桩-土-承台结构在波浪力作用下的力学效应分析

在港口桥梁工程和海洋工程中,一般将桩从桩-土-承台结构中分离出来,单独计算波浪力对桩的作用。在提出波浪力作用下桩-土-承台结构相互作用模型的基础上,结合工程算例,进行了桩-土-承台结构在波浪力作用下桩的荷载和弯矩计算分析,结果表明：在不考虑波浪力的情况下,计算结果跟规范方法较为接近,验证了桩-土相互作用模型的适用性。在此基础上迭加波浪力,将波浪力和桩-土-承台作为一个完整的系统研究,随着承台所受外力、波浪力、桩侧地基土的变化,分析了桩-土-承台结构在波浪力作用下的受力效应。     

波浪荷载下海洋土孔隙水压力内时模型的研究

作者导出了基于 Gibbs 自由能和应力内时标度基础上的海洋土内时剪胀方程,由此建立了预测均匀和不均匀波浪循环荷载下不排水时孔隙水压力的模型。该模型不仅很好地拟合了实验数据,还能较好地说明了循环荷载作用下孔隙水压力上升的机理,可以很方便地用于波浪循环荷载作用下的液化势分析中。     

黄河三角洲沉积物抗侵蚀性动态变化差异研究

为研究波浪循环荷载作用过程中,细粒土沉积物抗侵蚀性特征的演化及其发生机制,在现代黄河三角洲北部及东北部选择两个典型研究区（遭受严峻侵蚀的车子沟渔村试验区及基本处于侵淤平衡的黄河海港试验区）进行了一系列波浪荷载模拟试验、侵蚀水槽试验及沉积物物理力学性质测试。试验结果发现：原车子沟渔村试验区沉积物抗侵蚀性在无波浪荷载作用或较短的波浪荷载作用条件下,普遍高于黄河海港研究区,但由于其更显著的液化特性,该区沉积物抗侵蚀性更容易被波浪荷载作用降低,这是造成车子沟渔村研究区遭受严峻潮滩侵蚀的重要原因。另外,结合试验结果,对两个研究区沉积年代及沉积物粒度成分特征的分析可知,波浪荷载作用导致海床下部细粒物质向上输运这一次生改造作用加速了海床沉积物的“粗化”进程,从而推进海岸带地区细粒沉积物抗侵蚀性特征的演化     

多向波浪作用下大尺度墩柱所受波浪力的试验研究

波浪力是作用在离岸建筑物上的主要荷载,准确预测作用在结构上的波浪力在实际工程设计中极其重要,它决定着该结构是否能够安全可靠地工作。目前的研究大多集中在单向波浪作用下结构物所受的波浪力,而真实的波浪是三维多向不规则波浪。基于物理模型实验,系统地研究了多向不规则波浪作用下大尺度墩柱所受波浪力的特性。结果表明波浪的方向分布对波浪荷载具有明显的影响,尤其是对横向力,在方向分布宽度较大时,作用在墩柱上的横向力可达此时作用在墩柱上正向力的40%,这在实际工程设计中不能忽略。     

振动导致黄河口海床渗透性变化研究

黄河水下三角洲为细粒粉质土沉积。土体渗透性是海工设计与海床稳定性评价的重要参数之一。在波浪等循环荷载作用下,黄河口海床土渗透系数如何变化尚不清楚。本文利用现场原位振动试验和室内土样振动实验,研究土体渗透系数随所受振动能量的变化,发现循环荷载作用使海床土渗透系数先变小然后持续变大,变化幅值可达4倍多。通过同步测量循环荷载导致的土体容重等的变化,结合试验现象的观测,进一步分析了渗透系数随循环荷载变化的机理。     

波浪作用下黄河口粉土液化与“铁板砂”形成机制的模拟试验研究

通过室内水槽试验,观测波浪作用下土体产生的振荡现象,分析土体内孔隙水压力的变化及波浪作用后土体强度变化特征,研究了波浪荷载作用下黄河口粉土粒径粗化和“铁板砂”的形成过程。试验及讨论结果表明：在波浪作用下上层粉土体大部分时间处于液化状态;由液化土形成的振荡土层与下部土层之间形成“W”型的滑动面,振荡土层的厚度随着波浪作用时间的增加而变小;细粒物质从振荡土层中的骨架中脱离进入水体中,并在土体表层形成一层以黏粒为主的絮凝状沉积物,其厚度随波浪作用时间的增加而增加,在土体停止振荡前达到最大值;土体液化是“铁板砂”形成的必要条件,而波浪引起的液化土体振荡则使“铁板砂”的形成成为可能。     

波浪荷载作用下饱和粉土反正弦孔压拟合参数影响因素分析

为探寻波浪荷载作用下饱和粉土振动孔隙水压力发展规律,试验选用近海地区广泛分布的粉土为研究对象,在不同的相对密实度、偏应力比及振动频率下,利用空心圆柱仪进行了一系列模拟波浪荷载的循环三轴-扭剪耦合试验,探讨饱和粉土在不排水条件下的孔压增长规律。试验结果表明,归一化后的振动孔隙水压力比与振次比之间的关系可以用反正弦三角函数来拟合。通过对不同相对密实度、偏应力比及振动频率下归一化孔压发展曲线的分析可知,随着偏应力比的增大,拟合参数θ呈线性趋势减小,随着相对密实度的增大,θ呈线性趋势增加,振动频率的变化对拟合参数θ影响不大。     

