含黏粒砂土的循环弹塑性本构模型及其动力数值研究

首先完善上下负荷面中超固结状态参量R与结构性状态参量R*的定义表达,并以此重新推导了应力诱导各向异性上下负荷面模型,并在数值程序中再现该模型,实现土的统一本构的数值化模拟。分析了黏土以及砂土的力学特性,及其在数值模型状态变量中的差异,为模拟含黏粒砂土的实现进行理论分析。通过参数试算找出含黏粒砂土的不同黏粒含量分别所对应的模型参数。     

含黏粒砂土的循环弹塑性本构模型及其动力数值研究

首先完善上下负荷面中超固结状态参量R与结构性状态参量R*的定义表达,并以此重新推导了应力诱导各向异性上下负荷面模型,并在数值程序中再现该模型,实现土的统一本构的数值化模拟。分析了黏土以及砂土的力学特性,及其在数值模型状态变量中的差异,为模拟含黏粒砂土的实现进行理论分析。通过参数试算找出含黏粒砂土的不同黏粒含量分别所对应的模型参数。     

沈阳地铁开挖引发地面沉降的BP神经网络反分析

以沈阳地铁一号线重启区间隧道为研究背景,采用基于均匀试验设计法的有限元数值分析法确定隧道围岩土体物理力学参数与地面沉降之间的关系,并以此作为神经网络的输入样本,通过BP神经网络对样本的训练、学习,建立隧道围岩土体力学参数与地面沉降之间的映射关系,然后利用这种映射关系,根据地铁开挖引发的地面沉降实测值反演岩土体的物理力学参数,最后根据参数反演结果,建立有限元应力应变模型预测地面沉降,并与实测值相比较,以检验BP神经网络地面沉降位移反分析方法的有效性和合理性。     

近场强震动作用下城市路基路面灾害评价方法

历次震害资料表明,路基路面易遭受地震破坏,影响因素众多,分布范围广,导致地质环境变化大,因而准确评价路基路面地震作用下的破坏状态难度大。以太原市区公路路基路面为研究对象,通过分析地震多发区及高烈度区城市公路路基路面地震破坏典型特征,建立城市公路路基路面震害评价方法,并对比经验易损性曲线和理论易损性曲线计算结果,验证两种方法的差别及适用性,为城市公路路基路面的震害预测提供帮助,并为震前抗震加固和震后应急救援提供理论支持。     

动力UH模型

针对砂土在动力荷载作用下所表现出的应力诱导各向异性,以改进后的UH超固结土模型为基础,采用旋转硬化规则将其扩展为可考虑与砂土应力应变关系的动本构模型。主要改进有3方面:(1)将形状固定的椭圆屈服面改变为可变屈服面,椭圆的形状由β来刻画,而β本身是椭圆旋转轴的大小,表示应力诱导各向异性程度的大小;(2)引入旋转硬化规则,使椭圆屈服面可围绕原点旋转以反映反向加载条件下的本构响应;(3)对统一硬化参数进行了修正,首先对潜在强度公式增加了一个参数α用来调节超固结应力比参数R对于潜在强度值的影响,其次针对应力诱导各向异性建立起能反映旋转硬化与等向硬化相协调的扩展统一硬化参数。模型预测与试验结果的对比以及有限元模拟表明:提出的动力统一硬化(DUH)模型能够简单、合理的描述与砂土在动力载荷下的本构关系,验证了所提模型的合理性。     

甘肃地区波速测试中的问题分析

土的弹性波速度是非常重要的力学参数,可用于场地类别划分、场地地震反应分析以及判别砂土、粉土、黄土液化、黄土震陷等。准确测得场地波速资料是进行土工设计和预测岩土地震灾害的关键技术环节。本文收集了甘肃地区地震安全性评价和小区化实测原位波速资料,分类指出了存在的问题,以反面案例的形式给出了波速数据处理时应注意的问题和分析方法。     

阿姆河右岸麦捷让地区碳酸盐岩储层流体检测研究

阿姆河右岸麦捷让地区碳酸盐岩气藏非均质性强,储层横向厚度变化大,前期研究多结合地震波场模拟进行储层预测,气藏流体检测工作较少,新钻井情况表明内部流体关系复杂,需要开展流体检测工作对气藏内部流体分布进行全面认识.本文从岩石物理模型入手,分析石灰岩纵横波速度、弹性参数与岩石基本性质之间的定量关系,寻找对流体敏感的弹性属性,认为纵横波速度比能较好地识别气水分布.通过测井弹性参数交会和流体替换,以实际资料验证岩石物理分析结果并选择气藏敏感参数,建立了适合本地区的气藏预测模版.利用叠前时间偏移得到的共反射点道集,开展三维叠前同时反演,利用反演结果进行了储层流体识别.预测结果与验证井吻合良好,且含气分布范围揭示了两个气藏存在.     

