节理接触面对应力波传播影响的SHPB试验研究EI北大核心CSCD

为探讨岩体的节理接触面积对应力波传播规律的影响,采用分离式霍普金森压杆试验装置开展试验研究,分析不同接触面积比的节理的动态力学特性以及节理的接触面积几何分布对应力波传播特性的影响。人工切槽的岩块与完整岩块组合得到不同接触面积比的节理岩块作为试样。通过一系列的实验,得到以下的结论:节理的接触面积比、接触面积分布和冲头冲击速率不仅影响节理岩块的动态力学特性而且影响应力波的传播。应力波的透射系数与冲头冲击速率、节理面大小及相对密集度(即接触面分布离散和接触面分布紧凑)有关;当节理接触面的几何相对密集度一定时,应力波透射系数随着节理接触面积比的增大呈线性增长,且透射系数随冲头速率的增大而增大;此外,相对于节理接触面积小但分布离散的岩体,应力波通过接触面积大、分布紧凑的节理的衰减更为明显。     

“一带一路”背景下留学生课程教学的实践与探讨———以《高等土力学》为例

随着我国“一带一路”战略的推进,国内外土木专业高等教育的交流日益频繁。由于留学生汉语基础较弱,不同国家留学生的基础知识和专业能力也不尽相同,作为土木类核心课程,留学生《高等土力学》课程的教学需要在实践中不断地进行调整和改革,以适应新的发展情况。鉴于此,研究以留学生《高等土力学》前期教学实践为基础,针对留学生的特点,采取问卷-实践-反馈的研究方式,从教材特点与选用、教学方法和手段、教学考核与评价以及课程思政设置与实施等角度出发,对留学生《高等土力学》教学中存在的问题进行了分析,并就改进措施和方法开展了探讨和验证。研究成果对提升留学生《高等土力学》的课程建设水平,提高留学研究生的教学质量,促进研究生教育的国际化发展等方面具有一定的现实意义和参考价值。     

城市地下空间工程专业土力学课程教学改革探索

随着我国地下空间工程建设的快速发展,对城市地下空间工程专业人才培养提出了特殊的战略需求。传统土力学课程教学内容及方法存在一些不足,难以凸显城市地下空间工程专业自身特点,无法完全满足实际工程应用对土力学课程教学提出的更高要求。为此,从城市地下空间工程专业特色及发展前景入手,分析土力学课程教学的主要问题,对土力学课程教学内容、教学方式、课程思政等方面进行改革探索,提出更具适应性的课程教学体系,并对提高课程教学质量提出针对性建议。     

陕西省西咸新区黄土场地海绵设施渗漏对建筑物的影响

黄土场地近建筑物海绵设施建设时常铺设防渗膜,以避免雨水入渗引起地基变形破坏。施工过程中防渗膜的意外破损时有发生,讨论近建筑物基础防渗膜局部破坏引起的工程风险有助于推进类似地区海绵城市建设。以陕西省西咸新区海绵城市建设中某一典型工程为依托,采用Geo Studio软件对周边建筑物典型海绵设施发生的渗漏问题进行数值模拟分析,得到了渗漏后土体饱和度、基础沉降和地基土应力分布变化特性,分析了渗漏点雨水入渗对地基的影响。结果表明:渗漏会使地基产生不均匀沉降; 渗漏点距基础边缘水平距离越近,所产生的附加沉降越大,渗漏导致的最大沉降量约为4 mm,满足《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)要求。另外,当渗漏点距基础边缘水平距离大于1 m时,渗漏对地基强度的影响迅速降低; 当距离大于3 m时,渗漏对地基的影响可以忽略。在本文工程背景下,渗漏导致地基破坏可能性较小。     

