多自由度模型法的立体采空区群爆破动力响应研究

提出多自由度模型分析法,构建金属矿采空区群类动力响应微分方程,引入剪切力作用修正因子矩阵λ和作用系数矩阵B,表征外部荷载作用下围岩剪切作用,研究爆破荷载激励下复杂立体采空区群动力响应问题。采用Newmark-β法对采空区群类动力响应微分方程迭代求解,利用Matlab自编程序实现快捷计算,解决了多自由度采空区群动力响应计算效率低、精度差的难题。以某金属矿3×3单元采空区为例,与数值模拟方法进行对比分析表明,该方法可直观地反映立体采空区群内部质点的动力响应规律,二者位移、速度时程曲线变化趋势基本一致,位移变化峰值的区域为爆破荷载施加部位。多自由度模型法计算结果与现场位移监测对比表明,两者变化规律相似,位移峰值在同一数量级上,后者位移变化具有滞后性。该方法为复杂立体采空区群的动力响应研究提供了一种新思路。     

基于Newmark滑块原理的抗滑桩加固三维土坡的地震位移分析方法

提出一种基于Newmark滑块原理的抗滑桩加固三维平台土坡地震位移方法。基于极限分析原理,并采用"牛角型"破坏机制推导出抗滑桩加固三维平台土坡屈服加速度系数k_c的显性表达式。经参数分析,探究各因素对k_c的影响规律。结果表明:与单台阶相比,三维平台土坡更趋于稳定。由力矩平衡方程求出抗滑桩加固三维平台土坡滑动破坏时的转动角加速度,对其二次积分求出抗滑桩加固三维平台土坡的震后位移。结合工程实例探究地震对抗滑桩加固三维平台土坡地震位移的影响,并给出相应的工程建议。对抗滑桩加固三维平台土坡各影响因素进行敏感性分析,求出各影响因素对抗滑桩加固三维平台土坡稳定性的敏感性顺序,为抗滑桩加固三维平台土坡的抗震设计提供参考。     

基于FLAC-3D的强度折减法判据的研究

运用FLAC-3D软件对一简单边坡进行了稳定性分析.分别利用计算收敛判据、塑性区贯通判据、有效剪应变增量判据和特征点位移突变判据求出边坡安全系数,并加以对比分析.着重对特征点突变判据进行研究分析,分析发现:监测坡顶和坡面中点位移比监测坡脚处位移更有效;仅从位移大小的突变作为判据标准不够严谨,提出一种通过观察特征点位移与折减系数相关曲线的斜率变化来确定安全系数,斜率突变处对应的折减系数即为安全系数.     

粒度分析吸液装置的改进

粒度分析是研究物质颗粒大小及粒级配比的一种基本手段,是研究沉积岩及沉积物的重要方法,早为沉积学家所重视。大于0.063毫米的颗粒通常采用筛析法,小于0.063毫米颗粒则需采用吸管法,后者仍是依据斯托克斯定律的质点沉降速度来计算一定深度处颗粒的大小,在规定的时间内吸取悬液即可求出各粒级的百分含量。但是吸液方法和吸液装置多种多样,简单的吸液方法则直接用移液管吸取悬液,因吸液的时间.     

最小势能方法在二维边坡稳定分析中的应用

提出了一种新的边坡稳定性评价方法。依据平衡体系势能变化最小的原理，从整个边坡的势能变化求得一个满足势能的最小位移，并直接求出滑面上的法向力分布。均质边坡直接用此分布即可求出合理的安全系数；具有多种土层边坡在保持法向力代数和不变的前提下，按自重应力因子重新分布，也可以求得合理的安全系数。     

应力波斜入射对岩体节理端部的影响

岩体节理在受到应力波扰动时端部受力会发生不同程度的连续性变化,为具体分析这种动态变化与应力波入射角度之间的关系,引用岩石非线性法向本构关系与线性切向本构关系的组合模型以及相应的在P波斜入射节理的应力波传播方程,结合岩石断裂力学中Ⅰ、Ⅱ型裂纹尖端应力和位移场的相关理论,得出组合形式下的节理端部应力场和位移场随质点振速变化的计算公式。通过不同入射角的模拟脉冲信号作用对端部应力位移的变化分析：应力波斜入射节理导致节理端部上、下两侧应力与位移场非对称分布,随着入射波质点振速的增减变化,应力集中位置会出现变化;计算并整理模型中节理端部上、下两侧0.005 m位置的数据,节理法向刚度由入射波质点振速带来的变化直接影响到应力波的透射与反射,进而会导致端部的应力与位移出现滞后效应;节理端部横向位移值与入射角度并非单调变化,而竖向位移会随着入射角的增大呈现下降趋势。     

高应变信号分析及拟合软件PSP-WAP简介

ＰＳＰ－ＷＡＰ是基于Ｗｉｎｄｏｗｓ＇９５操作系统开发出的高应变信号分析及拟合软件,它具有界面美观、操作简便等优点,该软件可以对高应变实测信号进行分析,如给出上下行波、位移曲线、确定桩端部最大撞击力、最大质点速度、最大质点位移、确定波速、修正幅值、提供...     

