工程岩体c,ψ值选取的模糊-关联分析

在大量分析影响工程岩体物理力学因素基础上,筛选出影响工程岩体c,值的主要因素。探讨了用模糊数学理论选取c,值的方法,对制约模糊分析精度的权重计算方法进行了改进,提出了基于灰色关联度理论的分析方法,与其他几种方法比较,其计算结果更符合工程实际。     

受酸腐蚀砂岩物理化学及力学性质的试验研究

通过对不同腐蚀阶段不同浓度硫酸溶液的pH值、阳离子浓度、砂岩质量等的变化进行监测,结合单轴压缩试验和CT扫描试验,对砂岩受酸腐蚀过程中的物理、化学及力学性质进行分析.基于引申的Lemaitre应变等效原理,建立受酸腐蚀砂岩的损伤本构模型.研究结果表明:(1)砂岩岩样在不同浓度硫酸溶液中浸泡的不同阶段,其质量变化及溶液的pH值变化都呈现出明显的阶段性特征;(2)阳离子溶蚀速率均在反应初期达到最大值,且Ca~(2+)溶蚀速率最快,相同浸泡阶段,硫酸溶液浓度越强其阳离子的溶蚀速率越大;(3)随着浸泡时间的延长,砂岩单轴抗压强度减小,岩样从弹塑性阶段到破坏阶段的过程延长,岩样的损伤变量呈增大趋势.     

土坡稳定性分析的最优化方法

根据条分法的分析原理,提出了确定非圆弧滑动面最小安全系数的最优化方法,编制了相应搜索最危险滑面的程序。通过实例分析表明,提出的方法适用于工程土坡的稳定性计算。     

酸性环境下砂岩溶质运移的数学模型及其解析解

酸性环境下,溶液中的离子在浓度差的作用下向砂岩内部扩散、传输,并与其组分发生化学反应。基于非稳态扩散理论,推导出砂岩受酸腐蚀溶质运移过程的反应-扩散控制方程,得出其解析解,编制相应的MatLab计算程序,并用室内砂岩的酸腐蚀试验结果进行初步验证。建立砂岩单轴抗压强度与酸性溶液浓度时空分布关系,可为量化分析酸性污染物对水利工程的影响提供分析方法与手段。     

全预制装配式城市桥梁快速架设施工技术

为寻求快捷高效、安全经济并能保证城区既有交通的全预制装配式桥梁架设方法,以赣州市中心城区赣南大道快速路桥梁工程为依托,采用对比分析、理论计算及实践验证方法,进行了全预制装配式城市桥梁架设方案及技术的研讨。研究结果表明:相比架桥机、汽车吊、履带吊,龙门吊更适宜于地势平坦的城市内全预制装配式桥梁架设;基于龙门吊架设装置及架设方法的创新所提出的大吊距下短小构件架设、大跨度盖梁跨湿接缝分幅架设以及龙门吊整机横移、渐进变向等技术方法不仅解决了短小构件架设、大跨度路段盖梁架设、弧形路段桥梁架设等难题,而且顺利实现了1天1跨、安全零事故等多个生产目标,相关方法展现出耗时少、效益好、不中断交通、安全性高等多重优势,可为城区内装配式桥梁快速施工提供经验和借鉴。     

不同加固方案下富水黄土隧道地层变形规律分析

以西安地铁5号线暗挖隧道为工程背景,采用降水加固与注浆加固2种地层加固措施,建立渗流-应力耦合数值计算模型,对富水黄土隧道地表沉降、洞周土体变形及力学效应进行了研究,并结合现场监测资料进行了验证。结果表明:降水加固隧道施工最大地表沉降是注浆加固的13.7倍,2种加固方案洞周土体变形规律一致,开挖10 d内变形值均达到稳定值的70%~80%左右;注浆加固下洞周土体均为压应力,降水加固开挖过程中在中隔壁及中隔板处土层出现拉应力;注浆加固下衬砌各部位受力均大于降水加固;降水加固塑性区极值是注浆加固的11.3倍,主要分布在两侧拱肩、拱腰及拱脚处;2种加固方案下地表沉降以及洞周土体变形的模拟值与监测值相近且变化规律基本一致。     

