波浪荷载作用下软黏土软化模型研究

波浪荷载能引起海床土体的主应力轴连续旋转。不同于地震、交通等循环荷载,在周期性波浪荷载作用的土体应力路径方式下,软黏土的软化效用更为明显。本文分别对天然和扰动的海床土体在波浪荷载作用下的应力响应进行模拟,并分析应力路径的特点;为描述软化后的应力-应变关系,将软化效用和累积塑性应变的参数引入到能够反应土体动力非线性的Hardin-Drnevich模型中,建立修正模型,使之能够反应软黏土体软化与塑性应变累计特性;通过与模拟波浪荷载下土体应力特征的循环耦合试验结果进行对比分析,验证该修正模型的可靠性。     

等效拉压荷载下饱和粉质黏土的弹塑性变形特性研究

动三轴试验中,若在一定轴向静偏应力基础上施加对称正弦波荷载,土体会在荷载正半部分出现轴向压缩状态,而在荷载负半部分有可能因为侧向应力大于轴向应力而出现轴向等效拉伸状态,将此类荷载暂称为等效拉压荷载。为研究等效拉压荷载下饱和粉质黏土的弹塑性变形,设计了多级正弦波荷载室内不排水动三轴试验。依据试验数据揭示了围压、静偏应力、动偏应力和压实系数对土体弹塑性变形发展的影响,并提出用拉压效应系数来确定轴向塑性累积应变的发展趋势。研究表明:若取轴向压缩方向为正方向,拉压效应系数存在一临界值,当实际值大于临界值时,塑性累积应变向负方向发展,反之则向正方向发展或基本保持不变;同时Hardin模型可以较好地描述饱和粉质黏土的动弹模-动应变关系,且塑性累积应变向负方向发展时动弹模量普遍偏小。     

荷载对钻孔应变观测影响的实例分析

在对比分析地表集中荷载模型和三维有限线段荷载模型的基础上,结合张家口台钻孔体应变2012年1~5月短期异常变化时段受工程影响的实例,采用三维有限线段荷载模型定量计算清水河清淤和蓄水阶段对张家口体应变影响的理论值。结果表明:计算得到的张家口体应变理论值为-3.12×10-9、4.07×10-9,而实际扣除线性漂移后短期异常为-1.58×10-7、2.30×10-7,理论值远小于实测应变值,因此该项异常变化不能仅归结为工程建设造成的荷载变化所引起,可能存在其他干扰因素或地壳应变变化的共同作用。荷载对钻孔应变观测影响的定量计算,在钻孔应变资料异常分析判定中能起到一定的辅助作用。     

历经荷载历史的混凝土动弯拉特性研究

混凝土结构在使用过程中,受到的荷载情况比较复杂,并且不同荷载作用下的应变速率也相差很大,而混凝土动态抗弯拉力学性能在应力历史方面的研究起着重要的作用。因此在对前人研究方法和结果总结的基础上,针对中低强度混凝土被广泛使用的现状,利用MTS加载装置和先进的数据采集仪,采用适当的试件制作方法和加载工艺,当应变速率分别为10-6/s、10-5/s、10-4/s时,对强度为C35的混凝土试件,进行了相应的动态抗弯拉试验,分析了应变速率和应力历史对混凝土动态抗弯拉力学性能和变形性能的影响。试验结果表明:随着应变速率的增大,经历荷载历史后,混凝土的动态抗弯拉强度逐渐增大,同时,混凝土的动态抗弯拉弹性模量也呈增长趋势,峰值应变较直接加载而言,数值变大;混凝土的泊松比受荷载历史和应变速率的影响不大。     

列车荷载作用对某些前兆观测的影响

本文针对列车荷载作用对地震前兆观测的影响，在野外开展了水位，测震，水温，地电等多项目的对比观测，结果表明：列车荷载作用是确实存在的；水位，测震对地壳应力－应变反映是灵敏的。     

地壳温压条件下周口店花岗闪长岩的变形破坏

实验条件采用高温高压三轴(固体传压介质)实验装置。实验的最大围压7.5kb,最高温度800℃,轴向应变率为4.4×10-6/sec,最大轴向应变约为10—15％;升温实验时,预热约1—1.5小时。试件直径10mm,高度20mm,矿物颗粒平均粒度约0.72mm;试件自然干燥。测试项目包括轴向应力和应变、围压以及声发射幅度的相对变化。试验后,沿试件纵剖面切片(垂直于主破裂面)作光学显微镜观测     

