如美水电站工区高陡坡体演化动力学研究

在我国西南地区,高边坡问题几乎成了重大工程建设的首要工程地质和岩土工程问题。本文结合有关自然河谷高边坡发育的三个阶段理论,对如美水电站工区高边坡的演化进行动力学分析,并通过地质调查验证了其分析结果的合理性,进而运用到了实际工程。     

埋深条件下含承台能量桩基础换热效率及热力响应现场试验

依托埋深条件下低承台2×2群桩基础,在钻孔灌注桩钢筋笼上绑扎换热管形成能量桩,布置振弦式应变计/温度计以测试桩身温度及热致应变。开展恒定水温(35 ℃)输入情况下,单根能量桩运行对邻近桩基、承台的热力响应特性试验; 实测进/出口水温随时间变化、桩身热致应变等变化规律,分析埋深条件对单根能量桩的换热效率及其对承台和邻近桩体热力响应特性的影响规律,并与无埋深条件下的换热效率、热力响应特性展开对比分析。结果表明:试验条件下,3 m埋深条件下的换热效率为2.65 kW,较无埋深条件下提升了约68%,体现出上覆回填土存在一定的持热能力; 有/无埋深条件下,桩身热致应力最大值分别出现在桩身中部及桩顶,分别为1.66 MPa和2.14 MPa; 随加热过程的进行,桩端阻力呈现先增大后逐渐下降至稳定值的变化趋势,在加热24 h后达到最大值约20 kPa,与进/出口温度差变化趋势一致; 有/无埋深条件下承台在加热工况均出现了细微的差异变形,在设计承台能量桩结构时应给予一定的考虑; 有/无埋深条件下承台最大热致应力值分别为0.65 MPa和2.34 MPa,对应的最大温度升幅分别为3.6 ℃和11.0 ℃。     

提高土木工程专业课程实验教学水平的思考

实验教学是培养学生工程素质最直接有效的环节。但是,目前中国较多高校的实验教学体系与培养目标相比还存在较大的差距。从实验课程教学的实际出发,分析了专业课程实验的特点,即知识结构的综合性、实验项目和授课时段的零散性、实验课教学模式和学习方式的特殊性。针对专业课程实验教学的现状,提出了整合实验体系、改革实验教学方法、加强实验室软硬件设施建设、注重实验教师素质培养、量化实验考核标准、开放实验资源等一系列具体改革措施,从而有效激发学生对实验课程的学习兴趣,增强学生的动手能力,引导学生的创新思维,为国家建设培养高质量的工程应用型人才。     

考虑运行风险的某岩质边坡坡比优选分析

为了研究某水电站岩质边坡在运行期内不同坡比下的抗风险能力并优化坡比,设计了不同工况(暴雨、地震)和不同坡比下的数值模拟分析。结果表明:(1)坡比一定时,随着降雨强度增加,位移逐渐增大,拉应力则变化较小;随着地震烈度增加,位移和拉应力均逐渐增大,且趋势愈明显。(2)断层区域对坡体位移场有着明显的分割作用,顺向断层则会使应力沿断层方向发生突变。(3)暴雨和地震分别作用下,边坡越陡最大位移均出现了不同程度的减小,且地震强度越大,最大位移对坡比越敏感。(4)在考虑边坡稳定性与工程造价的前提下,对开挖坡比进行组合优化设计后在各工况下为最优选择。研究成果对该工程边坡开挖施工具有较大的参考价值。     

基于虚单元法的非连续变形分析方法新格式

以块体顶点位移为自由度的非连续变形分析(DDA)方法可有效克服DDA原自由度的局限性,但使用多边形有限元形函数构造的格式计算效率明显不足。针对此问题,建立基于虚单元法(VEM)的DDA新格式,使用VEM表达单个块体的位移,同时保留DDA对于块体接触的分析处理。从块体独立位移空间上双线性格式的计算出发,数学推导给出新格式中块体各项势能的矩阵表达,然后基于最小势能原理建立块体系统平衡方程,最后利用滑动模型明确弹性应变能和惯性力势能计算中的稳定项近似乘子取值。采用3个算例考察新格式的有效性和计算效率,结果表明:新格式可以有效克制块体大转动模拟的体积虚假膨胀,保障接触计算精度,且计算效率明显优于已有的块体顶点位移型DDA格式。     

土木专业研究生数学类课程教学改革研究

数学类课程教学在土木专业研究生培养体系中占据重要地位。随着经济和社会的发展,土木专业研究生培养规模逐渐上升,研究领域不断扩大,传统的数学类课程教学方式与内容不能满足目前的研究生培养需要。笔者认为其症结在于教学内容与土木专业内容脱节、教学内容多而教学时数少、课程科目设置和时间安排不合理、课程设计和实验学时数不足这4个方面,由此,提出有针对性的教学改革措施。     

楞古水电站中坝线下游右岸雨日堆积体滑坡形成机理研究

基于雨日堆积体滑坡的水文地质工程地质条件,根据地质地貌演化机制分析了堆积体滑坡的形成演化过程,并对该大型堆积体进行分层研究.结果表明,该大型堆积体滑坡为两期次(或多次)崩塌堆积形成,表现为多期次复合型结构模型;该堆积体与倒石堆堆积体的结构区别为仅在每期的底部形成厚度相对较大的砾石层;其可能的失稳模式是以砾石层为潜在的剪切面形成的剪切破环.     

牙根水电站坝区松动岩体成因机理分析

将牙根水电站松动岩体按节理分布发育规律分为三个区,基于各区结构面组合关系,分析了松动岩体各区结构面的成因机制及模式,构建了其变形演化的地质模型,并判断了各区的变形破坏模式,有助于认识其空间发育规律、工程地质特征及发展趋势,对评价工程稳定性有重要指导意义.     

边坡可靠性分析中g-line失效域及Copula优度评价研究

针对岩土体抗剪强度参数联合分布模型中Copula优度评价问题,借助g-line给出了一种边坡失效域的抗剪强度参数表征方法,并利用积分途径得到了不同Copula及不同安全系数条件下算例边坡的失效概率,以此探讨了不同Copula计算结果的差异性,重点分析了S_n(p_c)、AIC、RMSE及Bias指标下各Copula的评价效果,并以上述各指标值为评价对象,分别计算了各Copula的熵权系数,从而给出了一种加权组合的Copula形式。结果表明,二次多项式拟合g-line的效果良好,此时边坡失效域可由抗剪强度参数独立表征;常用的评价指标得出的最优Copula结果不唯一,当不能有效地识别最优Copula时,可采用加权组合的Copula进行可靠性分析,能减小计算误差,有效地消除不同Copula引起的失效概率差异性,也能避免因直接采用某些Copula而引起的对边坡可靠度偏保守或者过高估计的问题。     

长期浸泡与干湿循环作用下砂岩损伤特性研究

为探究库岸边坡岩体的损伤特性,以常见的中风化砂岩为例,通过室内长期浸泡、干湿循环条件下的力学试验,分析了砂岩的物理参数、应力—应变曲线及劣化特征。结果表明,长期浸泡对岩样的损伤作用分为前期的饱和作用和后期的水解作用;干湿循环的每个周期都会造成岩样小颗粒脱落或胶结物溶解。长期浸泡、干湿循环两种状态对岩样的损伤都很大,且首次损伤程度较大,占整体损伤的一半以上。研究结果为库岸边坡的稳定性研究提供了理论依据。