技术开展潜力砂体的定量描述。该技术成功应用于BZ油田滚动扩边块3井区,钻前预测的潜力含油砂体储量近8×106m3。在近几年油田开发初期阶段预测和论证的潜力砂体中,开发井钻后67%的潜力砂体储量得到落实,达到了合理部署河流相油田开发设施的目的,提高了开发效果。     

基于DEM的黄河多沙粗沙区分布式水沙耦合模型研究

基于栅格型DEM数据,提取数字水系和空间拓扑信息,构建由水文模块和泥沙模块两部分组成的黄土高原多沙粗沙区小流域分布式水沙耦合模型.以黄河无定河水系岔巴沟流域为例,应用所建立的模型对该流域1970年～1989年11场洪水进行流量沙量过程模拟.其中10场洪水模拟的确定性系数在0.7以上,11场洪水的含沙量模拟相对误差都在15%以下.结果表明,模型具有一定的计算精度,一定程度证实了所研发模型的结构、参数和计算方法的合理性.     

不同温度梯度冻结中砂加卸荷变形特性研究

采用K0固结,负荷冻结,加、卸荷的方法,进行了4种不同温度梯度冻结中砂的三轴试验,获得了温度梯度和加、卸荷过程对冻结中砂变形演变的影响规律.结果表明:温度梯度的存在增大了冻结中砂起始切线泊松比,抑制了冻结中砂最大体缩量;不同温度冻结中砂加、卸荷过程中均呈现出体缩—体胀趋势,但不同温度梯度以及加、卸荷条件下的体缩速率和最大体缩量差异很大,且随温度梯度增加,体缩—体胀规律逐渐向持续体胀演变;卸荷过程增大了径向变形演化速率,抑制了冻结中砂体缩的发展,这一规律能合理解释加荷过程中获得的冻土强度高于卸荷过程的基本结论.     

SeaSPY磁力仪在南海海底光缆检测中的应用

利用SeaSPY型高分辨率磁力探测系统在南海东部海域进行海底光缆调查,在荔湾3-1气田平台场址和管线路由光缆跨越点调查中,成功地找到了数条与预定管线路由跨越的海底光缆;在流花11-1E-1井场工程物探光缆调查中,也获得了井场附近海底光缆的准确可靠位置。如何有效控制磁力拖鱼离海底被调查目标的高度成为调查的关键,对此本文进行了深入的讨论,另外对SeaSPY磁力调查过程中的其它外部影响因素也进行了分析。通过对不同海区、不同目的、不同类型的海底光缆调查实践进行经验总结,掌握了在南海400 m水深范围内查找海底光缆的方法和技术特点,为以后在类似区域的光缆调查提供了参考和借鉴。     

大变形巷道锚杆的力学特性

通过现场和实验室试验对大变形巷道锚杆的力学特性进行了测试 ,揭示了锚杆与围岩相互作用全过程 :初撑→增阻→恒阻→降阻直至失效 ,论述了锚杆阻力下降和失效是大变形巷道锚杆支护所具有的基本规律 .为此 ,对 FLAC3.3中锚杆单元模型进行了修正 ,使其具备模拟锚杆损伤软化的功能 ,并将其成功地应用于工程实践     

用钢丝绳解决桥式起重机大梁过大弯曲变形的实例分析

本介绍了用架设钢丝绳的方法解决桥式起重机正常工作时，大梁发生地弯曲变形，出现较大负挠度问题；从组合变形理论和算例中证实了这种方法的可行性和有效性。     

轴对称拉伸试件的大应变弹塑性有限元分析

本文用大应变弹塑性有限元程序对圆柱光滑拉伸试件和圆柱切口拉伸试件在单调载荷作用下的变形场、应力场和颈缩外形的变化等响应作了计算模拟,发现颈缩发生后光滑试件颈部最小横截面的轴向应变不再保持均匀一致,周向应变与径向应变不再相等也不再是均匀分布。当颈缩程度很深时,颈部最小横截面中心与边缘处的轴向应变相差和边缘处周向应变与径向应变两者的相差都可大于20%。这表明,在这种情形下Bridgman公式所赖以建立的基本假设有相当大的误差。本文提出了一种用试探曲线和Hermite插值配合大应变弹塑性有限元数值模拟并与实验相结合逐步求出颈缩后材料的应力应变曲线和颈部应力应变分布的方法,可用于材料的韧性断裂研究。