西藏扎布耶盐田盐渍土的改性配比试验

根据盐渍土的物理化学性质,采用掺入不同比例石灰或水泥的方法进行改性处理。经击实、抗剪和抗压强度试验结果表明,盐渍土掺入石灰或水泥改性后,混合料的最大干密度、最优含水率、强度指标等均有增加,特别是内聚力迅速增长。研究表明,盐渍土混合料的性状得到了明显改善,改性后的混合料可用于修建盐田埝堤类相关工程。     

基于自适应可变滤镜的地类变化预测模型

随着土地开发建设规模不断扩大,土地利用情况也在逐年发生变化,准确预测未来土地利用的发展趋势,可以为本地区的土地利用规划提供依据,提升本地区的土地利用效率。传统方法一般采用CA_Markov、ANN以及CA_ANN模型进行预测,存在训练时间长、预测精度不足和缺乏说服力等问题。本文针对上述问题,结合元胞自动机以及人工神经网络模型,建立一种自适应可变滤镜网络模型,针对特定大小区域内的土地类别数目,创建多类数据集来训练不同参数的多个神经网络,可以成功预测未来土地变化的情况,这样就避免了训练单一网络时数据对网络权值的抵消。相比于传统模型中效果最好的CA_ANN模型,本文建立的自适应可变滤镜网络模型不仅总体精度提高了1%~3%,各种地类转化精度提高了12.82%~33.33%,模型预测时间也缩减了49.47%。     

基于粒子群优化和随机森林的最优含水率与最大干密度的预测模型

土体压实可以通过外力迫使土颗粒压密来增大土体密实度,从而改善土体的力学性能.因此,土体压实参数的确定对于土工结构有着重要影响.本文采用基于粒子群优化的随机森林模型对最优含水率(wopt)和最大干密度(ρdmax)进行了预测.首先,利用灰色关联度算法计算最优含水率和最大干密度与特征变量(含砾量,砂含量,细粉含量,液限,塑...     

不同固化材料垫层在黄土中隔水能力及其垂直扩散特性

黄土作为地基材料时由于其湿陷性容易出现失稳现象,利用固化剂垫层改良黄土地基水稳性和强度的技术被广泛使用。本文主要通过在黄土中分别加入石灰、水泥和粉煤灰固化剂垫层的方法进行加固,测定了在垂直方向上各处的含水率、密度、干密度、土颗粒比表面积(SSA)及阳离子交换能力(CEC)的变化。试验表明石灰、水泥和粉煤灰垫层可以影响10～15cm范围内相邻土层含水率、密度、比表面积和阳离子交换能力,改变土质结构,提高土体的水稳性。改性后的土体越靠近固化剂垫层,含水率、SSA和CEC越小而密度越大。其中,石灰垫层效果最好,它能将黄土中含水率减小超过4%,密度增加1.0～1.5g cm-3,粉煤灰作用次之,水泥最弱。此外,试样土颗粒比表面积(SSA)与阳离子交换能力(CEC)存在线性递增的关系,本次试验中,3个试样中SSA与CEC之比均稳定于6.5～7.5之间。     

非饱和黏土质砂的渗气规律试验研究

为了探讨非饱和黏土质砂的渗气规律,对常规三轴仪进行了改造,使其能够进行非饱和土渗气性量测,改进后的渗气装置具有构造简单、制样方便、试样均匀性好、加载系统稳定、可用量测的气压力梯度范围较大、提高了量测精度等优点,并解决了量测空气体积困难的问题和渗气试验气体从刚性壁和试样边缘流出的问题。使用该套仪器研究了不同干密度和不同含水率条件下气体流速与渗透系数随压力梯度变化的规律,分析了气体流速、渗气系数同含水率和干密度之间的依存关系,建立了渗气系数与含水率和干密度之间的函数关系。研究结果表明：试样在所研究的含水率、干密度范围,非饱和黏土质砂中气体流动可用达西定律描述。     

典型降水预报ANN多指标优选——以太湖湖西区为例

为提高多种典型人工神经网络应用于降水预报的精度与稳定性并做出优选,对太湖流域湖西区丹徒、丹阳、金坛、溧阳、宜兴5站的年降水量时间序列建立基于组成成分分析的人工神经网络模型,并通过平均相对误差、平均绝对误差、均方根误差及合格率4项评价指标对比分析预报效果。该模型采用Mann-Kendall法、秩和检验法、谱分析法进行组成成分分析;建立BP网络、小波神经网络、RBF网络、GRNN网络及Elman网络模拟并预测随机成分,与确定性成分叠加得年降水量预报结果。在湖西区的研究结果表明,基于组成成分分析的人工神经网络模型的拟合及预测精度高于原始人工神经网络和线性自回归模型,GRNN网络的预测精度与稳定性高于其他4类神经网络。     

