考虑参数空间变异性的隧道结构变形分析简化方法

土体参数具有空间变异性是被广泛接受的,而这种变异性对岩土中结构性能有着重要的影响.随机场理论是一种常用的用来模拟土体参数空间变异性的方法.基于随机场理论,以土体弹性模量的空间变异性为切入点,采用蒙特卡罗方法和有限差分模拟计算相结合的方法,开展隧道水平收敛的随机分析.在大量蒙特卡罗计算基础上,提出了3种简单易用的简化考虑...     

土工离心模型填料装置研究

土工离心模型填料装置研究刘守华，蔡正银（南京水利科学研究院土工研究所，２１００２４）１概述土工离心模拟技术在工程中的应用已愈来愈被国内外所重视［１］。八十年代以来，国内外已建成若干用于岩土工程的第三代离心机。然而，随着研究的深入，完善离心机试验附属装...     

岩体强度参数空间变异性分析

应用地质统计学的理论和方法,以变差函数为工具,对现场实测的岩体强度参数进行了分析,拟合出相应的最优化理论变差函数,并求出了岩体性质参数的相关距离和相关函数,说明了岩体性质的空间变异性特征。     

软土抗剪强度指标的变异性

引入土层剖面随机场模型 ,把土性参数的点变异性和空间变异性联系起来。利用上海地区 1 7个典型场地的直固快剪试验资料的统计结果 ,提出土层抗剪强度指标点变异系数的置信区间 ,建议在可靠度分析中使用置信上限估计值并考虑空间平均后的折减效应。     

材料参数空间变异性对水泥固化淤泥填筑路堤稳定性影响研究

采用水泥固化疏浚淤泥(CSM)作为路堤填料既能有效解决砂石等理想填料资源的短缺难题,又能科学地减轻疏浚淤泥弃置给社会带来的经济和环境压力,值得大力推广。但实际工程中CSM材性参数往往表现出极强的空间变异性,明显影响路堤的稳定性,而常规确定性设计方法(CDDM)对此考虑不足。鉴于此,基于现场CSM材性参数统计特征,通过随机有限元法(RFEM)分析了不同工况下参数空间变异性对CSM路堤稳定性的影响规律,重点比较了RFEM可靠度方法和CDDM在CSM路堤设计中的差异,结果表明CDDM无法合理表征CSM材性参数强空间变异性的影响,设计结果往往偏于危险。最后,以RFEM分析为纽带,提出了CDDM稳定安全系数、路堤设计参数、材料参数变异系数和可靠度指标四者之间的对应关系,有助于实现在不改变CDDM设计架构前提下等效表征CSM材性参数强空间变异性影响的目的。     

土工离心模型试验报导

土工离心模型试验早在30年代,就在美苏两国萌芽,可是到70年代才引起广泛重视。目前苏、英、法、美、日、丹麦、捷克等国都有规模不等的土工离心机,共约70台。离心模型不但用于研究土静力学问题,也用于研究土动力学问题,如地震与爆炸等。现代离心模型已被称为土工物理模型试验的里程碑,可见其重要性。南京水利科学研究所为开展土工离心模型试验,在技术和设备等方面进行了有益的探索,并于82年进行了国内首次土工离心模型试验,为我国今后建置大型土工离心机奠定了基础,也为培训技术力量创造了条件。     

土工离心模型试验研究状况

<正> 工程技术中常用相似模型来研究物理现象,以帮助解决理论与实践中的问题。如水利工程中常用的水力学模型,航空工程中常用的风洞试验就是行之有效的物理模型。土工模型是结构物模型,其制模材料及模型内的应力状态必须与原型相同,否则相似性就差,这是土工模型的特点。如将原型按几何相似缩小n倍,用原型土料制成的模型置于重力场（1g）中试验,就是常称的普通土工模型。其自重应力水平远低于原型的水平,而一般岩土工程中重力又是主要影响因素,所以普通模型的相似性很差,模型就不能反映原型所发生的现象,这种模型只是个小型实物,而不能模拟原型。如将此模型置于高重力场（ng）中,使模型材料加重n     

基于GIS的空气污染空间变异性模型及其应用

基于GIS的变异性分析是空间统计分析的重要工具,可以为空间样本数据创建平滑完美的内插图像,据此建立空间变异性模型,采用普通克里金算法插值,以江浙沪部分城市为例,针对16个城市的PM2. 5月均浓度数据,通过半方差函数计算,分析了该地区PM2. 5月均浓度的空间变异性。并结合人为源VOCS排放污染源与当地的风向、风速和降雨量数据,分析了各指标对空气污染指数空间分布的影响。     

土工离心模型试验的发展与应用

从6个方面对离心模拟技术在岩土工程领域的应用进行了简要介绍。     

关于随机场理论在土工可靠度计算中应用的研究

应用随机场理论进行可靠度分析时,关键在于随机场理论求得的参数,尤其是方差折减函数如何同可靠度理论结合起来。在土工可靠度计算中正确选取并且合理应用方差折减函数是一个非常关键但又很容易被忽略的问题。本文从随机场的基本理论出发,对这一问题进行探讨和研究,提出方差折减函数的确定原则;并通过一个工程算例,说明此折减原则较为合理,且在实际工程中偏于安全。     

