水库下游河流再造床过程中的河岸侵蚀

根据实测河道地形资料,分析了水库下游河床演变中的河岸侵蚀现象,包括不同横向边界约束条件、不同床沙组成和不同河型河段的河岸侵蚀的特征及规律。结果表明:①水库下游均会有河岸侵蚀发生,但初期一般以下切为主,后期以展宽为主。②对于横向边界约束较强的河段,河岸侵蚀相对较弱;相反,则河岸坍塌严重,河岸侵蚀强烈;③对不同的河床组成和边滩组成的河段:河床较粗特别是形成抗冲粗化层,且边滩组成较细的河段,河岸侵蚀现象非常剧烈;河床组成较细的河段,如果边滩抗冲性较强,则河岸侵蚀现象相对较弱,如果滩地组成较细、容易坍塌,河岸侵蚀也会较强;④不同的河型有着不同的河岸侵蚀现象。分汊河段以主汊为主;游荡段的游荡特性在初期受到抑制;弯曲河段的撇弯切滩现象较普遍。     

On the influence of vertical loads on the lateral response of pile foundation

The influence of vertical loads on the lateral response of group piles installed in sandy soil and connected together by a concrete cap is studied through finite elements analyses. The analyses focus on the five piles in the middle row of 3 × 5 pile groups. The vertical load is applied by enforcing a vertical displacement equivalent to 2% of the pile diameter through the pile cap prior to the application of the lateral loads. The results have shown that the lateral resistance of the leading pile (pile 1) does not appear to vary considerably with the vertical load. However, the vertical load leads to 23%, 36%, 64%, and 82% increase in the lateral resistance of piles 2–5, respectively. The increase in the lateral pressures in the sand deposit is the major driving factor to contribute the change in the lateral resistance of piles, depending on the position of the pile in the group. The distribution of lateral loads among piles in the group tends to be more uniform when vertical loads were considered leading to a more economical pile foundation design.     

路基体内最大侧向位移的位置

路基体内最大侧向位移位置的准确确定,对于合理布置测斜仪、准确把握路基变形特征具有重要意义。基于非线性有限元方法,对路堤各施工阶段路基体内的最大侧向位移的位置进行了考察,对比分析表明:在各施工阶段路基体内最大侧向位移的位置并不是固定不变的,其随着填筑和固结阶段的不同而发生变化。最大侧向位移的位置一般位于坡趾处竖向断面与坡中竖向断面之间的范围附近,故建议把测斜仪布置在该范围内(为了施工方便,可布置在坡中竖向断面或坡趾竖向断面处)。分析表明,工程中通常采用的利用测斜仪来量测路基深部侧向位移发展情况的技术存在一定的弊端。故需发展更精密的仪器来考察路基侧向位移的基本特性。     

海上风电桩基水平承载力循环衰减二维简化分析

海上风电的桩基在长期循环荷载作用下会引起承载力的衰减。针对软黏土中水平受荷单桩,通过引入累积塑性应变以考虑土体不排水强度的循环弱化,建立二维有限元数值模拟和简化p-y曲线简化方法,以分析水平循环荷载作用后单桩桩侧侧向抗力的衰减弱化。在小数目循环荷载下简化方法与有限元计算结果比较吻合,在此基础上,采用二维简化分析方法得到长期大数目循环荷载下桩侧水平抗力的衰减规律,发现如荷载幅值与初始极限抗力的比值小于土体灵敏度的倒数,单桩在长期水平循环荷载作用下承载力虽有所衰减,但桩基趋于稳定,不会发生破坏。     

水平荷载作用下现浇X形桩桩周土体响应理论分析

现浇X形桩是为了提高单位混凝土承载力性能而开发的一种新型异形横截面桩,但目前针对异形横截面桩在水平荷载作用下桩周土体力学性状的理论研究相对较少。基于保角变换的方法将X形桩孔映射到单位圆上,采用平面弹性力学的复变函数方法得到X形桩在水平荷载作用下桩周土体应力场与位移场分布的平面应变解。续而,基于文克尔地基模型,把桩周土离散为一系列独立的弹簧模型,弹簧的刚度系数采用平面应变解,然后根据欧拉-伯努利梁的挠曲线微分方程推导得到现浇X形桩在水平荷载作用下桩身的变形和内力的计算方法。通过建立的平面应变解计算普通圆形截面桩,并且与Baguelin推导的圆形截面桩在水平荷载作用下平面应变解进行对比分析,验证所建立理论方法的准确性和可靠性。最后,针对一算例进行分析,并与数值模型计算结果进行对比验证。研究结果表明,该理论方法能够较好地模拟水平荷载作用下现浇X形桩桩周土体的力学工作性状,尤其是小荷载作用条件下。     