重塑黄土压缩变形的预测模型研究

针对黄土填方场地的沉降变形问题,通过进行不同初始含水率和干密度的重塑黄土的高压固结试验,发现荷载与干密度的比值（p/?d）与荷载（p）呈很好的线性关系,并以此为依据建立了不同厚度（荷载）填方场地的沉降预测模型。该模型有k和b两个参数,其中k随着初始含水率（w0）或初始干密度（?d0）的增大而减小,三者之间的关系为：?d0k +w0 =1;b主要与初始干密度有关,随着初始干密度增大而减小。与前人基于孔隙比和荷载关系所建立的压缩变形计算模型的对比分析发现,用干密度和荷载表示土压缩性的方法与试验数据拟合精度更高,且线性相关性更强,更适合于重塑黄土的压缩变形预测。     

珊瑚砂热物理参数测试与预测模型对比分析

在我国“海洋强国”建设下,南海岛礁建设顺利推进,以浅层礁坪为介质的地源热泵技术、能量桩等,实质是与礁砂介质能量交换的过程,需进一步掌握珊瑚砂导热性能的演变规律。以南海岛礁珊瑚细砂为研究对象,测定并探讨在不同干密度和含水率下对3大热物理参数的影响,并选用12种砂土热物理参数模型的预测数据与实测数据进行类比分析,提出适宜预测珊瑚细砂导热性能的经验模型。结果表明,珊瑚细砂导热系数和体积比热容、热扩散系数均与干密度呈正相关关系,导热系数和体积比热容与含水率的相关系数高于干密度,而热扩散系数与含水率呈“凸”形增长关系,与干密度的相关系数远高于含水率。基于试验实测数据进行线性回归分析,修订Cote-Konrad模型与Gangadhara Rao模型,显著提高模型对珊瑚细砂导热系数预测准确性;通过De Vries模型与Xu模型的线性修正,大幅缩小珊瑚细砂体积比热容预测值与实测值的差异,在Dai模型相关系数的二元拟合分析基础上,建立表征珊瑚细砂热扩散系数预测模型,为岛礁隔热、控温工程设计以及珊瑚砂热物理特性研究提供参考。     

含水率及干密度对桂林红黏土抗剪强度的影响

为研究含水率及干密度对桂林红黏土抗剪强度的影响机理,进行了一系列控制含水率、干密度的直剪试验,建立含水率及干密度与抗剪强度的函数关系式。试验结果表明:同一干密度条件下,粘聚力、内摩擦角随含水率的增大整体呈下降趋势;在含水率相同时,随干密度增大,粘聚力减小,内摩擦角增大。分析表明:随含水率增大,具有“水稳定”性的胶结作用减弱,引起粘聚力降低;土中结晶态氧化铁含量高于胶结态时,内摩擦角增大,反之则降低。干密度增大时,重塑土因胶结键断裂后短时间无法恢复,使土颗粒的有效胶结面积的减少程度大于其增多的程度,引起粘聚力下降;干密度的增大会改变红黏土的微观结构模型,土中封闭孔隙的增多会导致粘聚力下降;土样微观结构性随干密度的增大而增强,使内摩擦角增大。      

干密度对路基性能的影响研究

通过滤纸法试验,测得3种干密度下的土-水特征曲线,拟合得到3种干密度下的Van Genuchten模型参数,分析干密度对土-水特征曲线及Van Genuchten模型参数的影响。通过室内回弹模量试验,分析压实度和含水率对回弹模量的影响,并建立回弹模量与压实度和含水率之间的关系式。基于水力耦合机制,结合试验结果建立地下水位变化作用下的路基湿度及变形的动态响应模型,计算地下水位从-6 m上升到-3 m后,路基的含水率和回弹模量分布以及路基的变形。计算结果表明,干密度对土-水特征曲线Van Genuchten模型参数产生显著影响,饱和体积含水率随着干密度的增大线性减小,残余体积含水率随着干密度的增大线性增大,参数a与进气值的倒数线性相关,参数n随干密度的增大线性增大;回弹模量随着含水率的增大而减小,随着干密度的增大而增大;地下水位上升导致路基土的含水率显著增加,回弹模量明显下降,引起不可忽视的路基变形;不同填筑压实度下,地下水位变化引起的路基变形差异很明显,控制路基土的压实度是提高路基土性能的有效途径。     

