反粒序砂土体内侵蚀及渗流特性变化规律试验研究

反粒序堆积体常见于高速远程滑坡的流通区和堆积区。针对其粒径上大下小的特殊结构和较强透水性而诱发堆积体不稳定的问题,采用自制的渗流侵蚀试验装置对颗粒粒径为0.075～20 mm的7组连续及间断颗粒级配反粒序土样进行了试验,研究了反粒序砂土体渗流侵蚀过程中参数变化和细颗粒迁移模式及规律。结果表明：在反粒序堆积土样中,细颗粒含量和不均匀系数对反粒序砂土体的渗流侵蚀有重要影响,细颗粒含量越高,不均匀系数越大,则起始渗流系数越小。反粒序砂土体发生管涌颗粒跃层后,底层颗粒流失量最多,且粒径为0.075～0.125 mm的颗粒流失比最大。反粒序堆积体整体的渗流能力主要取决于底部的细颗粒含量,细颗粒含量越高,临界水力梯度越大。在连续级配土样中,水力梯度与渗流系数呈二次函数关系;在间断级配反粒序土样中,细颗粒含量超过45%时,土样趋于稳定。反粒序堆积体发生管涌后,其颗粒呈现剥离-沉淀-剥离-沉淀中下层颗粒交替侵蚀的运移模式。研究结果对于该类灾害形成机理与防治研究具有理论和实际应用意义。     

Landslides & debris flows formation from gravelly soil surface erosion and particle losses in Jiangjia Ravine

Gravelly soils are made up of gravel, sand, silt and clay. They are widely used in engineering applications such as rock-fill dams with clay cores, which are the main researches at present. The strength and mechanical properties of the gravelly soils are affected by the content of coarse grain, fine particles, and their adhesive states. These Properties can be verified by laboratory unconsolidated undrained triaxial tests with grain size less than 5 mm and by large scale direct-shear tests with original grain content. Fine particles of the loose gravelly slopes are released under rainfalls, alternated the structures and mechanical properties, even affected the slope stability. There are a series of large scale direct-shear tests with different coarse grain contents to study the influence of fine particles releasing and migration, results showed the strength behavior of the gravelly soils were affected by the coarse grain content （5） and the inflection coarse grain contents. In order to study the erosion features of the gravelly soil slopes on rainfall conditions and the slopes stability alteration, we had carried out one sort of artificial rainfall local and model experiments, the runoff sediment contents were monitored during the experiments. Result showed that the shapes of the slopes surface transformed periodically, runoff sediment contents were divided into five phases according to the experiment phenomena, runoff sediment contents maintained downtrend during the rain time and the downtrend was obviouslyinterpreted by one descend belt no matter the rainfall intensity and the slope angels. Particle size analysis released the deposit on the slope surface lost almost all of the clay, most of the silt and sand after the experiments, this meant the fine particles releasing, migration and accumulation process on condition of rainfall resulted in the instability factor of the slopes even induced landslide or debris flow.     

雷州半岛降雨特性与地表径流关系的小区试验

通过对试验小区观测值的分析和研究 ,发现本地区径流量与降雨量呈线性正相关 ,径流量与各瞬时雨强表现出幂函数的关系。径流量与降雨参数 (降雨量、30min最大瞬时雨强和降雨历时 )之间的三元线性回归分析表明 ,除裸地相关性不显著外 ,林地和农地相关性都达到极显著水平 ,可作为估测该区径流量大小的指标。     

雷州半岛降雨特性与地表径流关系的小区试验

通过对试验小区观测值的分析和研究，发现本地区径流量与降雨量呈线性正相关，径流量与各瞬时雨强表现出幂函数的关系。径流量与降雨参数(降雨量、30min最大瞬时雨强和降雨历时)之间的三元线性回归分析表明，除裸地相关性不显著外，林地和农地相关性都达到极显著水平，可作为估测该区径流量大小的指标。     