基于RS-PCA-GA-SVM的砂土液化预测方法研究

砂土液化是一种危害性比较大的自然灾害,对砂土液化进行判定预测在地质灾害防治领域中有重要的研究意义。通过粗糙集理论(Rough Set,RS)对影响砂土液化的6个初始评价指标(包括震级、土深、震中距、地下水位、标贯击数和地震持续时间)进行属性约简,去掉冗余或干扰信息,得到基于4个核心预测指标的数据集。通过主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)从核心评价指标中提取出主成分,采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)对数据集进行训练,用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化参数,建立砂土液化的RS-PCA-GA-SVM预测模型。并结合砂土液化实际数据将预测结果与基于Levenberg-Marquardt算法改进的BP神经网络模型(LM-BP)的预测结果做比较。实例计算表明:基于RS-PCA-GA-SVM模型得到的砂土液化预测结果精度较LM-BP神经网络有很大的提高,判别结果与实际情况比较吻合,可在实际工程中应用。     

高原地区路基地震液化数值模拟研究

在青海玉树地震之后,有大量路基出现由于液化而导致的病害问题。以青海S308线结古—曲麻莱段公路路基变形为例,通过FLAC3D数值模拟软件还原该路基在地震中的变形破坏过程,得出如下结论:(1)无地下水情况下,边坡出现明显塑性屈服的振动强度是0.6g,塑性屈服首先发生在填土厚度较薄的路基两端。(2)若砂土完全饱水,随振幅的增加,饱和砂土层液化趋势逐渐增强。振幅小于0.3g时砂土层没有液化。振幅为0.4g时5s以后砂土层出现液化;振幅大于0.5g以后,从振动的开始就出现了液化。(3)下伏饱和砂土的路基动力破坏机理为:饱和砂土层近地表处屈服屈服区在饱和砂土层中向中部扩展饱和砂土层屈服贯通饱和砂土层完全屈服填土后部首先破坏填土破坏区在填土-砂土界面向下扩展填土后部地表屈服开裂破坏区在填土内扩展。至最终破坏时,填土中后部大范围开裂屈服,但填土前部依然保持完整。     

利用多波地震与测井数据联合反演预测煤岩的坚固性

基于煤岩的坚固性、变形模量以及纵、横波速度之间的岩石力学规律,提出用多波地震与测井数据的联合反演定量化预测煤岩的坚固性.根据煤田三维三分量地震采集的特点,建立了PP波与PS波平均入射角部分叠加道集的井约束反演流程;利用煤岩的坚固性系数与变形模量之间的换算关系对目标煤层的坚固性系数空间变化规律进行预测,并划分可能发生煤与...     

倾斜地层地震液化和滑移的有限元分析

应用饱和多孔介质动力学分析倾斜地层的土壤动力线性反应、液化和液化滑移问题，地下水位上的地层简化为单相介质层，饱和夹砂层看作是两相介质，水是可压缩的，采用双曲线非线性本构关系，考虑了砂土的剪胀性、刚度退化、滞回特性和土水相对运动等因素。基于土力学模型，建立了适用于分析非自由场地液化的动力方程组，基于是否考虑发生渗流问题，同时建立了两种离散形式：一种是以土骨架位移和水位移为未知量的矩阵方程，另一种是以土骨架位移、水位移和孔隙水压力为未知量的矩阵方程，初步分析了适用于多孔介质波动模拟的离散模型的人工边界问题，形成的方法将有助于问题的解决。     

Impact of pre-stress,inhomogeneity and porosity on the propagation of Love wave

This work presents a mathematical modelling of Love wave transference through a pre-stress influenced anisotropic medium with heterogeneity between a sandy medium and an initially stressed anisotropic porous medium. Variable separation method has been induced in order to derive the frequency relation. Using appropriate boundary conditions at two interfaces, the dispersion equation has been obtained in its closed form. Possible particular cases are considered, and the corresponding results are consonant with the classical cases. Numerical computations have been employed to demonstrate the role of inhomogeneity factors, initial stresses and porosity, and are depicted by means of graphs which substantiates that those parameters immensely affect the Love wave velocity. In mineral prospecting and exploring technique in earth, the method and the results of this problem may be applicable.     