Responses of the braided channel to reduced discharge and lateral inputs of aeolian sand in the Ulan Buh Desert Reach of the Upper Yellow River

The UlanBuh Desert reach belongs to the upper reaches of the Yellow River located in Inner Mongolia Autonomous Region (China), which has developed a sandy bed. This reach that flows across aeolian dunes field of the UlanBuh Desert has caused large lateral infusion of aeolian sands into riverbed, an abrupt addition of the bedload and a sharp channel widening, forming a typical braided channel. In addition to traditional driving factors such as discharge, suspended sediments and slope, here we also focus on the lateral infusion of aeolian sands into the Yellow River, which may have a significant impact on channel form. To further recognize the desert braided channel change, here based on a long-time series of field dataset from 1966 to 2013, results show that lateral infusion of aeolian sand is the same as discharge as a significant factor to channel form, which is mainly controlled by aeolian activity and discharge conditions. Before the early-1990s, higher discharge and greater intensity of aeolian activity caused a frequent lateral movement and large lateral inputs of aeolian sands into river; this reach showed an unsteady and wider braided channel with a higher braiding intensity. From the early-1990s to 2013, a reduced discharge that caused a decreasing lateral movement, coupled with the decreasing aeolian activity, have resulted in the main flow of the Yellow River far away from sand dunes, which led to a reduction in lateral inputs of aeolian sands. Thus, the braided channel of the UlanBuh Desert reach presented a shrinkage state, gradually changing from a wider and unsteady braided channel to a narrower and relative steady channel form.     

A lateral soil resistance model for XCC pile in soft clay considering the effect of the geometry of cross section

In this paper, a series of well-calibrated finite-element analyses are performed to quantify the influence of the geometry of cross section on the load transfer mechanism of X-section Cast-in-place Concrete (XCC) pile under lateral load, aiming to propose a lateral soil resistance model for XCC pile in soft clay. Based on the results of the numerical parametric analysis, the failure mechanism of soil flow and the ultimate lateral soil pressure are investigated to reveal the underlying mechanism that controls the cross-section geometry-dependency response. Finally, a general p-y formula for XCC pile, which can well capture the lateral behavior of XCC pile considering the various cross section geometries, is developed. In addition, compared with the traditional circular cross section pile with the same area, the XCC pile is more effective in terms of resistance to lateral load.

     

复合点坝侧积周期的成因分析:以密西西比河下游段为例*

复合点坝侧积体定量成因分析是河流沉积学研究的难点之一。通过选取密西西比河下游段激光雷达数据,剖析复合点坝侧积体的内部特征,统计侧积体高程数据,发现其符合周期变化的特点。对高程数据进行傅里叶变换计算,得到复合点坝侧积周期,将侧积周期与河道规模进行拟合,两者符合线性关系,拟合度高。深入分析后,认为侧积周期受河流的季节性洪泛周期控制。研究结论为侧积体定量成因分析提供了理论依据。     

长春粘性土的侧压力系数K0值试验研究

由于侧压力系数在实际工程计算中的广泛应用,但具体研究的不是很多,本文主要介绍长春市粘性土的侧压力系数。     

破裂井筒侧摩阻力分析

根据有效应力原理,对破裂井筒详细调查,建立由多个含、隔水层组成的厚表土底部固结沉降井壁侧摩阻力的概化模型。指出这类井壁不仅有负阻力,同时还有正阻力及零阻力井段,它们的分布决定了井壁挤压破裂及拉伸的部位。从有效应力的变化阐明了井壁破坏与降水季节的关系      