基于神经网络的大连东北海岸带碎石土地基强夯加固研究

以大连某实际工程作为研究场地,室内试验与原位测试所得碎石土地基物理力学参数与实测所得强夯处理沉降量作为样本,通过BP神经网络对样本的训练、学习,建立地基土力学参数与强夯处理的沉降量之间的映射关系,利用所得映射关系对场地实测的沉降量进行物理力学参数的反演分析。结果表明:经过训练的神经网络模型可快速得出所需参数,利用flac3d以反演所得参数进行计算,模拟沉降量与实测沉降量的误差为4.87%,在可接受的范围之内;基于神经网络的位移反分析方法可以省去繁琐的测试工作,但该方法的实现需要有充足的样本数据作为支撑。     

Consequences on water retention properties of double-porosity features in a compacted silt

The paper deals with an experimental investigation aimed at studying microstructural features and their consequences on water retention properties of statically compacted unsaturated silt. The evolution of the microstructure of the aggregate fabric induced by compaction is investigated by studying the pore size distribution changes under different initial conditions (void ratio and water content). The material used is low plasticity silt from Jossigny near Paris, France. A series of mercury intrusion porosimetry tests (MIP) were performed at different void ratios and water contents to provide microstructural information. The arrangement of aggregation/particles and pore network was also investigated with environmental scanning electron microscopy (ESEM). The MIP data were used to determine the water retention curve on drying for the specific pore network configuration induced on compaction. The MIP data were used to formulate and calibrate a multimodal water retention model for a specific pore network configuration, which is obtained by linear superposition of subcurves of a modified van Genuchten type. The study is then complemented with controlled suction oedometer tests on compacted samples to obtain the water retention properties of the material at two different void ratios. Finally, we compare the water retention properties obtained by the simulated progression of the different pore network configurations induced on the hydraulic path with the water retention properties under suction-controlled conditions. Good agreement between the two methods for the drying path is reached.     

路基煤矸石填料土-水特征曲线试验研究

煤矸石作为煤层开采和洗选过程中产生的废弃料,常用于路基填筑。压实的路基煤矸石填料存在双孔隙群结构,其土-水特征曲线（SWCC）具有双台阶现象。而SWCC与土体非饱和渗透系数密切相关,对路基内部水分运移以及路基长期累积变形有重要影响。为了探究压实度、粉粒含量、最大颗粒粒径对双台阶SWCC的影响,对路基煤矸石填料进行了一系列压力板试验,并采用描述双台阶SWCC的Bi-V-G公式拟合实测SWCC,分析了模型参数变化规律。试验结果表明,粉粒含量为5%时,不同压实度试样SWCC均存在双台阶现象;粉粒含量为50%时,随着压实度增大,试样SWCC由双台阶形过渡为单台阶形,在0.90和0.95压实度之间存在一个界限值,双台阶现象消失;增大压实度、提高粉粒含量或减小最大颗粒粒径,均会使SWCC台阶高差减小。随着压实度增大或粉粒含量提高,模型参数 、 （与进气值有关的参数）和 、 （与排水程度有关的参数）值均逐渐减小,试样大、小孔隙部分均进气值增大,持水能力提高。     

A model of strain localization in porous sandstone as a function of tectonic setting,burial and material properties; new insight from Provence (southern France)

The analysis of three cataclastic band sets from Provence (France) reveals that the band density, their conjugate angles, their ratio of shear displacement to compaction, and the amount of cataclasis within the bands differ and can be expressed as functions of tectonic setting and petrophysical properties. We identify (1) a dense and closely spaced network of shear-enhanced (reverse) compaction bands; (2) a regularly spaced less dense network of reverse compactional shear bands; and (3) a localized network of normal shear bands. The field data show that strain localization is favored in an extensional regime and is characterized by shear bands with a large shear to compaction ratio and a small conjugate band angle. In contrast, distributed strain is favored in a contractional regime and is characterized by compactional bands with a low ratio of shear to compaction and a large conjugate band angle. To explain the mechanical origin of this strain localization, we quantify the yield strength and the stress evolution in extensional and contractional regimes in a frictional porous granular material. We propose a model of strain localization in porous sands as a function of tectonic stresses, burial depth, material properties, strain hardening and fluid pressure. Our model suggests that stress reduction, inherent to extensional regime, favors strain localization as shear bands, whereas stress increase during contraction favors development of compactional bands.     

