地铁围护结构桩顶水平位移监测的精度分析

主要描述了西安地铁二号线车站基坑围护结构桩顶水平位移监测的技术方案,结合基准线法和测小角法测定水平位移,并对实际角度观测进行了误差分析,探讨了地铁围护结构桩顶水平位移监测的观测点坐标对中误差,推导出了采用不同精度的测角仪器观测水平角所需的测回数。     

云冈石窟立柱岩体长期强度研究

 基于分级加载单轴抗压蠕变试验,研究世界文化遗产云冈石窟9,10,12窟窟前立柱岩体的长期强度,并对其长期承载力学性能进行评价。研究结果表明：(1) 云冈石窟9,10,12窟窟前立柱岩体的岩性主要为砂岩,岩性单一,结构面不发育,属整体块状岩体结构类型,工程地质条件良好。(2) 立柱岩体中粗粒砂岩的长期强度低于中粒、中细粒砂岩的长期强度。其根本原因在于,中粗粒砂岩的胶结物类型是泥质胶结;其中含有微量的蒙脱石,在长期的风化过程中,与水作用后,易发生淋滤作用和溶蚀作用,次生裂隙相对较发育。(3) 高含水量状态下,中粗粒砂岩的长期强度为20.22 MPa,比其在低含水量状态下的长期强度降低44.31%。按云冈石窟立柱应力最大值出现在10窟西柱的上部(1.31 MPa)计,中粗粒砂岩立柱岩体的安全系数为15.4。因此,9,10,12窟窟前立柱岩体的长期承载力学性能良好。建议尽快修复和搭建窟檐,避免雨水对石窟的冲刷,同时还能调节窟内温度与湿度,减轻风化剥蚀。计算9,10,12窟窟前立柱最大可以承载的窟檐质量,供有关建筑设计和文物保护部门参考。这些研究结果和建议对于云冈石窟的保护具有一定的指导意义。     

裂隙岩体稳定/非稳定渗流数值模拟

 发展裂隙岩体稳定/非稳定的渗流数值模型,一方面,依照裂隙面的密度、产状、位置、大小和开度的统计分布规律,使用蒙特卡罗模拟技术将完整岩石切割为三维不规则块体集合。根据相邻块体单元间产生的裂隙单元,构建三维裂隙网络系统,并附加各裂隙单元的水力特性;另一方面,对裂隙单元进行三角形单元的有限元网格划分,运用变分原理导出裂隙单元的渗流有限元求解方程。采用离散元方法中的动态松驰技术,在无须组装整体渗透矩阵的情况下求解裂隙网格各结点的水头值。最后,通过典型算例验证程序的可靠性及适用性。     

砂石桩处理地基效果检测和评价方法的探讨

结合检测实践,探讨了砂石桩的检测和评价方法。介绍了制定检测方案、选择测试方法、给出检测结论等具体的检测实践方法;提出了在检测过程中,要考虑检测的经济合理性,在有载荷与动探的对比关系或经验方法的前提下,尽可能多地采用动探原位测试来增大检测样本、减少检测成本,把建设方和施工方的风险降低到最小。     

正冻多孔介质耦合模型研究

 通过分析多孔介质孔隙水的相变过程,研究孔隙冰与孔隙水含量随温度改变的变化规律,建立描述冷冻条件下孔隙冰与孔隙水饱和度的数学关系式。通过引入低温多孔介质有效孔隙压力概念,建立基于多孔连续介质力学理论的低温多孔介质孔隙压力变化的耦合模型,提出低温冻结情况下饱和非饱和多孔介质的体积热膨胀系数表达式。应用现有的试验成果论证此研究模型的正确性。研究成果表明建议的模型能够正确地模拟正冻孔隙介质的有效孔隙压力和骨架应力,并能反映冻胀融缩的变形特点,为科学研究低温多孔介质的应力与变形特点提供合理可靠的方法。     

