【摘 要】
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块体塌落或滑动是岩质边坡工程的重要破坏形式之一,因此块体稳定性分析是岩质边坡工程中一项极为重要的内容.以浙江仙居县神仙居岩质边坡为研究背景,对块体稳定性分析及可视化进行研究.基于线性回归法和非均匀有理B样条法提出拟合结构面和临空面的新方法.基于坐标投影法提出单滑面和双滑面型块体的稳定系数计算方法,将无人机与坐标投影法结合,并基于Matlab开发出适于岩质边坡工程中平面多面体块体和曲面块体稳定性分析的CPG程序.该程序可实现结构面、临空面及不稳定块体的空间表示及可视化.工程实践表明,该研究可高效、准确地处理
【机 构】
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西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安710054;机械工业勘察设计研究院有限公司,陕西西安710043;苏州飞搜科技公司,江苏苏州215124;中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029
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块体塌落或滑动是岩质边坡工程的重要破坏形式之一,因此块体稳定性分析是岩质边坡工程中一项极为重要的内容.以浙江仙居县神仙居岩质边坡为研究背景,对块体稳定性分析及可视化进行研究.基于线性回归法和非均匀有理B样条法提出拟合结构面和临空面的新方法.基于坐标投影法提出单滑面和双滑面型块体的稳定系数计算方法,将无人机与坐标投影法结合,并基于Matlab开发出适于岩质边坡工程中平面多面体块体和曲面块体稳定性分析的CPG程序.该程序可实现结构面、临空面及不稳定块体的空间表示及可视化.工程实践表明,该研究可高效、准确地处理落石、崩塌等工程地质灾害问题.程序计算结果与坐标投影块体理论计算结果基本一致,块体稳定性分析方法可靠,开发的CPG程序可行,可大幅提高块体稳定性分析效率,具有实际工程意义.
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以滇中引水香炉山隧洞为背景工程,通过小尺度物理模型试验,对断层错动模拟过程中的隧洞上覆围岩破裂形态、衬砌破坏形态和裂纹发展、应变分布特征等关键响应特征开展试验分析,深入地研究了走滑断层错动影响下跨活断层铰接隧洞的破坏形式及破坏机制.在铰接隧洞抗错断设计参数作用机制方面,详细研究了衬砌节段长度、衬砌厚度、隧洞直径、隧洞轴线与断层带夹角、隧洞断面形式,衬砌材料力学特性等因素对铰接设计隧洞抗断性能的影响.研究结果表明:(1)当跨活断层隧洞不采用铰接设计时,在断层错动作用下隧洞破坏模式为剪切和弯曲组合破坏,衬砌破
地震过程中地下结构变形主要受周边土体变形控制.基于该思想,现已提出一种在土-结构有限元模型侧边施加土体变形的地下结构抗震简化分析方法——边界位移法,但缺乏相关试验研究.为探索土体侧边施加推覆位移的试验方法可行性,以自行研制的岩土综合试验模型箱为试验平台,以1∶10缩尺的大开车站区间隧道为研究对象,开展了大型土-地下结构系统推覆试验.通过应变、位移和应力的分析,揭示了试验过程中地下结构及周边土体的反应特性.结果 表明:由于土体材料的强非线性特征,土体侧边施加的倒三角形变形在传递过程中会产生衰减,地下结构受到
基于既有的三组元局域共振结构,考虑到岩土材料流塑性及弹塑性特征,提出一种由管桩、软体层、桩芯和基体组成的四组元局域共振桩结构,并基于周期性理论,利用频散曲线分析了管桩密度、弹性模量、厚度对四组元结构带隙特征影响.研究发现:相比于无管桩的三组元结构,带管桩的四组元结构更加容易出现完全带隙,且管桩只对带隙上边界产生影响;相比于管桩密度,管桩弹性模量可对四组元结构带隙产生质变影响,影响程度更大;通过四组元结构带隙边界点模态分析,确立了四组元结构带隙计算公式.通过时域分析发现,相比于三组元结构,四组元结构在带隙内
为了描述岩石强度的各向异性特征,通过引入材料的微结构张量,考虑单轴抗压强度σcβ随层理倾角β而变化,提出了基于微结构张量的修正Hock-Brown屈服准则.开展不同层理倾角(0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°)的页岩试样不同围压(0、5、10、15和20 MPa)下的三轴压缩试验,结果显示,页岩峰值强度与层理倾角β呈“U”形曲线关系,在围压较低时呈“肩”形曲线关系,弹性模量Et和泊松比v对围压不敏感,其平均值随层理倾角β的变化关系分别呈倒“U”形、“肩”形.页岩的微观和宏观破坏图像表明,
经典的Richards入渗控制方程属于偏微分方程,具有强烈的非线性,难以求得解析解.以入渗时间为最小作用量,基于Richards方程建立关于入渗路径的时间泛函,将考虑重力项的非饱和土垂直入渗问题转化为泛函极值问题,并构造等价的Euler-Lagrange方程进行求解.计算结果表明,扩散系数D(θ)与概化湿润锋距离具有函数关系,当扩散系数D(θ)形式己知时,可求得最优路径下湿润锋处含水率、较远处湿润锋最小含水率、土壤含水率最大熵分布3个问题,并基于最优路径检验了本研究条件下,Boltzmann变换和线性变换
为了验证高能激光技术能够辅助隧道掘进机(tunnel boring machine,简称TBM)盘形滚刀(以下简称滚刀)实现高效破岩,以滚刀破岩过程中基本的运动形式——侵岩为研究对象,参照17 inch (432 mm)工程用滚刀,按1∶8的比例制备了缩尺比例滚刀压头(以下引述为滚刀压头),开展了以孔孔距(2、3、4、5 mm)、刀孔距(3、4、5、6、7 mm)为变量的激光辅助滚刀压头侵岩L20(4×5)正交试验以及无激光作用的对照组试验.试验研究结果表明:随着刀孔距的增加,滚刀压头的破岩量与岩石破碎块
孔压静力触探(piezocone penetration test,简称CPTU)常被应用于土层划分、土体分类,其各种土体分类方法有一定的适用性和局限性.引用两组实际工程案例,对5种常用的基于CPTU的土体分类图进行了分析比较.分析表明,已有分类图虽然能够区分黏性土和无黏性土,但对于粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别均存在较大误差,且多数分类图采用过渡带分类,导致分类结果的准确性偏低.基于Robertson土类指数分类图,根据实际CPTU测试数据分类结果,对土类指数厶进行了修正,将其同心圆模型修正为平行线模型
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从水平简谐振动作用下二维土-悬臂式刚性墙计算模型出发,基于波动力学理论,同时考虑土层的竖向应力和竖向位移,对二维场地中悬臂式刚性墙的动力响应特性进行了解析研究.首先对土层振动方程进行变换,得到关于体积应变θ的方程,通过分离变量法进行求解,再回代振动方程得到关于位移运动方程的非齐次方程,结合墙与土层的相互作用条件及远场边界条件得到振动方程定解,进而得到地下刚性墙墙上土压力、墙底剪力及弯矩的更为严格的解析解.将所得解与忽略竖向应力解、忽略竖向位移解进行了对比.研究表明,所得解能多反映出一个共振频率,且当土体泊
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