基于室内大型剪切试验及工程地质类比法的弃渣场抗剪强度参数综合取值与稳定性研究

目前工程实践中弃渣场抗剪强度参数主要采用工程地质类比法进行取值, 参数误差较大, 有必要采用多种方法对弃渣场抗剪强度参数进行综合取值研究。以某公路弃渣场为工程实例, 通过室内颗分试验确定弃渣场弃渣的颗粒级配, 在此基础上采用室内大型剪切试验及工程地质类比法综合确定该弃渣的抗剪强度参数, 并以此参数计算弃渣体的稳定性。计算结果表明, 弃渣体在天然工况条件下稳定性系数为1.369, 在暴雨工况条件下稳定性系数为1.083, 弃渣场在计算工况条件下处于基本稳定-稳定状态, 与现场巡查及监测结果基本一致。说明该弃渣抗剪强度参数取值比较合理准确, 可为公路弃渣场参数取值提供参考。      

酸腐蚀作用下川渝红层砂岩蠕变特性试验研究

岩石蠕变特性对岩体工程的长期稳定有着重要影响,尤其是在酸雨等水化学作用下,岩石的细观结构遭到破坏,蠕变特性及变形更为显著。以重庆二佛寺红层砂岩为研究对象,通过开展室内三轴压缩分级蠕变试验,研究了酸腐蚀状态下砂岩的蠕变特性。结果表明：酸的腐蚀和浸泡会使砂岩内部孔隙增加,导致砂岩在第一级荷载下会产生较大的瞬时应变和蠕变量,之后瞬时应变量和蠕变量随着应力增加而增大;岩样受到腐蚀软化,蠕变破坏强度为抗压强度的76%,长期强度仅为抗压强度的54%。为了描述蠕变全过程,建立了一个损伤蠕变模型来拟合试验数据,验证了其适用性,可以为岩土工程建设的稳定性提供参考。     

渗流-应力耦合下侏罗系红砂岩力学及渗透特性试验研究

三峡库区广泛分布侏罗系红砂岩,在水库运行期间红砂岩的渗流-应力耦合特性关乎库区内多数滑坡和岩质边坡的稳定性。借助岩石多场耦合三轴试验系统,对三峡库区侏罗系红砂岩开展了不同围压、不同渗透压下的三轴压缩试验,系统研究了红砂岩的三轴压缩力学特性和渗透率演化特征。研究结果表明：(1)红砂岩的峰前应力-应变曲线可分为孔隙压密阶段、弹性变形阶段、微裂隙稳定发展阶段和非稳定发展阶段。红砂岩的力学参数与渗透压的关系呈负相关,与围压呈正相关。(2)随着围压升高,红砂岩的破坏模式由张拉破坏过渡到剪切破坏。(3)不同渗透压下,渗透率曲线呈平稳发展→缓慢上升→快速上升3阶段演化规律;不同围压下,渗透率曲线先降低后升高。(4)从能量角度分析了渗透压和围压对岩石的作用,验证了渗流对岩石的劣化效应以及围压对裂纹发展的抑制作用。本试验对鲜有报道的侏罗系红砂岩的强度、变形和渗透特性做了系统的研究,对渗流-应力耦合课题有补充意义。其工况根据三峡库区边坡岩体的应力水平来确定,试验结果对分析库区边坡稳定性具有指导意义。     

橡胶纤维-砂混合料力学特性的离散元三轴试验研究

橡胶砂作为一种轻质填料在岩土工程中具有良好的应用前景，为揭示橡胶纤维-砂混合料强度特性、偏应力-轴向应变曲线及微观结构的变化规律，开展了橡胶纤维-砂不同配比的三轴剪切试验，基于颗粒流理论和PFC3D程序，对橡胶纤维-砂混合料的三轴剪切试验进行了数值模拟，并与室内试验结果进行了比较。结果表明:随着橡胶含量的增加，试样的应力-应变关系由应变软化型向应变硬化型过渡，试样剪切过程中体变形式逐渐由体胀型变为体缩型；同一围压下橡胶纤维含量高的试样变形模量小，表明橡胶材料的掺入有助于增强试样的压缩性能。      

川西滇北引水区河流水质特性与治污调水研究

本文重点概述了川西滇北地区 ,西线调水河流的地理背景 ,河水矿化度、化学类型与河水硬度等水质特性以及该区河流水环境与水体污染分析评价。旨在促进引水区调水前期工作的节水、治污和生态环境保护的科学监测预报.     

