关于饱和软土地基堤坝边坡稳定分析总应力法的讨论

在饱和的软土地基上修筑堤坝,由于孔隙水压力不易准确测定,需采用“φ=0”的总应力法进行稳定分析。这一做法在国外已明确纳入设计规范,在国内工程界较少受到重视,导致过高地估计了安全系数。本文首先系统地回顾了临界状态土力学中的伏斯列夫强度理论,在理论上阐述了饱和软土地基快速填筑时采用总应力法的原因,同时引用了Bishop和Bjerrum、美国联邦公路局、美国陆军工程师团与我国水电水利工程边坡设计规范的相关条文,确认在饱和软土地基采用总应力法进行稳定分析的合理性。以花敖泡土石坝和拉哇水电站围堰为工程实例,分别采用对土的固结不排水剪的两种做法开展稳定性分析,结果表明,直接将土的固结不排水剪强度指标ccu与φcu作为填筑后的强度参数,将严重高估其安全系数。因此建议正在修订的碾压式土石坝与边坡设计规范增加相应条文,并期望引起工程界对这一问题的重视。     

含缺陷岩样三轴压缩变形破坏过程颗粒流模拟

为了研究岩桥倾角α对岩石力学行为和裂纹扩展机制的影响,采用PFC3D程序中的颗粒平行黏结模型,通过“试错法”获得一组能够反映完整花岗岩宏观力学特性的细观参数,并建立不同α下微孔洞与平行裂隙①、②组合的数值模型,对三轴压缩中岩样变形破坏过程进行了模拟分析。结果表明:α对起裂强度与峰值强度的比值未见显著的影响;当α=0°和75°时,裂纹扩展模式相似,裂隙①、②内外尖端均产生翼型裂纹,随后与微孔洞贯通;当α=15°、30°和90°时,裂纹的扩展模式比较接近,裂隙①、②内外尖端也可见翼型裂纹;当α=45°、60°时,裂纹呈类似方式扩展,裂隙①、②与微孔洞之间在剪切面上出现裂纹贯通,且在裂隙①、②外尖端有剪切裂纹,此时平行裂隙和微孔洞在剪切面上;剪切裂纹远多于拉伸裂纹,且微裂纹是从初始损伤部位开始扩展的。     

上覆水磷浓度对沉积物孔隙水中磷垂向分布的影响

为探究上覆水磷浓度对沉积物孔隙水中磷垂向分布的影响,通过室内实验,利用薄膜扩散平衡技术(DET)对孔隙水中磷浓度进行测量,分析孔隙水磷浓度的垂向变化规律,并揭示平衡时上覆水磷浓度与孔隙水磷浓度以及上覆水-沉积物界面孔隙水磷浓度的关系。结果表明:上覆水磷浓度越高,则沉积物孔隙水中磷垂向分布达到平衡所需的时间越长,相同垂向位置处孔隙水磷浓度及其浓度梯度越大;孔隙水磷浓度及其浓度梯度随深度增加而降低,表层沉积物孔隙水中磷的扩散作用最强,下层沉积物孔隙水磷浓度受上覆水磷浓度变化影响较小;吸附平衡后,沉积物孔隙水磷浓度和上覆水-沉积物界面孔隙水磷浓度均与上覆水磷浓度呈幂函数关系,而留存在沉积物孔隙水中的磷浓度仅占2.26%～3.80%,上覆水中减少的磷大部分被沉积物吸附。     

利用测井资料评价储集层性质的探讨

根据对储集层之简化导电模型的理论分析,提出了一个由电阻率、孔隙度信息表示的、反映储层性质的“孔隙结构参数S”。实际应用表明,S参数在评价储集层性质、计算储层渗透率等方面具有一定的使用价值。     

保持几何特征的自适应弹性二次曲线模型

物体形状特征的准确提取往往受到图像获取、目标分割等过程中各种因素的影响,因而需要构造一种鲁棒的形状表现来保有其本质特征。揭示弹性二次曲线(EQW)模型中能量权重因子和样条重叠度因子与形状几何特性间的关系,提出一种自适应保持几何特征的EQW形状表现模型,并将该模型与交互式Live Wire算法相结合,应用至图像分割中,对于各种模态图像中的目标进行分割实验。直观上,本文方法能够在去除噪声同时较好地保持目标形状的显著特征;量化结果方面,交互式分割误差保持在较小稳定范围内,引入EQW模型带来的时间开销亦在可接受范围内。     