裂隙岩样力学特性细观数值试验方法探讨

 节理裂隙岩体力学性质研究是非常复杂的课题。物理模型试验由于制样难、耗资大、结果有限,研究者难以利用其开展系统深入的研究。提出以典型的物理模型试验结果标定数值模型,再利用标定后的数值模型开展系统数值试验研究的思路,既可充分发挥物理模型试验接近实际情况的优势,又可充分利用数值模型试验建模快、成本低等优点。同时,还对数值试验模型的建立、数值试验的定性与定量、数值试验模型的改进、数值试验模型的标定等方面进行了讨论。最后,利用标定、修正后的数值模型试验研究了侧压、裂纹面摩擦因数等在物理模型试验中难以实现的因素对含两条共面裂纹岩样的应力场、强度和宏观破坏模式的影响范围规律。     

应力波穿越分形节理时的透反射规律研究

 为探讨应力波穿越不规则节理时的透反射规律,先借鉴分形损伤理论,建立分形损伤本构关系;在此基础上,基于线性位移不连续体模型,引入分形损伤本构,推导应力波穿越非规则节理时透反射系数的解析解,给出透反射系数与分形维数间的理论表达式。通过激光表面仪对节理进行扫描试验,分析节理面的分形几何特征,采用SHPB节理岩石冲击动力学试验手段,探讨应力波穿越单一分形节理时的透反射规律,并将解析解与试验结果进行对比分析,研究结果显示,透反射系数的试验值与理论值之间误差较小,表明所建立的分形损伤本构关系与推导的应力波穿越分形节理的解析解是正确的。     

降雨特性对土质边坡失稳的影响

 通过降雨诱发土质边坡失稳的模型试验及已有研究成果来探讨降雨特性对边坡失稳的影响,并以此来选取出合适的雨量预警参数。研究结果表明：高强度降雨较易使边坡产生流滑破坏且冲蚀现象较为明显;而低雨强长历时的降雨较易使边坡深层土体的孔隙水压力增加,因此较易产生滑动型破坏且滑坡体的规模也较大;此外,降雨型滑坡存在“门槛累积雨量”。该研究成果揭示了降雨入渗对边坡稳定性的作用机制,并以此建议采用降雨强度与累积雨量作为雨量预警基准所需的参数,其中降雨强度参数可用时雨量表示,时雨量可用以衡量流滑型滑坡和泥石流灾害,而累积雨量则有助于评估滑动型滑坡的灾害。     

基于测斜仪监测成果的蠕滑体变形机制分析

 向家坝水电工程马延坡变形体是沿特定滑面产生整体蠕滑变形的典型工程实例。基于勘探成果,布置测斜仪对变形体的内部变形进行监测,获得了良好的监测成果。在此基础上,对测斜仪变形曲线的突变进行深入分析,提出变形曲线与蠕滑变形体形态的对应关系,揭示滑动带的位置及厚度,阐明蠕滑变形机制,为工程处理措施的制定和实施提供了可靠依据。进而通过对位错–时间曲线的分析,对加固措施的作用进行说明,且对蠕滑变形体在治理后的稳定性进行评价。研究结果表明,马延坡蠕滑变形体主要受JC①夹层控制,为典型顺层滑动变形模式。在实施减载、支档和排水等综合治理措施后,滑动带位错速率减缓,边坡趋于稳定。研究工作扩展了监测成果的应用范围,对今后类似边坡的勘探、监测和资料分析具有参考意义。     

应力波随机入射情况下均质岩石杆件断裂规律的理论分析

 从应力波随机到达的角度对均质岩石杆件动态断裂规律进行理论分析。通过对三角形、矩形、指数衰减3种典型的应力波在几个特定入射时间传至一维均质岩石杆件的自由端后入、反射波叠加产生的纯拉应力的理论计算,对岩杆断裂的可能性、时间、次数和长度进行系统的分析,得到断裂次数及长度与应力波峰值及入射时间的确定关系,揭示某些岩石冲击破坏工程随机现象背后的固有本质。