岸滩侧蚀崩塌速率的试验量测方法

岸滩侧蚀崩塌现象普遍存在于冲积河流演变过程中,是河道治理需重点关注的问题之一,岸滩侧蚀崩塌速率的准确量测则是崩岸机理及其治理措施研究的关键基础。基于图像处理技术,建立了河岸侧蚀崩塌速率试验量测系统,通过图像追踪河岸模型上边缘示踪网格位置变迁,提出了一种河岸侧蚀崩塌速率测量方法。以试验水槽为例,对河岸侧蚀崩塌速率进行了量测,并与经验公式计算值进行了比对,两者基本吻合,可较好地反映流速、土体级配等岸滩侧蚀崩塌速率的影响因素及其变化规律。研究成果可为江河崩岸机理的深入研究提供技术支撑。     

地下侧积砂坝建筑结构研究及储层评价——以孤东油田七区西Ng52+3砂体为例

分析了在不同沉积环境下侧积砂坝的沉积模式,研究了侧积体的空间组合特征,并利用模式预测的方法建立侧积砂坝的建筑结构模型。研究表明,孤东油田七区西Ng52+3侧积砂坝是小型河流形成的,其侧积体的空间组合模式为水平斜列式,侧积体的宽度为80～240 m,倾角为5°～12°。薄片、扫描电镜分析证实,七区西Ng52+3的成岩作用较弱,原始的粒间孔隙保存完好,储层孔隙度平均为32.3%,渗透率为3 500×10-3 μm2。侧积砂坝内含有高岭石、蒙脱石、伊利石等粘土矿物,使其储层物性变差。     

基于能量法的轴横向荷载作用下单桩受力变形分析

轴向和横向荷载作用下单桩的受力变形分析是桩基研究的重点内容之一。单桩在水平荷载作用下会产生一定的水平位移与弯矩,而此时作用轴向荷载会使得桩体出现一定的压曲与附加弯矩,以致轴横向荷载作用下的单桩受力变形与单独作用水平荷载或轴向荷载的单桩存在较大的区别。故本文基于能量法,首先分别建立轴横向荷载作用下单桩的受力变形能量方程以及桩周土体能量方程,然后考虑桩土变形协调与一定的桩土相互作用,基于最小势能原理得到单桩变形控制微分方程,并采用幂级数法进行求解,最终得到轴横向荷载作用下单桩受力变形分析的幂级数解答。通过编程计算,将本文方法计算结果与试验结果、数值分析结果、规范法计算结果进行对比分析,验证了本文方法的合理性和可行性。在此基础上,基于本文解答进行了影响参数分析,结果表明:桩体长径比、桩土弹性模量比、桩周土模量深度变化系数均对轴横向受荷单桩的桩身水平位移与最大弯矩值有一定的影响,其中桩周土模量深度变化系数以不小于0.6为宜。     

水位变化影响下的河水-地下水侧向交互带地球化学动态

为了解不同水位变化影响下的河水与地下水侧向交互带地球化学特征动态,以重庆市马鞍溪为研究对象,选取丰水期向枯水期过渡的10-12月为研究期,对河水、地下水及交互带的水位、水温、溶解氧（DO）、pH值、电导率（EC）进行监测,结合对水体主要离子浓度的分析。结果表明,随枯水期到来,侧向交互带水位发生较大变化,交互带与河水间的水位梯度缩小,河水入渗动力逐渐减弱。水位的变化及入渗水温的降低,使交互带微生物活动减弱,pH值上升且变幅减小,DO上升。在其影响下,交互带EC下降,变幅减小,交互带对NO₃-、SO₄2-的净化能力降低,对Mn、Zn等重金属固定能力增强。通过分析交互带地球化学特征的变化,可推断出随马鞍溪枯水期的到来,侧向交互带边界由距河岸30~50 cm移动至距河岸30 cm以内。     