基于同态球的多孔材料三维模型快速重构方法

研究多孔材料的三维模型重构问题,提高重构效率。多孔材料真实孔隙空间的结构异常复杂,孔隙空间的构成面较大,需要计算的孔隙像素量繁多,传统的基于二元表示法的重构方法,将孔隙空间逐一映射成像素点实现几何形态描述无法有效处理大量的孔隙像素量,巨大的计算量造成重构效率不高的问题。为此,提出了一种基于同态球的多孔材料三维模型重构方法。通过确定孔隙空间的"同态球"并据此定义孔隙体,将多孔材料的孔隙空间几何形态用孔隙体和吼道来表示,利用孔隙体和吼道之间的联系重构三维模型,避免了对孔隙空间逐一分析而造成的重构效率不高的问题。仿真实验表明,这种方法形象描述几何形态,有效减少了重构计算量,能够快速完成多孔材料三维模型的重构。     

工业设计决策网络构建及其动态演化仿真

针对工业设计过程多阶段方案决策的意见演化问题,融合复杂网络理论建立工业设计决策网络模型,通过意见动力学进行决策意见动态演化仿真.基于图论建立设计决策有权无向网络,以网络效率变化确定决策者权重,借助意见距离识别设计决策网络节点信任集合,利用加权平均意见驱动设计决策网络更新与演化. 提出工业设计决策网络的演化仿真流程,结合产品设计方案决策数据进行动态仿真分析,结果表明：信任阈值决定设计决策网络拓扑构成,随着网络演化的进行,决策个体间意见差异逐步缩小并最终达成共识;设计决策网络分析能够析出噪声节点及其意见变化,在实际产品设计决策中应重点关注;意见演化能够辅助确定工业设计方案决策轮次,明确方案在各指标上的表现并识别设计改进方向;仿真分析有助于发现设计决策中的关键因素和意见演化规律.     

单轴压缩下不同层理方向对片麻岩声发射特征影响的试验研究

为探究不同层理方向岩体的损伤演化规律和变形破坏中的声发射特征,选用具有明显层理构造的片麻岩试样开展单轴压缩条件下的声发射试验,分析轴向平行和垂直层理片麻岩试样失稳破裂、声发射时序参数和声发射空间定位演化特征。结果表明:不同层理方向对岩石破裂影响显著,轴向平行层理片麻岩试样峰值载荷稍高于轴向垂直层理的,裂纹起裂应力水平较高,声发射定位点由加载初期离散无序分布转为向沿层理聚集,破裂时主裂隙沿层理面贯通上下端或沿层理扩展形成垮落区,最终表现为典型的张拉破坏,岩石达到峰值载荷后瞬间失稳,呈突发式破坏特征;轴向垂直层理试样起裂应力水平较低,进入声发射剧烈期参数波动更为显著,事件点在试样中部聚集产生倾斜带状剪切裂纹密集区,破裂时出现多种破裂模式,主要以剪切滑移破坏为主。岩石达到峰值载荷后应力发生多次跌落,呈渐进式破坏特征。     

苏盖特布拉克剖面微生物岩地层特征及沉积演化

为阐明苏盖特布拉克地区典型微生物礁地层岩相组合及沉积演化特征,进行了基于高精度剖面实测(1∶100)、镜下鉴定及生物化石分析的研究.研究结果表明,肖尔布拉克组分为上下两段,岩石类型以灰色粉晶云岩、残余砂屑粉细晶白云岩为主,可见硅质岩薄层或条带,常见沉积构造有水平层理及叠层石构造等.肖尔布拉克组下段为微生物丘及局限台地潟湖沉积,上段为微生物礁滩发育段,岩性在横向上有变化,在东北部的礁主体剖面上,主要为残余砂屑粉晶白云岩;在西南部的礁翼剖面上,则为灰色薄层状粉晶白云岩,见硅质结核,为台地边缘微生物礁滩复合体环境.微生物礁沉积演化特征为颗粒滩→附枝菌礁→凝块石→叠层石.     

基于孔隙压力黏结单元的准脆性材料水力劈裂模拟

传统数值方法对水力劈裂的模拟一般采用预设裂缝扩展路径,且将水流作用等效为压力荷载,难以反映裂缝渗流-开裂耦合效应. 采用自编程Python脚本程序批量插入孔隙压力黏结单元,考虑裂缝渗流-开裂耦合作用模拟准脆性材料水力劈裂随机扩展全过程. 在对经典理论模型及试验结果模拟验证的基础上,开展含多裂缝均质模型的水力劈裂全过程分析,并进一步建立混凝土细观尺度水力劈裂模型,分析骨料、界面过渡区和基体渗透性对混凝土劈裂全过程的影响. 结果表明,本研究模型可以有效模拟准脆性材料水力劈裂失效过程,准脆性材料多缝开裂过程伴随微裂缝的分叉扩展而非光滑的裂缝扩展路径,骨料及界面过渡区影响劈裂扩展路径造成裂缝分叉出现,混凝土基体的渗透性对其抵抗水力劈裂不利并影响失效软化过程.