隧洞围岩在超载和卸载状态下的破坏模式

围岩破坏模式分析是地下工程围岩稳定性分析、控制和支护设计的基础。围岩开挖是一个径向应力减小轴向应力增大的复杂加卸载过程,但当前常采用超载试验研究隧洞围岩的破坏模式。超载试验的围岩应力路径不同于加轴压卸围压路经,而围岩的应力路经是影响其破坏模式的重要因素。为了对比隧洞围岩在不同应力状态下的破坏模式,利用WE-600B型液压式万能试验机和自主设计的隧洞模型试验仪,采用相似模型试验方法,研究了隧洞围岩在超载和开挖卸载过程中的应变演化规律及破坏面发展过程。应变演化规律上,两种工况在拱底均产生一定的拉应变,而侧墙和拱腰处在开挖卸载模式下的应变增速大于超载模式,开挖卸载模式下围岩向临空面的变形速度更快,破坏更快发展。破坏面发展上,隧洞超载时,直墙两侧围岩整体剥落,剥落体保持完整,而在开挖卸载时直墙两侧围岩向临空面逐层挤压溃曲,剥落体的完整性差,可见开挖卸载路径下的围岩破碎程度更大。超载工况下破坏过程由低应力时的拱底拉裂转变为高应力时的侧墙拉剪耦合的“V”型片帮剥落破坏。两种（60%σzmax和100%σzmax）卸载工况下,破坏过程均为侧壁楔体剪切破坏和竖向张拉破坏耦合的“V”型片帮劈裂破坏。     

海绵城市雨水入渗对邻近建筑地基的影响

根据黄土地区海绵城市中邻近建筑的ＬＩＤ设施的位置和做法,建立了ＬＩＤ设施渗流典型模型;结合工程实际建立了ＬＩＤ设施渗流对建筑地基影响的数值计算模型;根据黄土地区典型的地质条件,采用数值模拟的方法,从含水量和沉降等方面对雨水通过ＬＩＤ设施入渗邻近建筑地基的影响进行了研究。结果表明：湿陷性等级越高的黄土地基,含水量和沉降受ＬＩＤ设施渗流的影响越大;ＬＩＤ设施底部渗流宽度ｂ对地基土中含水量的影响较小,工程上为简化设计可忽略其影响;ＬＩＤ设施底部渗流点距基础的水平距离Ｌ值越小,地基沉降差越大;Ｌ的最小值应由地基土的湿陷性等级和上部结构允许的沉降差决定。     

柱面波在含节理岩体中传播的UDEC模拟

柱面波是岩体工程爆破中常见的波动形式之一,研究其传播规律对于岩体工程开挖及地下结构安全有重要意义。首先,采用离散元程序UDEC对柱面波在含线弹性节理岩体中的传播特性进行数值模拟研究。建模时通过在模型底部设置半圆柱状空腔实现柱面波的加载。之后,分别对无节理以及含单个节理的岩体中柱面波的传播进行模拟,并将数值结果与相应的理论结果进行对比,结果表明,UDEC能够准确有效地模拟柱面波在节理岩体中的传播。然后,分析节理刚度、入射波频率和监测点位置等因素对单节理岩体中柱面波透反射系数的影响规律。参数研究表明,监测点的位置变化会通过影响波的几何衰减和改变波的入射角度共同影响柱面波的传播特性;节理刚度在一定范围内会对透反射系数有显著影响,当刚度取值较大时影响较小,此时应力波主要以透射为主;频率影响分析再次印证了节理通低频、阻高频的特性。最后,对柱面波在一组节理中的传播特性进行研究,并且对影响波传播的因素展开分析。结果表明,节理间距和节理数量共同影响着波的传播特性。     

P波在非线性交叉节理岩体中的传播特性研究

岩体中的节理常会呈现交叉分布,使得应力波的传播极其复杂。通过理论和数值模拟方法对平面P波在具有非线性特性的交叉节理中的传播特性进行了研究。首先,采用时域递归分析法分析2条交叉节理之间多重反射波的传播过程,结合叠加原理建立了平面P波在2条交叉节理中的传播方程。其次,采用UDEC程序对2条交叉节理中的波传播进行了数值模拟,对比发现,理论结果与数值计算结果非常接近。然后,采用数值方法建立了平面P波在2组交叉节理中传播的计算模型。最后,对影响波传播的一些参数进行了分析。结果表明,节理刚度、节理分布以及入射波频率等都影响波的传播过程;交叉节理不同监测点处的透反射系数也不尽相同。提出的理论方法为分析应力波在交叉节理中的传播提供了新的思路,但该方法仍有很多局限,对于复杂工况,可以采用数值模拟方法。