四川芦山地震灾害调查与灾后重建的相关问题分析

2013年4月20日四川省芦山县发生Ms7.0级地震,发震断层为龙门山前山断裂,即大川—双石断裂。这是继2008年汶川地震后发生在龙门山断裂带的又一次强震。自4月25日起,笔者先后3次前往地震灾区进行地震灾害调查。本文小结主要的地震灾害情况,并简要讨论了灾后重建可能面临的问题。结果表明:相对于汶川地震,芦山地震的灾害相对较轻;沿发震断裂未发现明显的地表破裂带;崩塌滑坡的总体规模较小,也未出现明显的堰塞湖;滑坡点主要沿发震断层分布,岩性以三叠系上统须家河组地层为主;崩塌点主要出现在河流的峡谷段,岩性以砾岩为主,少量为侵入岩;建筑物损坏严重的基本上为砖木结构以及无圈梁或构造柱的砖混结构民居;灾后重建面临的主要地质灾害问题是主要公路的崩塌灾害以及宝兴县城的泥石流防治。     

钢轨踏面掉块原因分析

U71Mn（60kg／m）钢轨铺设在主干线与车站进出口联接处使用50多d（天）后出现踏面掉块。采用化学成分分析、宏观和微观检验等方法分析其掉块原因。结果表明：列车高速运行时突遇偶发事故而采用紧急制动措施,强大的制动力造成列车车轮与钢轨踏面之间的摩擦致使该区域突然升温而后又降温,进而发生相变生成马氏体并形成裂纹。随后在车轮的反复碾压作用下最终造成钢轨踏面掉块。     

大冶铁矿象鼻山北帮滑坡体下采矿实践

大冶铁矿东露天坑已于2000年闭坑,境界外矿量拟采用地下开采。象鼻山是拟定的4个挂帮矿开采点之一,其北帮曾发生过7万m^3的滑坡。如何控制边坡的变形与稳定构成了挂帮矿安全回收的关键技术问题。为此,在边坡工程地质与水文地质调查的基础上,采用工程地质类比法、有限元法和极限平衡法预测了边坡失稳的可能性和破坏模式,论证了预留矿石挡土墙方案控制边坡变形和失稳的可行性,并且通过边坡监测变形的及时反馈,调整开采工艺,保障了挂帮矿资源回收的顺利进行。     

多介质边坡弹性模量位移反分析模型与优化算法

利用开挖扰动实测位移，提出了求解边坡各介质弹性模量的反分析模型。同时针对目标函数的多极值性、收敛结果与初值相关等问题，提出了一种反分析优化算法。该方法一方面利用线弹性问题的尺度特性减少了一个优化变量；另一方面通过递归技术将多变量优化问题转换为一系列的单变量优化问题，并使收敛结果与初值无关。算例验证了方法的适用性。     

岩石边坡松动区与位移反分析

 首先分析了三峡工程船闸边坡有限元计算和现场监测的位移成果, 说明岩石边坡位移反分析必须考虑岩体的松动因素, 本构模型可以使用弹性模型;其次介绍了松动区的有关物理力学性质, 以及在计算模型中的考虑方法;最后以基于BP 网络和遗传算法的位移反分析模型反演了永久船闸边坡岩体及其松动区的弹性模量。     

单轴多级加载岩石破坏声发射特性试验研究

在单轴多级加载条件下，进行花岗岩破坏全过程的声发射试验研究，得到应力-应变、声发射参数与应力和时间的关系。研究结果表明：每级荷载稳压时AE事件率、能率降低，而AE事件数基本稳定或增加平缓，表明稳压阶段试样内原有裂纹未发展、新生裂纹少、声发射水平低。随时间的延长和轴向荷载的增加，AE事件率增加，表明试样内裂纹逐渐增多或其内在裂隙逐步贯通。室内单轴多级加载试验在一定程度上反映出地下厂房分级开挖时应力调整前后声发射的趋势变化，建议在高地应力区进行水电地下厂房岩爆等地质灾害的现场声发射监测时，应选取合适的监测时机，特别要在上下台阶贯通时加强监测。整个加载过程中存在初始区、剧烈区和下降区，多数试样临近峰值强度时声发射活动活跃，尔后AE事件数趋于平缓，AE事件率下降，出现声发射平静期现象。与其他学者的室内和现场试验研究成果作一对比，认为岩体破坏发生前多出现声发射的突然下降或相对平静期现象，并在物理过程上对此作一探讨，为现场岩体稳定性监测与预报的判据提供借鉴和思路。     

清江隔河岩水库茅坪滑坡复活机理初探

基于对茅坪滑坡体1993～2000年的降雨、水库水位、变形等监测资料的综合分析，初步认为茅坪滑坡体复活是其东侧白岩危岩体中不合理的采煤活动引起的。采煤活动诱发的危岩体开裂和崩塌，加强了滑坡体与危岩体的水力联系，间接扩大了滑坡体的受雨面积。因此，从滑坡体变形的影响因素上讲，降雨（特别是强降雨）的影响转大，水库蓄水和库水位波动的影响范围主要集中在滑坡体前缘。     

汶川大地震灾害与灾区重建的岩土工程问题

 2008年5月12日14：28四川省西部龙门山山区发生Ms = 8.0级强震。地震是由龙门山中央断裂逆冲兼走滑产生的,沿300 km长的断裂带造成大量的山体崩塌、滑坡,城镇与村庄房屋坍塌不计其数,厂矿与交通设施严重毁损,并造成大量的人员伤亡。截至7月11日12时,地震已造成69 197人遇难、18 341人失踪、374 176人受伤。基于震后灾区的第一手调查资料,在简介龙门山地质条件与断裂构造格局的基础上,从工程角度对地震产生的震害类型和分布,及其与断裂构造的关系等进行初步的总结和归纳,提出灾区重建工作中面临的主要岩土工程问题,以期为灾后重建和相关科研工作提供参考。     

复杂初始地应力场的反分析

提出了复杂初始地应力场的力学模型。在该模型中，地应力不必符合某种特定的分布，通过求解构造应力在边界上的节点力，可以确定这种地应力。讨论了在线弹性介质中，通过有限元计算求解这种地应力的方法、过程，并给出算例。     

软体机器人3D打印制造技术研究综述

基于弹性、软质材料的软体机器人变形能力强、人-机-环境共融性好,在工业、医疗、家庭服务等众多领域具有良好的应用前景.软体机器人是本体、驱动、感知等高度集成的新型机电一体化智能系统.软体机器人呈现的诸多新特征给机器人领域的制造、驱动、建模、感知及控制等技术带来了全新的挑战.软质材料3D打印技术与装备的快速发展为软体机器人制造实现提供了有力支撑.首先,介绍了主流软质材料3D打印技术的基本原理与特点,包括熔融沉积成形、直接墨水书写、喷墨打印、光固化成型和选择性激光烧结3D打印技术.然后,针对软体机器人一体化制造发展需求,介绍了多材料3D打印、4D打印、嵌入式3D打印等前沿技术.最后,介绍和分析了国内外基于3D打印技术的软体驱动器和柔性传感器经典案例,结合控制-传感-驱动一体化的类生物结构软体机器人发展需求,预测了未来3D打印技术主要发展趋势与技术挑战.