青海省日月山断裂对公路工程的致灾机理研究

通过对青海省内一条北北西向右旋走滑断裂对公路工程危害现象的野外实地调查和室内有限元分析,对其蠕滑运动下的致灾机理进行了讨论。结果表明,断层蠕滑作用下的灾害多分布在上盘,且上盘公路南半侧多发张剪性破裂,北半侧多发压扭性破裂,交汇位置的先期破裂是由南侧路沿开始并向路内扩展的。     

随机地震荷载作用下黄土震陷的影响因素研究

 首先采用场地未来50 a超越概率10%的地震波作为输入激振波进行动力试验,根据试验结果对随机荷载作用下黄土震陷的残余动应变表达式进行修正,通过多组试验数据的反复验证,修正后模型与试验结果相关性较好。其次,通过控制人工合成地震动时程的功率谱和包络函数相关参数,得到不同卓越频率和有效持时的地震动时程,并据此进行动三轴试验,研究卓越频率和有效持时对黄土残余应变的影响效应,结果表明：卓越频率高、有效持时长的地震荷载作用下,相同动应力引起土体的残余变形较大。另外,固结比和含水量对黄土的残余应变也有较大的影响,在同一动应力作用下,高固结比和高含水量时试样将产生更大的残余应变。     

地铁隧道穿越地裂缝带的物理模型试验研究

 根据西安地裂缝的分布特征与活动方式,结合西安地铁2号线的走向,建立地质模型,通过物理模型试验来研究地裂缝对地铁隧道的影响。由试验结果可知：地裂缝环境下隧道结构的受力、变形模式相当于一悬臂式弹性地基梁,处于拉、压的受力状态,受拉变形区主要在固定盘距裂缝20～80 cm范围内的衬砌顶部,受压区则主要分布在下降盘距裂缝20 cm至固定盘距裂缝80 cm范围内的衬砌底部;地裂缝的活动增加了下降盘内隧道顶部的竖向围岩压力,同时减小了该范围内衬砌底部的竖向围岩压力;地裂缝环境下隧道衬砌的破坏模式以环向开裂为主,次生裂缝的发展则受张剪区的控制,主要形成阶梯形、“y”形的贯通裂缝。在试验分析的基础上,提出地铁隧道穿越地裂带时的设防范围及设防位置     

随机地震荷载作用下黄土的液化特性

 以场地未来50 a超越概率10%的地震波作为输入激振波,对取自宁夏南部西吉县夏家大路喜家湾滑坡后壁的黄土开展动三轴试验,研究随机地震荷载作用下黄土中孔隙水压力的增长基本特性、影响效应及孔隙水压力增长规律。由试验结果可知,在随机地震荷载作用下,孔隙水压力对输入动荷载的响应具有明显的滞后性,其增长主要集中在地震荷载的有效持时范围内。输入地震荷载的幅值、有效持时以及固结压力对黄土的液化特性有较大的影响,幅值较大、持时较长、固结压力较小时,更有利于孔隙水压力的发展。由于孔隙水压力的增长是源于孔隙的压缩引起的,因此,可以将孔隙水压力比表示为残余应变的函数,据此,可得地震荷载作用下,黄土不同变形情况时孔隙水压力的发展水平及液化程度。     

地震荷载作用下黄土的动应力–应变关系研究

对取自宁夏南部西吉县夏家大路喜家湾滑坡后缘的黄土进行动三轴试验,研究随机地震波作用下黄土的动应力–应变关系。考虑到地震输入荷载的振幅、持时、频谱成分对试验结果有较大影响,首先根据场区的宏观烈度资料,通过多元稳健回归和转换的方法,得到场区的地震烈度衰减关系和地震动衰减关系,在地震危险性分析的基础上,人工合成场地未来50 a超越概率10%的地震动时程,并据此作为输入激振波开展动力试验研究。由结果分析可见,随机地震波作用下黄土的应力–应变关系非常复杂,可以将其简化为一系列大小、位置及形状均不规则变化的椭圆形滞回圈,则任意时刻的剪切模量Gd可以表示为该时刻的动应力、应变以及固结压力的函数,并可以将函数变化为乘幂的形式,通过多组试验验证,试验结果和公式拟合结果相关性较好。     

正断层活动对公路山岭隧道工程影响的数值分析

 根据渭河盆地正断层的结构特征及活动形式,采用有限元方法模拟正断层环境下公路山岭隧道衬砌的受力变形,针对断层错动量、断层倾角、隧道埋深以及隧道与断层的交角4个主要因素分别进行组合计算,并由此归纳出衬砌的破坏模式。结果表明4个因素对衬砌受力变形影响的敏感性依次减弱,在断层裂缝两侧各40 m的范围内是受力变形的集中位置,且当断层倾角小于50°时衬砌的受力类似于一端固定的悬臂梁。通过对衬砌的相对沉降量、纵向应力及剪应力的分析计算,将衬砌的主要破坏模式分为3类：在大纵向应力作用下,以拉张破坏为主、挤压破坏为辅的拉张–挤压型破坏,在大剪应力作用下发生的直接剪断型破坏,以及拉张–挤压与剪切结合的破坏形式。     

黏性土地基的破坏模式试验研究

 为了研究条形基础地基的剪切破坏形式和承载机制,在相似理论的指导下,设计并完成了一组模型试验,模拟粉质黏土地基受荷后产生变形,扩展直到破坏的全过程;测量并分析地基中不同点处的土压力大小和分布规律,观测了剪切带的形成和发展过程。结果表明,模型试验能够很好地体现地基的受力变形特征、地基中各点的真实应力状态及变化规律,在研究深基坑变形过程、破坏形态方面具有理论研究意义。     

裂隙黄土的单参数二元介质模型

为了研究裂隙黄土的结构和变形特性,在岩土破损力学理论框架基础上,把裂隙黄土视作由胶结块和软弱带组合而成的二元介质,将二元介质模型运用于裂隙黄土的研究。通过模型计算分析,得到裂隙黄土的单参数应力应变关系,并将其与三轴试验结果进行了对比分析。结果表明,将岩土材料二元介质模型应用于裂隙黄土特性的研究具有较好的适应性。更多还原     

基于最大能量耗散率原理的黄土本构模型参数的研究

基于最大能量耗散率原理的黄土弹塑性本构模型，设计出获取该模型参数的室内试验方案，并以泾阳南塬为研究区域，研究不同含水率下Q₃马兰黄土本构参数的取值范围和硬化函数的形式。研究结果表明：泾阳南塬Q₃马兰黄土塑性剪应变的硬化函数呈双曲线型，其参数a取值范围在0.002至0.02之间，参数b在0.01至0.05之间；塑性体应变的硬化函数呈三次函数型，其参数m₁、m₂、m₃取值在0.001至1之间；体积模量K取值在40 MPa至130 MPa之间，剪切模量G取值在20 MPa至60 MPa之间；与试验数据对比验证，该本构模型通过试验方案取得的参数，可以准确地描述泾阳南塬Q₃马兰黄土的应力应变关系。