Vertical loads effect on the lateral pile group resistance in sand

Vertical loads effect on the lateral response of a 3×5 pile group embedded in sand is studied through a two-dimensional finite element analysis. The soil-pile interaction in three-dimensional type is idealized in the two-dimensional analysis using soil-pile interaction springs with a hysteretic nonlinear load displacement relationship. Vertical loads inducing a vertical pile head displacement of 0.1-pile diameter increase the lateral resistance of the single pile at a 60 mm lateral deflection by 8%. Vertical loads inducing the same vertical displacement applied to a pile group spaced at 3.92-pile diameter increase the overall lateral resistance by 9%. The effect on individual piles, however, depends on the pile position. The vertical load decreases the lateral resistance of the leading pile (pile 1) by 10% and increases the lateral resistances of piles 2, 3, 4, and 5 by 9%, 14%, 17%, and 35%, respectively. Vertical loads applied to the pile group increase the confining pressures in the sand deposit confined by the piles but the rate of increase in those outside the group is relatively small, resulting in the difference in a balance of lateral soil pressures acting at the back of and in front of the individual pile.     

库车褶皱冲断带天然气成藏体系及有效运移优势通道

库车褶皱冲断带天然气成藏体系由侏罗系煤系烃源岩、侧断坡断层输导体系和侧断坡相关背斜构造圈闭构成.相对于走滑断层而言, 侧断坡断层是有效的天然气运移优势通道.研究表明, 侏罗系煤系生成的天然气通过侧断坡断层向上运移到白垩系巴什基奇克组侧断坡相关背斜的砂岩储集层聚集成藏, 异常压力的幕式泄压可能是油气运移的主要方式.克拉2、迪那2、迪那1和吐孜1等气田的发现是库车褶皱冲断带天然气成藏体系的有效体现.侧断坡相关背斜是库车褶皱冲断带天然气勘探的新领域.      

渤海海域渤东地区断裂体系与盆地结构

以渤东地区为研究对象,运用丰富的三维地震资料,文中将剖面特征分析与水平相干切片特征分析相结合,在对断 裂体系精细刻画的基础上,建立了不同类型断裂的结构模式,分析了断裂的展布特征,并就断裂体系对盆地结构的控制作 用进行了研究,结果表明：渤东地区新生代断裂体系发育特征吻合于郯庐断裂新生代右旋应力场,表现为以NNE 向走滑断 裂为主枝、以NE向拉张断裂为侧枝、近EW 向断裂为细脉的特点,可以划分为走滑断裂、拉张- 走滑断裂、走滑- 拉张断 裂和拉张断裂四种基本类型,受断裂性质和活动强度的影响,不同类型断裂的空间结构存在明显差异;受郯庐断裂左旋到 右旋的转变、拉张作用与走滑作用强弱的转变、地幔上涌水平拉张到热沉降的转变等因素的影响,不同时期的断裂体系存 在明显差异,依据断裂对盆地结构的控制作用,可将新生代盆地发育划分为左旋- 右旋转换、走滑- 拉张断陷、拉张- 走滑 断陷和走滑- 拗陷4 个不同的演化阶段。明确断裂的时空差异性对于渤东地区油气勘探具有重要指导意义。     

砂卵石地层中单、双排钢板桩围堰现场水平载荷试验研究

针对松花江砂卵石地层上的钢板桩围堰进行现场模型的水平载荷试验,介绍了模型的施工及试验方法,研究了双排钢板桩通过拉杆连接这种结构在水平载荷作用下的变形特性,同时进行了单排钢板桩水平载荷试验作为对比分析;通过测量其深层水平位移及桩顶位移,分析其桩顶位移预警值为及水平荷载的影响深度;通过测量拉杆轴力,分析水平力的传递,对类似工程设计有一定的参考作用。     

欠固结地层静止侧压力简化计算方法

大量工程实践表明：正确预估欠固结地层的静止侧压力大小对工程的稳定性分析和安全设计十分重要。因此,通过理论分析和数值模拟深入探讨了固结排水过程中地层侧向压力的变化规律,建立了静止侧压力与超固结比OCR的联系,提出了等效静止土压力系数的概念和计算公式,形成了考虑OCR影响的欠固结地层静止侧压力简化计算方法,并用数值模拟和试验结果进行了验证。提出的等效静止土压力系数实现了欠固结地层和正常固结地层侧压力计算的统一。研究结果表明：欠固结地层的静止侧压力随超固结比OCR的增大而线性减小,且随土体有效内摩擦角的增大,OCR对侧向压力的影响越大。上述研究成果可为欠固结地层的土压力计算提供技术支撑。