移动荷载下高速铁路轨道-路基的动位移分析

建立精细化的足尺轨道-路基-地基耦合系统非线性数值分析模型,考虑岩土材料的非线性应力-应变关系、路基填筑完成后的静应力状态对其后动力计算的影响、底座板底面与路基基床表层表面之间的动力相互作用,模拟轨道与路基系统的建造过程和与8辆编组动车组轮对相对应的荷载以350 km/h的速度的移动过程。结果显示,以实体单元模拟钢轨能获得更符合事实的钢轨空间振动响应,比采用梁单元更具优势;路基各层底面的动位移具有随时间和空间变化的特征;沿路基断面横向,不同时刻的竖向动位移在轨道板宽度范围内的最大波动值约0.04 mm,可认为均匀分布;沿深度方向,竖向动位移在不同时刻的分布相似,按照指数函数衰减,最大值约为0.8 mm,小于我国高速铁路3.5 mm的控制标准;沿线路纵向,竖向动位移峰值出现的位置与该时刻移动荷载所处的空间位置对应,在同一深度条件下,不同时刻的竖向动位移分布形态相似;基床底层底面以上,同一转向架上前后轮对对应的荷载引起的竖向动位移具有可观的叠加效应。     

福建省井水位与体应变观测一致性分析

本文从时域和频域分别对福州台和永安台的体应变和井水位资料观测的一致性进行了分析,并对其力学机制进行了深入探究,在此基础上阐明了二者观测一致性的物理含义.时域内的分析结果显示:福州台体应变与井水位的相关系数为0.7939,钻孔系统的灵敏度为0.0558 mm/10-9,井水位与体应变观测曲线十分相似;永安台体应变与井水位的相关系数为-0.7543,钻孔系统的灵敏度为-0.0005 mm/10-9,井水位与体应变曲线呈镜像对称,这表明两台站的井水位与体应变观测高度相关,且二者的相位滞后近似为零.在频域内,分别对福州台2012年3—5月及永安台2014年3—5月的井水位和体应变资料进行维尼迪柯夫调和分析,分别获取半日波、全日波数个波群的逐月潮汐因子和相位滞后,并计算得到了钻孔系统的灵敏度和井水位相对于体应变的相位滞后.结果表明,3个月中大多数波群的灵敏度十分相近,而且与时域内所得年周期低频分量的灵敏度较接近,但相位滞后误差较大,这可能与采用反正切公式计算相位滞后受计算误差影响有关,即非线性的反正切公式对计算误差具有放大累积效应,因此相位滞后应以时域分析所得接近于零的结果为准.综上,时域和频域的分析结果表明,福州台和永安台的井水位对体应变的响应基本上是线性时不变的,二者观测一致性的根本原因在于两台站的承压含水层井水位观测系统基本上是满足叠加性、齐次性和时不变的物理可实现因果系统.      

大蜀山地震台钻孔体应变观测综合分析

对大蜀山地震台TJ-II钻孔体应变日常形态、常见干扰、映震效应进行分析,结果显示:大蜀山台体应变资料受水位、降雨、气压影响显著。在其他干扰较小的情况下,体应变和水位相关程度最高,相关系数达0.9以上,水位干扰系数最高可达10.13×10-9/cm。体应变仪地震波形记录较好,能清晰地记录到全球7级以上,全国6级以上地震波形;而目前资料未发现明显的前兆异常。     

库尔勒体应变观测干扰因素的初步分析

对气压非周期性波动、高频脉动干扰,水位升降变化引起的体应变观测分钟值数据曲线畸变现象进行了对比分析。结果表明,钻孔区域的岩体应力-应变变化幅度与气压变化幅度大小有关,地下水位的升降与应力-应变状态有一定关系,即水库泄洪量在16.0 m3/s左右时,体应变呈压性速率明显增强的阶变形态,泄洪结束后河水流量恢复正常的过程中,造成体应变明显张性畸变。     

Transport of water in frozen soil IV. Analysis of experimental results on the effects of ice content

Effects of ice content on the transport of water in frozen soil are studied experimentally and theoretically under isothermal conditions. A physical law, that the flux of water in unsaturated frozen soil is proportional to the gradient of total water content is proposed. Theoretical justification is made by the use of the two-phase flow theory. The experimental results are shown to support the proposed physical law. The results of this study are presented in two parts and this is the second paper describing the theoretical aspects of the study.     

海南琼海加积井水温同震效应特征和机理初探

基于海南加积井数字化水温2007年1月-2010年4月震中距小于8 000 km、Ms≥7.8大震的同震响应资料,系统分析水温年月日正常动态特征,发现远震引起的水温同震效应特征为上升脉冲,与以往的非自流井水温同震效应以下降为主的认识不一致;水温变化幅度与震中距、震级有一定关系,加积井水温同震效应成因,可用“层内混合”作...     

利用NOAA-16/FY-1C和ASAR数据纠正大气水汽对重轨星载D-INSAR的影响

大气水汽影响一直是造成重轨星载合成孔径雷达差分干涉测量监测结果不确定性的一个重要因素.本文以地表形变速率稳定的延怀盆地为试验区,利用ASAR数据得到该区域的差分干涉处理结果,利用与ASAR数据获取时间相近的NOAA_16/FY_1C数据对该区域的大气水汽含量进行了反演.通过这些结果,对差分干涉处理结果中大气水汽的影响进行了去除.去除大气水汽影响后得到的地表形变结果与野外考察实测结果基本吻合,从而验证了该方法的可行性.     