大圆筒结构倾覆稳定分析的有限元法

大直径圆筒结构的倾覆稳定性是设计中考虑的一个重要问题。采用弹塑性有限元法,求解大圆筒结构在指定波浪条件下的荷载-位移关系曲线;通过荷载-位移关系的上限,确定结构的极限承载力;定义极限承载力与设计荷载的比值为结构的倾覆稳定安全系数,从而判断结构的倾覆稳定安全裕度。该方法避免了现行极限平衡分析方法确定土压力和转动中心的困难,可以考虑土与结构的相互作用和复杂的边界条件。通过对某工程实例的分析,初步验证了该方法的可行性。     

水平荷载下导管架平台桩基础的非线性有限元分析

导管架平台桩基础的控制荷载主要为风荷载、波浪荷载、地震荷载等水平荷载,为研究水平荷载下导管架平台桩基础的承载特性,采用非线性有限元分析方法对水平荷载下桩-土之间的相互作用进行研究,提出了有效模拟桩基水平承载特性的有限元模型,分析了模型桩的刚度、直径、土质参数中水平土压力系数、剪胀角对桩基承载特性的影响及水平荷载下群桩承载特性,并将有限元计算结果与API规范及模型试验结果进行对比。研究结果表明,非线性有限元分析方法分析水平荷载下桩-土相互作用是可行的,计算结果可为导管架平台的桩基设计提供参考。     

水泥土桩荷载传递特征的试验和理论分析

本文通过现场载荷试验以及根据不同深度内埋设的土压力盒获得的资料，对水泥土桩在垂直荷载作用下荷载沿深度传递特征进行了初步分析，同时在机理方面对此进行了探讨。     

The Evaluation of Liquefaction Potential for Marine Soil under Wave Loading

In this paper, the potential of marine soil liquefaction caused by wave loading is evaluated. This evaluation is based on the testing results from lab. And site of South Sea, China. This evaluation is also compared with the results from different methods.     

模糊综合评判在铀矿成矿预测中的应用

本文介绍了模糊综合评判法在铀矿成矿预测中的应用。该法可定量地分析预测区的地质信息,综合多种成矿因素的作用,以达到分析预测区成矿远景的目的。其步骤是:将整个预测区划分为若干子区单元,作为评判对象;根据预测区的特殊性及地质成矿过程的一般性,确定出影响成矿的主要因素,组成评判因素集;计算每个子区单元在每个因素上对“成矿”的隶属度,确定评判矩阵;选用加权平均等3个评判函数,用二次评判的方法进行模糊综合评判,得到评判结果,最后对评判结果择优,划分出三级成矿远景区。     

模糊综合评判在煤层顶板稳定性评价中的应用

通过对淮南煤田潘三矿的顶板条件进行分析和研究,提出了一套行之有效的评价指标体系,运用模糊综合评判方法对煤层顶板稳定性进行定量评价和预测,结果表明潘三矿煤层顶板稳定性中等,北部比南部稳定性差,东部比西部差,这可以为采煤工作面顶板安全管理提供科学依据。      

Application of Extension Theory Based on Improved Entropy Weight Method to Rock Slope Analysis in Cold Regions

In view of the problems existing in the evaluation process of slope stability in cold regions, the improved entropy weight method and extension theory are used to evaluate the slope stability. Nine indexes which affect the slope stability in cold regions are selected, the matter element system of slope stability evaluation is established by extension theory, and the extension correlation degree between evaluation index and evaluation grade is calculated. The improved entropy weight method is used to calculate the entropy weight of the matter element index system, and then the stability grade of the slope matter element is determined. Based on the extension theory and improved entropy weight method, the slope stability of Beizhan open pit mine is predicted. The results show that the prediction results are consistent with the actual situation of the project, and the evaluation method can be applied to the slope stability evaluation in cold regions. By using extension theory and improved entropy weight method, the evaluation index can be changed from a single determined value to an interval value, and the influence degree of the evaluation index can be analyzed more comprehensively. This method improves the evaluation accuracy and provides a new method for the slope stability evaluation in cold regions.