双排桩双梁组合支护刚度计算的改进与位移分析

双排桩支护组合体系作为一种新型悬臂类支护结构,其整体刚度的提升有利于保持基坑边侧的安全稳定。本文依托于张家口万全区某双排桩基坑支护工程案例,以现有双排桩冠梁刚度系数计算方法为基础,引入冠梁与连梁作用效应系数优化改进考虑连梁和冠梁作用的基坑矩形双排桩支护结构横向支撑刚度的计算方法,并对双梁组合支护体系下不同土性对双排桩前后排桩桩身最大横向位移的影响进行探讨。结果显示:（1）在双排桩结构计算中需考虑冠梁与连梁对双排支护桩的共同横向约束作用,并将冠梁与连梁的刚性连接作为一个整体以提高矩形双排桩双梁横向支撑刚度系数。（2）双梁组合支护体系组合刚度对桩顶位移有较大影响,组合刚度为40～50 MN/m下的位移与观测值较为贴近;冠梁计算长度与引入的冠梁与连梁作用效应系数对双梁组合支护体系组合刚度影响较大,计算长度对组合刚度呈负相关,效应系数对组合刚度呈正相关。（3）双梁组合支护体系下双排桩横向支撑刚度受前后排桩竖向与横向位移差影响,前后排桩桩身最大横向位移受土层内摩擦角、黏聚力和土体水平抗力比例系数影响;改变抗拉强度不会影响双排桩桩体位移。在基坑埋深以下及桩底范围内桩身存在位移拐点,拐点处各不同内摩擦角、不同黏聚力条件下位移相等。     

自由度具有物理含义的线性无关高阶数值流形法

数值流形方法（NMM）基于两套覆盖（数学和物理覆盖）和接触环路而建立,能够统一地处理岩土工程中的连续和非连续变形分析问题。与其他基于单位分解理论的数值方法一样,NMM可以自由地提高物理片上局部位移函数（多项式）的阶次,从而在不加密网格的情况下显著地提高计算精度,但有可能会使总体刚度矩阵奇异,产生线性相关问题。针对这种情况,引入了一种新的高次多项式形式的局部位移函数,在此基础上,建立了新的NMM求解体系,并应用于求解一般的弹性力学问题。结果表明：它有效地消除了线性相关问题;较之传统局部位移函数取一次多项式的NMM,达到了更高的精度;节点应力是连续的;定义在物理片上的所有自由度都具有明确的物理含义,其中第3～5个刚好是物理片所对应插值点处的应变分量,因此,直接获得此处的应力状态。该方法可以很容易地推广到其他基于单位分解的数值方法中。     

新型泥石流柔性防护体系冲击动力响应分析

为了减轻泥石流大石块造成的灾害,提出了新型泥石流柔性防护体系。考虑不同加载工况,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对防护体系进行抗泥石流中大石块冲击的数值模拟,研究了冲击物质量、速度,柔性防护体系的钢筋直径、网格尺寸对防护体系动力性能的影响。结果表明:冲击物质量或速度增加,体系的冲击力明显增大,总能量增加且转化为内能效率增大,冲击处位移明显增大。加大钢筋的直径后冲击力增加,体系不失效情况下内能转化率减小,位移减小;随着网格尺寸增大,冲击力减小,而内能转化率略微增大,冲击点处位移明显增大。因此建议在实际应用中应合理设计拉索直径及网格间距。     

阻尼对行车荷载下大跨桥梁振动的影响

基于车桥相互作用,建立了车桥耦合单元,一个车辆模拟为4轴10个自由度模型,桥梁模拟为梁单元,推导出列车桥梁整体系统运动方程的有限元计算公式.采用随机数值模拟方法和功率谱密度函数生成随机轨道粗糙度.编制了计算程序,考虑各种不同的阻尼参数及车辆速度,对一座实际大跨斜拉桥的动力反应与冲击效应进行了分析研究.     

非均质基础与结构共同作用的随机动力反应分析

假定基础的剪切模量随深度呈线性变化,并引入结构微分算子,利用连续线性系统的随机振动理论,研究了非均质基础地震的动力反应问题。将上部结构简化为多自由度体系,将基础简化为一剪切梁,分析了基础与结构共同作用的随机地震反应。通过进一步分析,得到了基础与结构的地震随机反应及平稳输入时土层最大位移的动力可靠性分析参数。采用模态叠加法进行反应分析,与普通的分离变量法相比较,此方法概念明确、步骤简单。     