含水层压密引起其特征参数变化的实验

水文地质参数在含水层压密过程中不断变化,这是诸多地面沉降模型实际应用中的难点之一。就含水层压密对水文地质参数的影响开展了初步的实验,结果表明,压密前后含水层的渗透系数和给水度发生了较大的变化。其中：渗透系数随模拟含水层介质压密过程的变化几乎呈线性的减小趋势,线性拟合决定系数为0.959 2~0.997 1;给水度随着含水层的压实而表现出下降的趋势较为复杂,随介质类型的不同而有差异。渗透系数和给水度的下降速度在不同介质中也有一定的差异。在本研究的实验模型尺度下,给水度和渗透系数呈现一定的线性正相关关系,一次线性相关函数斜率为0.001 3~0.005 1,截距为0.011 6~0.038 1,基本相近且在相同数量级。     

Meso-mechanism of rolling dynamic compaction to reinforce loose landslide dam materialEI北大核心

为系统研究冲击碾压过程中松散堰塞坝料的细观密实机制,基于自行设计的可视化冲击碾压模型装置及粒子图像测速技术,研究了不同冲击碾压参数对堰塞坝料地基的表面变形、内部变形及颗粒位移规律的影响。试验结果表明,冲击碾压加固过程是冲击和碾压两者共同作用,由于水平冲击作用,冲击点下方地基的变形具有非对称性。“高速轻轮”的施工参数会强化冲击效果,弱化碾压效果,造成地基表面平整性差。堰塞坝料冲击轮加固过程中的最大位移发生在三边形冲击轮圆弧面较平滑处与土体接触时,随后由于模型冲击轮重心上升,地基出现部分弹性回弹。提高冲击轮的牵引速度能够促进冲击能量向深层传递,但水平影响宽度有限;提高冲击轮的质量则能促进能量向两侧水平方向传递,但影响深度有限。对于模型试验的易贡堰塞坝料地基,冲击碾压最佳牵引速度约为0.75 m/s。结果可为堰塞坝料地基的冲击碾压浅层加固提供理论依据。     

东乡县湿陷性黄土回填碾压的施工控制措施

针对东乡县湿陷性黄土回填碾压质量要求及控制工序,用运碾压厚度试验、含水率试验、碾压遍数试验、碾压速度试验等,从湿陷性黄土回填碾压的两个控制工序,即黄土回填和黄土碾压出发,全面系统的分析了压实度影响因素并提出了施工控制措施。研究表明,在相同压实条件下,适宜的回填厚度有益提高压实度质量和效益;确定最佳含水率后,在施工中不影响施工质量的前提下,相对扩大土的含水率控制范围,既能达到整体压实稳定,又能加快施工进度;在相同的回填条件下,同一深度的压实度随压实机械功能增大,压实度越高;在相同压实功能条件下,同一深度范围内碾压遍数越多,压实度越高;增加压实功能的办法提高土基强度的效果有一定限度,吨位增加到一定限度以上,效果提高愈为缓慢;碾压速度加倍时,碾压遍数相应加倍,应针对具体碾压材料层和所用压路机,通过铺筑试验区域选择合适的碾压速度。     

Fluid–rock interactions during continuous diagenesis of sandstone reservoirs and their effects on reservoir porosity

The Cretaceous sandstone reservoir in the Kuche Depression, Tarim Basin, western China, was investigated with reference to its reservoir property evolution during diagenesis. Six general diagenetic stages were recognized through petrographic, mineralogical and geochemical analyses. Fluid–rock interaction experiments were conducted under these six continuous diagenetic conditions, that is with a simulation sequence of compaction → early diagenesis → organic acid incursion I → elevated temperature/pressure → organic acid incursion II → late diagenesis. Corresponding to these six experimental stages, a total of six models were constructed. Finally, an extended model of fluid–rock interaction during diagenesis at a geological timescale (from 30 Ma to present) was constructed after various parameters had been validated. Results demonstrate that the diagenetic stages from both the experimental and numerical simulations generally matched findings obtained from the petrographic and geochemical analyses: (i) With compaction becoming weakened, cementation by various minerals was gradually increased. (ii) Quartz overgrowth occurred because the contemporaneous sedimentary water was alkaline. (iii) Most minerals (for example, calcite and feldspar minerals) displayed dissolution owing to the first organic acid incursion, resulting in the visual porosity increasing to 29·26%. (iv) Increases in temperature and pressure caused a minor fluctuation of the porosity change. (v) The cement that formed during earlier stages largely dissolved with the second organic acid incursion. (vi) During the last stage, the reservoir fluid was diluted by sedimentary alkaline water and most minerals precipitated under an alkalic environment. The present porosity simulated is about 11·4%, comparable with the actually measured data. This study demonstrates that the combination of petrographic observations, laboratory experiments and numerical simulations can not only reconstruct the diagenetic process, but also provide a quantitative evaluation and prediction of reservoir petrophysical properties.     

土石混合料的结构分类

探讨了振动三参数：离心力、激振频率和名义振幅对土石混合料振动压实效果的影响,提出了两种对比工艺。并根据土石混合料在同一振动工艺下的压实特性,指出土石混合料具有三种结构类型,以最大干密度为判据,含石量为指标进行了结构分类,给出了分类区间。