某长江大桥深度超过15米的砂土层液化势的综合评价

不同抗震设计规范的砂土液化判别方法或国内外其他有代表性的液化判别方法所采用的地震动参数和土性指标及其埋藏条件是不同的,因而采用这些方法对同一工程场地进行液化势预测时其评价结果通常有一些差异,甚至会得到相反的结论。为了给重大工程建设提供较为合理、可信的地基液化势预测结果,采用多种液化判别方法进行场地液化势的综合评价是比较客观的,也是必要的。本文结合某长江大桥桥基工程,采用建筑抗震设计规范的砂土液化判别方法、国内外有代表性的液化判别方法、有限元数值分析法等多种方法逐一对该工程场地砂性土层进行液化判别,并结合室内动三轴液化试验结果,对主桥墩不考虑冲刷条件和考虑一般冲刷深度5m条件时的砂性土层进行了液化势的综合评价,并将各土层的液化势分为液化、可能液化和不液化3个等级,得到了较为合理可靠的判别结果。     

石河子北开发区土层剪切波速与土层深度经验关系

收集了石河子市北开发区已有的土层钻孔资料及有关报告.对所有的剪切波速资料进行了整理.在前人研究和数据整理、分析的基础上,分别采用线性模型、幂函数模型和一元二次多项式模型,对石河子市北开发区的土层剪切波速与土层深度关系进行了拟合.以拟合优度为评价指标给出了粉土、粉质粘土、粉砂、细砂、砾砂和圆砾的推荐模型参数.最后对结果的合理性、适用性进行了评价.     

利用高频电磁波测井反演地层介电常数和电阻率

高频电磁波测井响应对地层纵向边界相当敏感 ,在其资料反演中必须重视地层纵向边界位置的提取和反演精度 .首先应用特征识别技术由测井曲线提取地层参数 ,在此基础上建立反演初始地层模型 ,通过分别构造反演地层电参数和纵向边界位置的目标函数 ,采用改进的阻尼型高斯 -牛顿算法 ,实现了对地层电参数和纵向边界位置的交替循环反演 .对含1 7个水平分层的典型地层模型的模拟测井资料进行反演计算 ,测井响应的反演精度达到2 .0 % (平均相对误差 ) ,电参数的误差为 4.4% .     

Finite element simulations of wave propagation in soils using a Viscoelastic model

Wave propagation in soil is dependent on both the stiffness and the material damping of the soil. While some researchers have performed finite element modelling of resonant column tests and wave propagation in soil, most do not describe the methodology in detail and there is little or no verification of the correctness of the model. Viscoelastic model has been used to model wave propagation in soil. However, the determination of the parameters in the viscoelastic model is complicated and the parameters may not be related to the soil properties. This paper presents a simplified viscoelastic model with soil parameters obtainable from advanced geotechnical testing to simulate wave propagation in soil medium taking into account of material damping. The viscoelastic material model was first calibrated by replicating torsional, longitudinal and flexural modes resonant column tests. The relationships between the parameters of the simplified viscoelastic model and their corresponding stiffness and damping properties were investigated. An equation was proposed to correlate the decay constant used in the simplified viscoelastic model and the material damping ratio obtained through the application of the logarithmic decrement method on the modelled resonant column test results. The simplified viscoelastic model was then evaluated by modelling wave propagation in a semi-infinite medium. Results indicated that the viscoelastic model with parameters as proposed in this paper is able to model wave propagation in soils.     

高速公路对场地微振动背景影响的分析研究

为了分析高速公路对场地微振动的影响,在高速公路旁边选择了几块环境相似的场地,进行间隔50 m布点多测线测量,对测量得到的数据进行RMS值计算和功率谱密度分析后,得出微振动的能量主要集中在5～15 Hz之内,卓越周期为0.2～0.1 s.并得出了几块场地的微振动速度及位移的RMS值分布情况,还得出了该值随测点与高速公路的距离增加而衰减的简单关系以及该值在普通路基和高架桥路基高速公路影响下的不同衰减关系.     

瑞雷波勘探方法在地震安全性评价项目中的应用与研究

利用人工激发的瑞雷波在实际工作中可以解决诸多浅层地质问题。将其应用于地震工程勘探中,可以获取工程场地的剪切波速,用来判断场地土类别、场地覆盖层厚度、建筑场地类别等。该方法具有省时省力、勘探费用低等优点,有着广泛的应用前景。     

Pre-loading effect on dynamic soil properties: Seismic methods and their efficiency in geotechnical aspects

There are many publications on the investigation of soil properties using seismic prospecting. Among these properties, special attention has been given to shear wave velocity V_S, using more than two different methods for soil and site characterization. In this study, the in-hole, non-invasive refraction and surface wave inversion methods to evaluate soil improvement are investigated. The investigation was conducted on the new Egnatia highway (Northern Greece). Wave velocity profiles have been measured before and after preloading for the construction of an embankment at a soft soil site. The purpose is to quantify the dynamic properties and to evaluate the efficiency of the applied tools in detecting their variation. Among others, an emphasis was given to the observed improvement at particular layers of high sand content.     

浅层地震勘探中有限元数值模拟方法的应用研究

针对目前广泛用于解决工程地质问题的浅层地震勘探特点,通过对浅层小尺度介质进行地震波数值模拟,揭示地震波在不同浅层介质模型中的波场特征和传播规律.为浅层地震勘探野外数据采集前合理选择观测系统提供指导性的方案,并能对地震勘探成果解释的合理性给予客观评价.在分析各种数值模拟方法特点的基础上,选择具有精度高、易模拟复杂结构的有...