单排非连续刚性桩屏障对弹性波的隔离

对于人工振动产生的弹性波,如果刚性桩屏障埋置足够深,在分析其对弹性波的隔离效果时,可以简化为固定的刚性桩屏障对弹性波的多重散射问题。采用波函数展开法将入射波和散射波的势函数展开成Fourier-Bessel函数的级数形式,根据Graf加法定理和固定刚性桩周边土体的边界条件得到散射系数的理论解,引入了无量纲位移(屏障后土体中由入射波和散射波产生的总的位移幅值与入射波在该处单独产生的位移幅值之间的比值)和透射系数(屏障后屏障宽度范围内的无量纲位移的几何平均值)的概念,绘制了屏障后一定范围内的无量纲位移等值线,及屏障后某处的透射系数随桩净距(相邻两桩之间的空隙)的变化曲线,通过分析这些曲线得出,对于三种入射体波(SV波、P波和SH波):屏障后越靠近屏障,隔离效果越好;当桩净距接近一倍桩半径时,屏障的整体隔离效果达到最好。     

饱和土体中多排桩屏障对压缩快波的隔离

假定桩的长度远大于直径, 将多排弹性桩组成的非连续屏障对平面压缩快波(简称P₁波)的隔离简化为弹性波多重散射的二维平面问题, 运用复变函数的保角映射方法和波场势函数展开法, 根据桩-土界面处应力和位移连续的边界条件, 得到散射波场势函数展开式中待定复系数的理论解。通过分析屏障后的位移比值(某点由入射和散射弹性波产生的总位移与入射弹性波单独产生的位移之比)的变化规律, 对比了单排、双排和三排桩屏障的隔离效果, 研究结果表明:1) 多排桩屏障对高频入射P₁波的隔离效果好于低频入射P₁波;2) 随着桩排数的增多, 多排桩屏障的隔离效果明显提高, 有效隔离区域明显增大;3) 当桩排数达到三排时, 屏障后一定范围内的隔离效果提高到了70%, 隔离效果比较理想。     

地裂缝带Q_3原状黄土三维蠕变本构辨识方法

"改进西元模型"是由西元体和村山体串联组成,它包含了黏弹性、黏塑性、黏弹塑性三种基本流变力学性态。本文基于统一流变力学模型理论,结合所得"改进西元模型"的性质及蠕变曲线的特征,对蠕变本构方程进行辨识,获得了西安地区地裂缝带Q_3原状黄土在不同应力水平下的一维蠕变本构方程。考虑到室内试验及实际工程问题均为三维状态,将一维本构模型进行推广,得到了三维蠕变模型,并对其本构方程进行求解。结果表明,所选本构方程较为准确地反映了西安地区地裂缝带Q_3原状黄土的流变性能。     

地裂缝活动环境下盾构隧道双层衬砌性状分析

 处于地裂缝活动环境下的盾构隧道,在地裂缝上下盘相对错动下,隧道衬砌在纵向将承受比正常情况下大得多的附加应力和变形,此时衬砌在结构强度和防水两个方面都可能失效,使隧道不能正常运营。基于此,考虑在盾构隧道混凝土管片衬砌内再作一层整体式现浇钢筋混凝土内衬形成双层衬砌结构,共同承担外力,以达到减小结构应力和变形的目的。为此,对双层衬砌结构在地裂缝作用下的受力和变形性状进行数值分析,主要考虑地裂缝上下盘错距、钢筋混凝土内衬厚度和强度等因素对衬砌受力和变形性状的影响,得出一些具有工程指导意义的结论,计算结果表明：管片内的整体式钢筋混凝土内衬能有效的减小隧道衬砌在地裂缝错动下的内力和变形;衬砌的内力和变形与地裂缝错距大致成线性正比关系;内衬厚度对衬砌受力和变形均有较大影响,衬砌越厚,应力和变形越小,但厚度超过300 mm后再增加厚度,效果明显减弱;内衬强度对衬砌受力和变形的影响较小,实际工程中采用C30混凝土即可。     

层状场地自振频率的弹簧-剪切梁法研究

基于匀直剪切梁横向自由振动微分方程和刚性半空间上的直立悬臂剪切梁模型, 考虑半空间弹性, 发展和建立了弹簧-剪切梁模型, 并获得了单层以及任意多层覆盖情况下的隐式解析解和递推公式。以弹簧-剪切梁模型分析了传统半空间刚性假设对场地自振频率计算结果的影响。结果表明, 半空间刚性假设引起的计算误差随着剪模比和覆盖层厚度的增大而减小。对于一般实际场地, 在覆盖层厚度不是很小的情况下, 采用传统刚性假设剪切梁法计算场地自振频率可获得比较满意的精度。     