     

Risk evaluation of China’s natural disaster systems: an approach based on triangular fuzzy numbers and stochastic simulation

To deal effectively with the evaluation problem of natural disaster risk system affected by many uncertain factors, a multivariate connection number expression is presented. This expression is based on the index samples and evaluation grade criterions of natural disaster risk system and is capable of describing the hierarchy property and fuzziness of membership relationship between index samples and evaluation grade criterions. In this proposed method, the fuzzy evaluation grade criterion problem is resolved by combining triangular fuzzy numbers with multivariate connection number theory, and triangular fuzzy numbers are used to express the discrepancy degree coefficients of connection number and evaluation index weights. Accordingly, a connection number-based evaluation method for the natural disaster system of China (named CN-TFN for short) is established using triangular fuzzy numbers and stochastic simulation. The application results show that the spatial distribution of natural disaster risk grades of China has the trend of aggrandizement from west to east of China. The economically developed and densely populated coastal areas are very likely to have a high level of natural disaster risk grade or above; thus, these areas are the key regions of the natural disaster risk management of China. The results also show that the CN-TFN is able to reflect practical conditions of the evaluation problem of natural disaster system and to provide more reliability information as compared to the existing evaluation methods. This is as a result of its comprehensive usage of various information of subjective and objective uncertainties in the evaluation process of natural disaster risk system and its expression by confidence intervals. Due to the simplicity and generalization, the CN-TFM is applicable to comprehensive risk grade evaluation of various natural disaster systems.     

滑坡稳定性评价的方法及标准

滑坡稳定性评价是滑坡防治中的关键问题之一。评价结果确定滑坡治理与否。但目前工程技术人员所采用的滑坡稳定性评价方法各不相同,在定量分析评价标准方面各规范所考虑的程度和确定的标准也不尽统一。由此造成的评价结果各异,因此对其进行分析研究是十分必要的。文章以滑坡的工程地质环境为基础,分地貌形态、宏观地质条件、作用因素和滑动迹象定性分析评价及力学计算法定量分析评价介绍了滑坡稳定性综合评价方法,并结合现有规范中滑坡稳定系数与之对应的稳定状态各不一致的情况,分3个危害程度等级和正常、特殊2种荷载组合工况,分析确定了不同稳定状态下的稳定性评价标准。滑坡稳定性评价应按定性分析及定量分析2部分进行,之后将评价结果综合得出一致的综合评价结论。滑坡稳定性评价标准,应视其危害程度等级、荷载发生及组合几率而定。     

矿山地质环境评价中最佳评价尺度确定方法的研究及应用

矿山地质环境的评价对于矿产资源的开发利用、矿山环境的恢复治理有重要意义,在评价工作中最佳评价尺度的确定有助于提高评价结果的精确性和统一性。本次研究从矿山地质环境的评价内容出发,提出一种最佳评价尺度的确定方法。在不同尺度下,将评价区域按照边界划分成网格评价单元,通过定量化评价指标的尺度效应表现(异质性、一致性、信息量、破碎度),求出其随尺度变化的拟合函数,进而建立最佳评价尺度函数,并求出其评价适宜区间和最佳评价尺度。将该方法应用到福建省龙岩市新罗区、三明市大田县矿山地质环境评价中,得到新罗区和大田县的最佳评价尺度适宜区间分别为[997.8 m,1 194 m]、[955.5 m,1 297.8 m],最佳评价尺度分别为1 049.6 m、1 182.1 m。在该评价尺度区间内,所得到的评价结果基本一致,并且在最佳评价尺度下评价结果的效果更好,从而证明了该方法的可行性。研究表明,最佳评价尺度函数受到研究区范围、评价内容分布情况、自然地理情况等因素的综合影响。该研究成果可以为矿山地质环境评价工作中评价尺度的确定提供理论依据。     

华蓥市矿山地质环境问题影响评估及治理建议

本文在四川省华蓥市资源枯竭城市矿山地质环境实地调查及矿山地质环境问题综合分析的基础上,建立了多因子、分层次的综合评价模型,对各评估指标体系、权重进行了分析研究,定量地评价出华蓥市矿山地质环境影响程度。评估结果显示,华蓥市矿山地质环境影响严重与较严重分别占38%与49%,区内矿山地质环境问题十分突出。结合华蓥市矿山地质环境问题影响特点与经济发展需要,确定需要开展重点治理的区域,提出了矿山地质环境治理建议。     

天津滨海新区软土工程地质分区多级模糊综合评判模型

选择软土的成因类型、工程性质、空间分布及场地工程环境4个二级评价影响因素和相对应的16个一级单因素评价指标,采用模糊数学的方法,建立了天津滨海新区软土工程地质分区多级模糊综合评判模型。利用该模型对一般道路、货场、单层厂房等轻型建筑地基作用的浅部层进行分区,结果表明该区软土工程场地条件由西向东逐渐变差,特别是吹填场地为该区最不利的工程场地。     

基于综合权重和改进物元可拓评价模型的地下水水质评价

鉴于物元可拓评价模型存在关联函数计算上的局限性,提出通过改进物元可拓评价模型的构造过程进行水质评价,并引入层次分析法和熵权法计算评价指标的综合权重以避免指标权重的绝对主观性和绝对客观性,建立了基于综合权重和改进物元可拓法的地下水水质评价模型,并从感官、一般化学、毒理学3个方面构建了地下水水质综合评价指标体系。将该模型应用于平度市古岘镇的地下水水质评价,并与综合评分法和属性识别法的水质评价结果进行比较分析。结果表明：该模型评价结果与其他两种方法评价结果的相同率均达70%,即使评价结果不同处的差异也基本在1个等级范围之内;而综合评分法和属性识别法评价结果的相同率仅为50%,且评价结果不同处的差异最大可达3个等级。