小尺度原位瞬态压力脉冲渗透性测试系统及试验研究

基于原位瞬态压力脉冲法原理及求解方法,研发了由数据采集控制系统、脉冲压力施加系统、测杆系统3部分组成的小尺度原位瞬态压力脉冲渗透性测试系统（已获国家发明专利[1]）。该系统结构简单、易于控制、使用方便,可用于快速原位测量核废料地下处置、能源地下储存和深埋等地下工程中低渗透围岩的渗透率以及测试空间狭窄和岩体扰动要求严格的其他工程岩体渗透率。利用该系统实施了原位瞬态压力脉冲渗透率测量试验,试验结果验证了该系统的适用性、稳定性和准确性。     

Estimation of maximum saturated depth in two-layered drainage blankets over the barrier in landfill cover system

For accurately calculating the maximum saturated depth over the landfill barrier and analyzing the variation of liquid head with inflow time, a new method is presented that considers the unsteady-state condition. Based on the principle of water balance and the extended Dupuit assumption, the solution of the new method can be calculated. Also, this method is capable of revealing the effect of the multilayered drainage media. One of the advantages of the method presented in this paper is that it can be used to draw a phreatic surface in layered drainage media under unsteady-state condition and estimate the location of the maximum liquid depth, for both homogeneous conditions and two-layered drainage conditions. Based on the developed analysis method, the effects of a parametric variation on the maximum saturated depth and the variation of saturated depth with time are presented. The calculated results show that with the increase of slope gradients of cover system, the saturated depth of cover system is easy to reach a stable value. Moreover, when the drainage layer consists of two layers with different thickness and hydraulic conductivity, the increase of hydraulic conductivity of the upper drainage layer will make it easier for the saturated depth of cover system to reach a stable and lower value.     

证据权法在四川宁南地区铅锌成矿预测中的应用

在分析四川宁南地区层控铅锌矿床成矿特征的基础上,通过Arc-WofE系统提取、建立了地质、化探和铅锌矿床（点）等11个应用图层数据库.采用证据权法对该区进行成矿模拟预测,划分出5个铅锌成矿区.研究表明,证据权法用于成矿预测具有方法简单、预测结果可靠性较高等特点,与Arc-WofE系统结合后,可使模拟过程更加简便、准确,模拟结果更加客观.     

煤田三维地震勘探中横向覆盖次数的确定及宽方位数据采集的设想

提出了线束型三维观测系统横向覆盖次数的一种简易确定方法,详细论述了非纵误差的实质及纵测线方向的选择方法,根据目前煤田三维数据采集现状,提出了宽方位角的设想,以便克服以往三维观测系统中方位角分布不均的弊端。      

JSCORS系统在太湖底泥勘探测量中的应用

从分析JSCORS系统技术特点入手,阐述了JSCORS系统的使用流程,并以竺山湖及西沿岸区北段底泥勘探测量为例叙述了在此工程中的使用过程,从使用过程中体会到JSCORS的系统在勘探测量中的巨大作用,因其覆盖范围广、效率高、劳动强度底、使用简便等特点在勘探测量单位广泛推广,JSCORS系统的使用是对勘探测量技术的又一次提升。     

基于GIS的矿井突水水源判别系统研究

应用模糊聚类分析得到的含水层背景值,建立模糊综合评判模型,进行矿井突水水源快速判别。基于GIS强大的数据处理功能,利用GIS可视化技术将判别结果直观地显示出来。该系统不但实现了突水水源的点查询,还实现了突水空间分区。通过实际应用,证明该系统简便易行,结果可靠。它可高效准确地完成未知突水水样的水源判别,为煤矿安全生产提供决策依据。      

地貌形成与演变机理展教系统公众展示关键技术示范研究

专业科技博物馆的迅猛发展和公众对地学知识的渴求对地学类博物馆的展示技术提出了新的要求,本文通过分析我国地学博物馆的类型、公民基本科学素养水平现状以及地质地貌类科学知识的主要传播方式,结合地质地貌学科内容特点,借鉴科技馆/科技中心公众展示技术对地学博物馆的启示,探索研究"地貌形成与演变机理展教系统"中适用的公众展示关键技术,提出了一种多媒体与机电一体化相结合的核心展示技术——多媒体机械数字矩阵集成演示技术,并将其成功地应用于试制品研制。基于该核心展示技术的地貌形成与演变机理展教系统尊重用户体验,实现了虚拟模拟与实景、机械活动沙盘与数字多媒体相结合,内容易于拓展,成本可控,适宜在地学类博物馆及相关展厅中推广应用。     

GIS支持下的新疆平原区地下水资源评价模型

在阐述地下水资源系统特征的基础上,采用水均衡的基本原理,在MAPGIS、RS、数据库和VBA面向对象开发技术支持下,构建地下水资源评价模型,评价模型主要应用了遥感信息、水文地质调查、水位水质观测及其他试验资料多源信息,综合考虑了影响地下水系统的多种因素,如含水层特征、水质、植被覆盖情况以及地下水开发利用状况.该评价方法同传统方法相比,具有速度快、精度高的优点.另外,基于GIS的评价模型更大的优势是数据更新时,便于模型重新评价,最终为水资源统一规划提供可靠的决策依据.