2007年宁洱6．4级地震云南水位同震后效探讨

就2007年6月3日云南宁洱6．4级地震,云南省近50口水位观测井的同震后效及特征进行分析研究。结果表明：水位同震震时效应后的水位突升、突降、固体潮日变畸形是水位后效的显著特征。滇西北东向断裂带及小江断裂带很可能是近年后继中强震发生的危险区域。     

天津井水位同震效应分析

通过整理天津张道口、静海、宝坻等多口观测井的数字化水位的观测资料,并针对全球近年来发生的8级以上地震分析了井水位同震变化的特征。结果表明,天津地区这几口观测井对远、大地震水位同震效应显著,地震中水震波变化为振荡型与震荡阶变型。     

天津井水位同震效应分析

通过整理天津张道口、静海、宝坻等多口观测井的数字化水位的观测资料,并针对全球近年来发生的8级以上地震分析了井水位同震变化的特征。结果表明,天津地区这几口观测井对远、大地震水位同震效应显著,地震中水震波变化为振荡型与震荡阶变型。     

考虑水流-结构强耦合作用的水流动力效应分析

在深水桥墩及桩基础等结构地震反应中,地震激励下的水流动水压力对水中结构的作用以及结构位形变化对水体的反作用,属于典型的流固强界面耦合问题。以一顶端伸出水面的圆柱式结构为研究对象,基于任意拉格朗日-欧拉描述的Navier-stokes方程,建立了考虑水流-结构强耦合效应的水流-结构三维有限元模型。以正弦位移波输入,考察结构材料模量、水流流速和水位、激振频率和位移幅值等多种因素,分析了结构表面作用的动水压力反应特征以及水流动力效应,探讨了水流动力效应的主要影响因素。结果表明：考虑流固强耦合作用时,结构表面作用的动水压力及其分布具有强烈的频率依赖性,高频激励可显著增强动水压力作用;由于结构周围流体具有一定的粘滞性及动载作用下具有较强的辐射阻尼效应,水流动力效应对结构的位移、内力反应均有一定的抑制作用;激振频率、水流流速和水位以及结构材料模量等因素,对水流动力效应均有一定的影响。     

海南地区5口井水位对汶川地震的同震响应及其频谱分析

对比海南地震台网记录的汶川MS8.0地震的地震波形,分析了海南5口井的高采样率数字化水震波波形特征。采用傅立叶变换和小波分解方法,对海南前兆台网5个台水位仪在汶川MS8.0地震中记录到的高采样率数字化水震波进行了频谱分析,结果显示地震波的不同波组激发的水震波波组差别较大,5口井的水震波周期跨度很大,从10多秒到1000多秒,不同井孔的水震波幅度差别较大。同时还初步分析了水震波的形态和水震波各个频率组的形成机理。     

北京塔院井数字化观测水温的同震效应研究

基于北京塔院井数字化水温观测资料,分析了远震引起的水温同震效应,注意到塔院井水温同震变化总是具有下降－上升－恢复的过程,不受地震方位和震源机制的影响;水温同震下降幅度随震级的增大而增大,随震中距的增大而减小, 三者之间有较好的关系;震后水温后效恢复上升幅值受水位动态影响. 最后,对塔院井水温同震效应机理进行了探讨,初步研究结果显示,井孔中的水体受震荡激发而加速对流与掺混是导致水温先下降的主要原因:当井水受到地震波的作用时,对流加速,井内深部较热的水体上涌, 而浅部较冷的水体下沉,水温探头将先观测到温度下降现象; 震后水震波逐渐平息,探头附近井水温逐步恢复上升.      

RILL EROSION PROCESS AND RILL FLOW HYDRAULIC PARAMETERS

In the rill erosion process, run-on water and sediment from upslope areas, and rill flow hydraulic parameters have significant effects on sediment detachment and transport. However, there is a lack of data to quantify the effects of run-on water and sediment and rill flow hydraulic parameters on rill erosion process at steep hillslopes, especially in the Loess Plateau of China. A dual-box system, consisting of a 2-m-long feeder box and a 5-m-long test box with 26.8% slope gradient was used to quantify the effects of upslope runoff and sediment, and of rill flow hydraulic parameters on the rill erosion process. The results showed that detachment-transport was dominated in rill erosion processes; upslope runoff always caused the net rill detachment at the downslope rill flow channel, and the net rill detachment caused by upslope runoff increased with a decrease of runoff sediment concentration from the feeder box or an increase of rainfall intensity. Upslope runoff discharging into the rill flow channel or an increase of rainfall intensity caused the rill flow to shift from a stratum flow into a turbulent flow. Upslope runoff had an important effect on rill flow hydraulic parameters, such as rill flow velocity, hydraulic radius, Reynolds number, Froude number and the Darcy-Weisbach resistance coefficient. The net rill detachment caused by upslope runoff increased as the relative increments of rill flow velocity, Reynolds number and Froude number caused by upslope runoff increased. In contrast, the net rill detachment decreased with an increase of the relative decrement of the Darcy-Weisbach resistance coefficient caused by upslope runoff. These findings will help to improve the understanding of the effects of run-on water and sediment on the erosion process and to find control strategies to minimize the impact of run-on water.