软岩击实试验结果影响因素分析

简述了土工试验中土样制备方法、击实标准对试验结果的影响,分析了制样过程中含水率随时间和温度变化的规律;提出了通过改变加土量和击实数,减小试样余土高度对结果的影响的结论。     

二元地质条件下内支撑与土钉墙支护设计问题

结合某基坑工程的设计实践,对在基坑开挖深度内有土层和岩层、且岩层内存在软弱夹层的二元地质条件下采用内支撑和复合土钉墙组合形式支护时存在的问题进行了详细分析,主要包括土压力的计算模式、钢管桩下局部地基承载力的验算、刚-揉性组合支护型式的交接处刚度协调、内撑立柱的约束状态对内支撑稳定性的影响等问题,通过对这些问题的分析,得到在设计类似基坑支护形式时需要注意的问题,并提出解决问题的措施,为同类工程提供参考。     

基于SWMM与NSGA-Ⅱ耦合的城区雨水泵站多目标优化调控

针对城区复杂水系统中雨水泵站的调控系统性弱和优化时效性慢的问题,将SWMM的水量水质过程模拟与NSGA-Ⅱ的快速非支配排序进行深度耦合,从减缓城区内涝、控制面源污染负荷输出与减低耗电量的角度,建立了多线程并行计算和带有决策者偏好的城区雨水泵站多目标优化调控模型。对天津空港经济区的雨水泵站优化调度进行实例研究,结果表明,与常规调度方式相比,在典型设计降水情景下,该优化模型在不显著增加节点积水累计时间的前提下,减少输出了1383.34 kg的污染负荷,节约了621.92 kW·h电能,求解速率可提升至单线程串行计算的4.2倍。该优化方案充分利用了泵站调蓄池的库容缓冲和水质稀释作用,减缓了场次降水对于城区水环境的瞬时冲击影响,降低了运行成本。     

Coupling watershed modeling,public engagement,and soil analysis improves decision making for targeting P retention wetland locations

Constructed and restored wetlands can be effective sinks for particulate and dissolved phosphorus (P) if properly managed, but identifying suitable P retention wetland locations remains challenging. From a landscape perspective, Soil and Water Assessment Tool (SWAT) models identify locations within target watersheds with high nutrient loads that exhibit appropriate site characteristics and hydrodynamics. However, soil properties vary at the field scale, dictating the capacity of wetland systems to remove P and ultimately determining if a given wetland will operate as a sink or source of P over time. Land ownership and site access further complicate identification of P retention wetland locations. As a result, optimization and identification of P retention wetland locations requires analysis at both 1) watershed and 2) field scales, and 3) public engagement. In response, a survey effort linked SWAT model results that identified locations with target watersheds with field soil P storage capacity data and interested landowners. Results suggest that several locations recommended for their high SWAT-predicted P loading and landowner interest were in fact not well suited for project implementation due to soil P saturation and legacy P constraints. These findings highlight the need to couple watershed models with field scale soils analysis to identify locations for P retention wetlands in order to avoid unintended P release. Additionally, increased collaboration with social scientists and others familiar with public engagement strategies is needed to improve outreach activities targeting regional water quality improvements. Practical applications for nutrient retention wetland site selection are also discussed.     

季节冻土区渠道水分迁移规律及冻胀特性试验研究

为了量化渠基土体中的水分在冻融过程中的迁移及其分布规律,揭示渠基土体的微观冻胀特性,选取渠基土体不同部位的原状土样,进行冻融试验,采用CT扫描技术,监测研究渠基土样冻融过程中的水分迁移及其孔隙水分布规律,进一步探究渠基土体的微观冻胀特性。结果表明:冻融过程中土样深度16～18 cm处的含水率较高,产生了水分积聚。冻结过程中,土体的微观孔隙结构发生了明显变化,同时发生了裂缝的张开和闭合。在融化阶段,由于冻结水快速融化,土体发生融沉,最大融沉量为6.78 mm。研究成果揭示了渠基土体单向冻融过程中的水分迁移规律、孔隙水的分布状态及其冻胀微观特性,为季节冻土区输水渠道的抗冻胀设计提供了理论基础。     