蓖麻二倍体与同源四倍体光合特性和逆境生理指标的比较研究

【目的】评价同源四倍体蓖麻的育种意义。【方法】以二倍体和同源四倍体蓖麻为材料,测定光合速率,过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性,及叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)等含量,并比较上述指标的种间差异。【结果】同源四倍体蓖麻的叶绿素含量、净光合速率、叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著地高于二倍体,分别提高30.00%、53.47%、19.23%、25.22%、11.72%、262.07%和24.20%,丙二醛(MDA)的积累明显低于二倍体,降低30.57%。【结论】四倍体蓖麻可为蓖麻种质资源提供较宝贵新种质。     

矩形顶管管周差异摩阻力对地层纵向水平位移的影响

矩形顶管施工过程中管周摩阻力是引起周围土体扰动的重要影响因素。为了更加准确地预测矩形顶管施工对地层位移的影响,结合管节受力分析和泥浆运动规律,假定“U”字形泥浆套状态,基于弹性力学Mindlin解建立土体水平位移计算公式,对正面附加应力、管周摩阻力等因素引起的地层纵向水平位移进行计算,最后与苏州某矩形顶管工程实测值进行对比分析。结果表明:在顶管机头顶进穿过某一断面前,正面附加应力对周围土体的影响大于管周差异摩阻力,而在穿过该断面后,由于管节数量的增多以及已穿过部分的管节管周摩阻力产生的“拉力”作用,后者的累计影响占比逐渐大于前者;管周差异摩阻力情况下比管周均一摩阻力情况下的计算值更贴近实测值,预测效果更好。      

大断面矩形顶管减阻技术应用研究:以苏州综合管廊矩形顶管为例

以苏州城北路人民路段综合管廊矩形顶管工程为例，分析了影响矩形顶管顶进力的关键因素，提出了管节配重、管节涂蜡和管节注浆等综合减阻方法以降低管壁摩阻力。在管节内放置重物平衡管节所受周围泥浆的浮力；通过涂蜡和喷蜡使管壁光滑，降低管壁与周围介质的摩擦系数；选择合适的材料和配比配制适合地层的泥浆，调整注浆量和注浆压力，使管节周围形成完好的泥浆套。基于实测顶进力与理论计算值的对比分析表明，管壁单位面积摩阻力降低了40%左右，证实该综合减阻方法解决了人民路段矩形顶管顶进力过大的问题。      

大口径长距离钢顶管注浆减阻技术:以黄浦江上游水源地连通管工程为例

黄浦江上游水源地通管工程C3标段采用DN4000钢顶管施工,单次顶进长度达到969.94m,如何降低顶力是整个工程成功的关键。为减少摩阻力从而降低顶力,对泥浆配制、注浆控制等方面进行了研究,并结合JB06~JB05及JB07~JB06顶进段的地层、顶进力变化状况,分析顶管摩阻力的变化规律。结果表明:①该工程注浆孔的合理布置、触变泥浆的配制与使用得到的减阻效果明显,可作为类似工程减阻技术的参考;②顶力与顶进距离近似呈线性关系,但地层本身的性质会造成顶力的突变,类似工程可先对地层性质进行研究以得到更准确的顶力预测,指导顶管施工;③已注入环空一定时间后的泥浆与刚注入的泥浆相比减阻效果更好,顶力增速过快时可降低顶进速度,待泥浆充分与地层反应后再以原速顶进;④适当增加注浆量可以有效地减小管周摩阻力;⑤高聚物膨润土泥浆比膨润土泥浆单价更高,但高聚物膨润土泥浆注浆量少,综合环境效益等多方面因素考虑,高聚物膨润土泥浆更有优势。      

大直径深埋顶管施工对地表沉降的影响

顶管施工因非开挖或少开挖而在城市建设中应用广泛,但顶管施工引起的地表沉降不容忽视。依托佛山市某电力隧道顶管工程,通过现场实测、数值模拟及Peck经验公式的方法研究了顶管施工引起的地表沉降规律,探讨了管-土摩擦、注浆压力及支护压力对地表沉降的影响。结果表明：顶管施工引起的横向地表沉降在距轴线约4倍管径范围内变化较大,管-土摩擦的改变对横向地表距轴线约3倍管径范围内的地表沉降影响较大,对纵向地表距开挖面约1倍管径范围内的地表沉降影响较小;注浆压力的增大能够抑制地表沉降;支护压力的改变对横向地表距轴线约2倍管径范围内的地表沉降影响较大。研究结果可为控制顶管施工引起地表沉降措施的制定提供参考;同时,实测值、模拟值及Peck经验公式所得到的地表沉降变化趋势和大小相近,验证了数值模拟及Peck经验公式在实际工程中预测地表沉降的可行性。     