酸性环境下砂浆、砂岩材料的受酸腐蚀过程及其基本特性劣化规律的试验研究

选择目前环境岩土工程中最基础的科学问题,即酸性环境下砂浆及砂岩材料的基本性质问题开展室内试验研究,分析材料受酸腐蚀过程中物理、化学及力学特征,揭示其性质变化的规律,建立受酸腐蚀过程中材料的宏、细观模型,提出以氢离子浓度变化为主要影响因素的岩石及混凝土结构使用寿命预测模型和方法,主要创新性成果为：（1）采用室内试验,模拟强酸环境,研究加速腐蚀过程中类砂岩材料——砂浆的物理化学性质变化,揭示不同时段酸液中氢、钙离子浓度变化规律与砂浆受酸腐蚀的微细观机制。发现在腐蚀的初始阶段,试样受扩散作用控制,随着时间的增加,化学反应速率加快,溶解过程起到主导作用,反映出腐蚀过程呈现明显的阶段性特征。（2）对不同形状和尺寸的砂浆试样进行对比试验,用定义的质量变化率、波速变化率、氢离子溶解速率和钙离子溶出速率,对反应的不同阶段进行定量描述。试验过程中研究了浸泡试样的波速特征,比较并发现在不同浓度盐酸溶液中,不同浸泡时段对纵波速度变化规律不尽相同;结合溶液中氢、钙离子浓度变化和胶体化合物的形成过程,孔隙中固、液、气三相比例变化等因素进行全面分析,建立了受酸腐蚀等效体砂浆试样波速-孔隙率预测模型。（3）通过对浸泡不同时段砂浆试样被酸液浸入深度的测量,溶液浓度的监测及抗折断后破裂面的观察发现：随着浸泡时间的延长,盐酸浓度减小,氢氧化铁、氢氧化铝等胶体化合物形成的阻隔作用加强是氢离子扩散速率和钙离子溶出速率减慢的原因。通过对试验结果的归纳分析,提出了基于考虑腐蚀过程中试样孔隙率增大和承载面积减小的概化模型。由初步验证结果发现,模型计算值与试验结果具有良好的一致性。（4）对砂岩材料,剖析钙质胶结长石砂岩试样在不同浓度盐酸溶液浸泡过程中的强度特性、破坏模式、应力-应变关系和割线模量等力学特征,建立了氢离子扩散的常、变系数扩散模型。借助于无扰动CT扫描技术和化学动力学分析,对受酸腐蚀的细观损伤机制进行量化分析,建立试样单轴抗压强度、渗透破坏深度、CT数与岩石密度之间的关系表达式,实现宏、细观力学性质的有机结合。（5）以快速试验对扩散规律的认识为基础,考虑化学反应造成酸液浓度降低对腐蚀的阻滞作用,建立了在大体积岩石及混凝土材料中考虑化学反应影响时溶质的扩散控制方程,开发相应的二维有限元分析程序。结合一水利工程受酸雨影响的使用寿命问题,提出一种预测大体积岩石及混凝土中酸液浓度扩散范围随时间变化及强度劣化规律的思路与方法。     

受酸腐蚀砂岩的统计本构模型

基于钙质胶结砂岩受酸腐蚀机理主要为碳酸钙溶解导致孔隙扩大并且其分布具有随机性的事实，提出用Weibull分布函数反映岩石非均匀性的方法，建立受腐蚀岩石的非线性弹性本构方程。采用无扰动CT数计算了岩石的损伤变量，所得结果可用于估算均匀性系数，为酸雨地区岩石力学性质研究提供可借鉴的思路。     

工程岩体c，φ值选取的模糊-关联分析

在大量分析影响工程岩体物理力学因素基础上，筛选出影响工程岩体c，Φ值的主要因素。探讨了用模糊数学理论选取c，Φ值的方法，对制约模糊分析精度的权重计算方法进行了改进，提出了基于灰色关联度理论的分析方法，与其他几种方法比较，其计算结果更符合工程实际。