考虑偏压作用的基坑抗隆起稳定性上限分析

为了研究偏压荷载对抗隆起稳定性的影响,提出了一种考虑偏压作用的基坑抗隆起稳定性计算方法,将墙后土体沉降变形近似简化为余弦曲线,从而在研究偏压作用对基坑抗隆起稳定性影响时可计入偏压荷载范围和坑边距等因素,同时在极限上限分析法的公式推导中考虑了土体各向异性对基坑抗隆起稳定性的影响。将该方法与HASHASH和WHITTLE提出的波士顿蓝黏土深基坑开挖有限元模型进行对比,通过数值算例研究了挡墙入土深度、基坑深度、土体各向异性、最下一道支撑到坑底距离及偏压荷载等因素对抗隆起安全系数的影响。研究表明:基坑抗隆起稳定性系数随着土体各向异性比的增加而增加,随着最下一道支撑到坑底距离增加而增大,发现偏压作用距离坑边在2倍基坑深度之内对抗隆起安全系数影响较大。最后结合案例分析验证了该方法的有效性。     

基于水流与地质双因素的险工险段成因调查研究

在河势水流对险工险段成因研究成果的基础上,重点分析了堤基地质条件的影响。对广东省省管河道范围内的历史险工险段进行调研,梳理出了不同成因险段占比。以此为基础,选取江新联围进行水流与地质双因素的险工险段成因调查研究,通过水文测试、河床质取样以及室内试验,分析了各历史险段的成因。结果表明除水流条件较差外,各险段堤基也多以软土为主。基于此,增选了3个河势条件较差的非险段作为参照对比组,结果显示若地质条件较好,即使水流条件较差也不会形成险段。调查分析表明,河道险工险段的成因与河势水流和地质因素均密切相关,尤其是分布于软土地基区域的堤段,地质因素更是不可忽视。     

考虑接触行为的U型渠道冻胀数值模拟

U型衬砌渠道具有良好的整体性和冻胀适应性,但在冬季仍极易因土体冻胀而导致破坏。考虑渠基冻土与衬砌接触面冻结的非线性特性和冻土、混凝土材料的塑性特征,建立能分析渠道基土与衬砌间挤压、脱开及滑移等接触力学行为的渠道冻胀破坏热力耦合数值模型。以宝鸡峡灌区塬下北干渠为原型渠道,按照模型是否考虑接触分别进行冻胀数值模拟,并对模拟结果进行对比分析。结果表明:考虑接触的模型模拟结果与原型实测值更相符,更能合理地解释U型渠道冻胀在渠底与阴坡衔接处冻胀量最小;考虑接触的混凝土塑性应变最大值是不考虑接触时的3.76倍;考虑接触的法向冻胀力和切向冻结力更均匀,最大值均减少1.5~3.0倍,应力集中现象减弱,更能反映混凝土衬砌板与渠基土之间的滑移变形与破坏准则的相互作用。研究结果为U型衬砌渠道冻胀破坏规律提供了分析方法。     

湿陷性黄土区客运专线车站工后不均匀沉降初探

结合现场监测数据和地质勘察资料,对具有一定坡度和深厚填土区域地基处理失效的原因进行了探讨。得到如下结论:(1)在黄土地区地面沉降可分为4个阶段即增长期、平稳期、加速期、以及最终稳定期,黄土的沉陷是造成沉降再次加速的原因。建议黄土地区沉降监测应该予以加长,以确定最终的稳定期。(2)黄土的沉陷不仅使地表发生不均匀沉降,也会改变黄土区桩基的力学性质,造成桩基下部土体的变形。单纯依赖桩的刚度来控制结构变形是存在风险的,也应该控制桩侧土体变形。(3)在具有坡度的黄土区域,地面标高较低的一侧土体胶结作用较弱,且该区域承担更大的上部填土荷载,这是导致地面标高低的区域发生更大变形的原因。     

砂性土坡面防护结构抗降雨冲刷性能试验研究

针对砂性土堤防坡面抗雨水冲刷能力弱的工程实际,建立砂性土坡面冲刷试验模型,开展降雨冲刷试验,研究不同砂性土堤防坡面保护层抗冲刷性能。分析降雨条件下不同砂性土堤防坡面保护层的冲刷过程,总结出沙土、膨润土与秸秆三者混合形成的坡面保护层能够抵抗雨水冲刷、保障植物种子顺利成长,便于施工。