拼装式顶管接头抗弯刚度及管节内力计算

随着顶管断面尺寸不断增大，管节的运输问题逐渐突显，拼装式顶管技术可以有效解决该问题。在现有拼装式结构接头基础上，提出了拼装式顶管管节横向接头的连接方式，并以螺栓拼装式管节为研究对象，建立了横向接头抗弯刚度计算模型，结合盾构管片梁-弹簧模型，提出了拼装式管节结构计算方法。其内力计算结果表明:拼装式和整体式管节内力分布规律基本一致；拼装式管节的侧壁弯矩小于整体式管节，顶部和底部弯矩大于整体式管节，二者内力无急剧变化；从内力分布与大小看，拼装式管节是可用的。      

Experimental study on slender reinforced concrete columns wrapped with CFRP

By axial compression tests on 6 reinforced concrete slender columns wrapped with carbon fiber-reinforced plastic (CFRP), with slenderness ratio(SR) from 4.5 to 17.5, the results show that when SR increases the retrofitting effect declines. In the case of same SR, the stability coefficient (SC) for the reinforced concrete(RC) columns with CFRP is much less than that without CFRP. There is 20% increase of stable bearing capacity to the former as compared with the latter when the SR in less than 17.5. The study summarized the simplified formula for SC, which provides a reference for engineering designers.     

Experimental study on slender reinforced concrete columns wrapped with CFRP

By axial compression tests on 6 reinforced concrete slender columns wrapped with carbon fiberreinforced plastic （ CFRP）, with slenderness ratio（SR） from 4. 5 to 17.5, the results show that when SR increases the retrofitting effect declines. In the case of same SR, the stability coefficient （ SC ） for the reinforced concrete（RC） columns with CFRP is much less than that without CFRP. There is 20% increase of stable bearing capacity to the former as compared with the latter when the SR in less than 17.5. The study summarized the simplified formula for SC, which provides a reference for engineering designers.     

土工格室加固风积沙路基不同深度动力响应试验研究

风积沙路基的处理一直是沙漠公路建设面临的难题,土工格室加固方法可为沙漠公路建设提供一条新路径,结合S21线(乌鲁木齐-阿勒泰)沙漠公路路基现场试验,研究不同路基深度动力响应特征,对土工格室加固风积沙性能探究具有重要的价值及意义。结果表明：(1)测试车速对路基不同深度处动应力、动加速度和动速度的时程曲线波动性影响较大,且提高车速时,动速度峰值、动加速度峰值和动应力峰值都出现了明显的增加;(2)随着路基层深度的不断增加,动速度幅值、动加速度幅值和动应力幅值均呈现出逐渐衰减的趋势,其中在土工格室加固风积沙层衰减幅度最大;(3)沿路基横断面水平方向上,动速度幅值、动加速度幅值和动应力幅值均呈指数型衰减的趋势,距振动源水平距离为5 m时,其幅值衰减至10%左右,可将此水平范围作为工程设计参考值。     

基于滚刀破岩特性的岩石顶管迎面阻力计算模型

顶进力是顶管工程设计和施工中最重要的参数之一, 顶进力计算的精确性将直接影响顶管的工程的成败。随着顶管施工工艺越来越多的应用于岩石地层, 但鲜有关于岩石地层中顶管顶进力的计算模型。为了更加准确地计算岩石地层中的迎面阻力, 假设掌子面稳定, 通过分析岩石顶管机刀盘滚刀破岩机理、受力模型和影响规律, 在此基础上推导出岩石地层顶管迎面阻力计算公式。结果表明: 岩石顶管中, 岩石抗压强度和抗剪强度以及顶管机滚刀切入深度直接决定了迎面阻力的大小, 实测迎面阻力除个别点在计算值上下限以外, 其余与公式预测值相一致, 证明其具有适用性。