土工参数不确定性的计算分析

本文根据影响土工参数不确定性的主要因素建立起来的随机模型，探讨了土工参数不确定性的一种计算途径。对土的空间平均特性问题，根据土性随机场理论，就波动幅度（相关距离）的计算提出了曲线极限法。并获得了土工参数空间变异系数的综合计算式。     

空间随机性围岩隧道纵向差异变形设计值确定

隧道沿纵向的差异变形是引发衬砌破损和开裂渗漏病害的主要原因之一,而围岩空间分布的变异性则是隧道纵向差异变形预测不准的主要因素。本文根据围岩弹性模量空间变异性的随机分布统计规律特征,选择截断式正态分布进行拟合,建立了考虑围岩空间随机分布的三维随机有限元数值模拟方法,对隧道纵向差异变形进行预测,并引入可靠度理论,提出隧道纵向差异变形的概率可靠度设计值确定方法。通过案例分析发现：围岩弹性模量空间随机性与纵向差异变形值有明显的正相关性,围岩弹性模量空间随机统计函数的变异系数越大,差异变形量就越大,采用传统均匀法计算的误差就越大;差异位移值可近似分为近指数型离散阶段、波动性离散阶段、非线性离散阶段、单一化线性离散阶段4个阶段,其对应的临界变异系数分别为15.94%、23.02%、56.30%。     

土性参数不确定性描述方法的探讨

通过分析土体自然历史形成条件,从土性参数变异性表现特征着手,对其进行归类分析,初步回答了土性指标变异性的含义;对比分析了土层剖面的两种建模方法,据此提出了基于随机场理论的变异性统计方法,并通过实际工程勘探数据的统计分析,诠释了该方法的优越性所在。结果表明:土性指标变异性并非土体分层后层与层之间土性指标的差异,而是层内土性点与点之间的空间变异;相对于传统随机变量的建模方法,这种空间变异性用随机场理论建模更加科学合理;随机场理论用空间趋势函数和随机波动分量分别表征土性指标的确定性部分和随机扰动部分,通过去趋势化处理,可把握土性参数不确定性的核心;实例分析显示,本文提出的方法可更加精确地了解土性参数的不确定性,为可靠性理念在实际工程中的应用提供有利的途径。     

桩间土拱效应离心模型试验研究

抗滑桩的合理桩间距是设计中的关键参数之一。本文通过桩间净距分别为4 d、5d和6 d的粘性土抗滑桩离心模型试验,分析了桩间土拱形态变化及破坏状态。试验结果表明,桩间距较大时,土拱曲线形状趋于平缓,土拱矢高较小,土拱的受力趋于梁的受力,难以形成稳定的土拱;桩间距较小时,土拱矢高较大,土拱的受力呈现受压的特征,容易形成稳定的土拱,即随着桩间距的增大,土拱效应减弱。同时从理论上分析了不同桩间距土拱的破坏图式,提出粘土中合理桩间净距为桩径的4倍左右,该结论对抗滑桩的设计具有一定的参考意义。     

软土地基抗剪强度指标的变异性

引入土层剖面随机场模型,把土性参数的点变异性和空间变异性联系起来。利用上海地区17个典型场地的直固快剪试验资料的统计结果,提出土层抗剪强度指标点变异系数的置信区间,建议在可靠度分析中使用置信上限估计值并考虑空间平均后的折减效应。     

基于随机场理论的江苏海相黏土空间变异性评价研究

土体空间变异性分析是进行岩土工程可靠度设计的理论基础。采用随机场理论,提出了典型江苏海相黏土的随机场特征及参数,对基于孔压静力触探(CPTU)测试数据的空间变异性进行了系统分析。由于竖直方向上CPTU锥尖阻力数据的样本容量较高,通过对锥尖阻力进行一次多项式去趋势来获得平稳的波动分量,并利用常用的5种自相关模型拟合波动分量的自相关系数。采用修正的Bartlett统计公式来检验波动分量的平稳性,选取最优的竖直波动范围。竖直变异系数由波动分量和去趋势函数来确定。鉴于水平方向上的CPTU锥尖阻力数据的样本容量较小,采用平均零跨距法估计水平波动范围,水平变异系数由总体变异系数来表示。结果表明,竖直向和水平向上江苏海相黏土较报道值显示出更强的空间变异性。     

Soil spatial variability impact on the behavior of a reinforced earth wall

This article presents the soil spatial variability effect on the performance of a reinforced earth wall. The serviceability limit state is considered in the analysis. Both cases of isotropic and anisotropic non-normal random fields are implemented for the soil properties. The Karhunen-Loève expansion method is used for the discretization of the random field. Numerical finite difference models are considered as deterministic models. The Monte Carlo simulation technique is used to obtain the deformation response variability of the reinforced soil retaining wall. The influences of the spatial variability response of the geotechnical system in terms of horizontal facing displacement is presented and discussed. The results obtained show that the spatial variability has an important influence on the facing horizontal displacement as well as on the failure probability.