砂粒含量对砂质黄土力学性质影响试验研究

为研究不同砂粒含量对砂质黄土力学特性及其工程地质性质的影响，以吴起砂质黄土为主要研究对象，基于室内渗透试验、压缩试验、三轴剪切试验，研究了不同砂粒含量（３０％、３５％、４０％、４５％）对砂质黄土渗透特性、压缩特性及强度特性的影响及其力学机制，所得结果为砂质黄土地区滑塌灾害防治减灾提供了重要的力学参数。试验表明:随着砂粒含量的增加，砂质黄土的渗透性逐渐增大，其孔隙比逐渐增大，可压缩性逐渐增强，抗剪强度逐渐增大；砂粒含量对抗剪强度参数的影响表现为随着砂粒含量的增加其内摩擦角逐渐增大，黏聚力逐渐减小。     

地裂缝带Q3黄土强度与流变长期强度关系研究

西安地区是我国地裂缝最为发育,灾害最为严重的地区,随着城市建设的不断发展,尤其是地铁工程的陆续进行,地裂缝灾害成为工程建设的制约因素。考虑到地裂缝灾害的严重性,通过对西安地区长安地裂缝带Q₃原状黄土进行了不同围压下的固结不排水(CU)常规三轴试验,在试验基础上,分析了地裂缝带Q₃原状黄土的应力-应变关系及试样破坏类型,建立了地裂缝带Q₃原状黄土的应力-应变关系模型,获得了地裂缝带Q₃原状黄土不同应变量所对应的抗剪强度值,并分别用摩尔圆法和σ₁-σ₃应力平面法求得了抗剪强度参数。结合蠕变试验曲线,绘制了长期强度曲线,建立了长期强度方程,获得了长期强度方程参数。分析了流变瞬时强度及长期强度值与不同应变量所对应抗剪强度值的关系。     

一种考虑波动效应的拟动力地震边坡稳定性分析方法

考虑地震波在坡体内的传播特征,基于拟动力法,结合传统静力边坡稳定性分析极限平衡法(瑞典条分法),推导了边坡地震力公式和地震边坡稳定性安全系数公式。在此基础上,借助MATLAB软件开发了最危险滑面搜索和安全系数求解程序,实现了一种考虑波动效应的拟动力地震边坡稳定性分析方法。通过探讨地震动特性对地震边坡稳定性的影响,得到了地震边坡稳定性安全系数随地震动参数的变化规律。对于既定边坡,其安全系数随地震波初始相位呈现周期性波动变化,存在最小安全系数; 并且此安全系数随地震系数和地震波波长与边坡坡高比的增大而减小。此外,从波动理论角度揭示了拟动力法与拟静力法的区别与联系,给出了两类方法的适用范围:当地震波波长与边坡坡高比大于10时,两类方法所得结果基本一致,均适用; 而当地震波波长与边坡坡高比小于10时,拟静力法所得结果较拟动力法相对保守,仅拟动力法适用。     

挡土墙地震土压力计算方法研究综述

针对当前我国现行规范中地震土压力计算方法属于静力学范畴,忽略了地震波的动力效应的现状,为进一步了解实际地震作用下挡土墙墙背土压力情况,按拟静力、拟动力、动力分析的思路总结了地震土压力计算方法的研究现状和进展,评述了拟静力法、拟动力法、弹性波法、数值法等各方法的优缺点,并指出各方法存在问题和今后发展趋势。结果表明:地震作用的复杂性,使得在地震土压力计算既要考虑静力因素,如:填土性质、墙背形式和地层分布;又要考虑动力因素,如:表面荷载和地震动特征。考虑因素的不同使得各方法存在一定局限性。目前对于不同地震土压力计算方法仍需解决4个方面问题:(1)对拟静力法,考虑填土参数和动力荷载的影响,提出合理地震参数。(2)考虑瑞利波影响,提出更加合理的拟动力法地震土压力计算公式。(3)提高弹性波法在大应变荷载下的适用性。(4)寻找合理的参数获取途径,提高数值法中弹塑性非线性本构模型模拟精度。     

地铁工程地质灾害危险性综合评估定量方法——以西安地铁一号线为例

以西安市地铁一号线建设工程地质灾害危险性评估为例,对综合评估量化评分方法进行了理论探讨和实例分析,主要讨论了评估因子的选取、各因子权重和分级取值、危险性等级划分和各级分值范围确定、评分方法和步骤等几个方面的内容。实例分析结果表明,基于本文量化评分方法基础上的地质灾害危险性分区能够较好地反映多因素的综合影响,评估结果合理可信。