波浪作用下可液化海床最大液化深度

较大的风浪会使海床发生液化,波浪引起的海床液化问题是海岸及近海工程必须考虑的关键问题之一.基于Biot固结理论,同时考虑了振荡孔隙水压力和残余孔隙水压力的液化准则,作者推出了波浪作用下可液化海床最大液化深度的解析表达式.同时分别采用解析表达式和FLAC数值模拟求解了相应的例子,两者得出的液化深度均和例子的基本相等.且从FLAC的结果可看出,加载波浪力时孔隙水压力开始累积,土体有效应力逐渐下降,当有效应力降到零时,海床土层液化,海床土颗粒重组后下沉压实,之后残余孔隙水压力开始消散,土层有效应力逐渐恢复.最后还就不同波高、波长和水深进行了解析解和数值解的对比,两者得出的结果比较吻合,并能较好地反映海床液化深度变化规律.     

波浪作用下成层海床孔隙水压力响应的简化分析

采用不排水条件下孔隙水压力发展模式,作为Terzagh i一维固结方程中考虑波浪循环作用所引起的孔隙水压力源项,对于成层海床建立了推广的一维动力固结方程,运用数理方程中的分离变量法与G reen函数求解了成层海床在波浪作用下残余孔隙水压力的发展规律,进而对成层海床的液化势进行了评判。对比计算与分析表明,海床表层土的渗透性及其厚度对于海床的整体抗液化性能具有显著的影响,低渗透性的表层导致海床孔隙水压力的显著积累,此时表层置换法是防治液化的有效途径。     

波浪荷载作用下海底隧道-孔隙海床的动力分析

孔隙海床在波浪荷载作用下其有效应力减小、孔隙水压力增加,这将影响孔隙海床中隧道的稳定性,因此,研究在波浪荷载作用下孔隙海床与隧道的动力响应具有重要的工程意义。本文基于Biot的动力固结理论和弹性动力学理论建立波浪荷载作用下孔隙海床与海底隧道的动力分析模型,并同时考虑海底隧道与海床之间的接触效应、边界效应等对海底隧道内力的影响。最后通过变换海床的变形模量、渗透系数和海底隧道的半径、埋深等,观察其对海床土孔隙水压力和海底隧道内力的影响,为海底隧道的设计提供依据。     

波浪地震联合作用下砂质海床沉管隧道动力响应分析

对于埋置于海床表层的沉管隧道,波浪作用是不容忽视的常遇海洋环境因素。不同于陆域地下结构,海底沉管隧道地震反应分析和安全评价应考虑波浪的联合作用。基于Biot完全耦合的动力有效应力分析方法,对波浪与地震联合作用下砂质海床-隧道之间的动力相互作用特性进行研究。研究结果表明,相较仅有地震作用,波浪荷载加速了沉管隧道周围海床地震残余超孔压的增长和渐进液化进程,增大了沉管隧道上浮量;波浪与地震联合作用对应的β谱谱值更大,且卓越反应周期向长周期偏移;波浪对海床地震动的影响深度有限,仅对海床地表以下15 m范围内的地震动有放大效应。忽略波浪环境作用对砂质海床场地设计地震动参数的影响,对于沉管隧道抗震设计是偏于不安全的。     

浪作用下海洋底床动态响应的研究

有关波浪作用下的底床动态响应越来越引起人们的重视。本文从海洋土的特点出发，针对各向同性底床和各向异性底床，详细论述了在线性波加载下，波浪衰减和底床动态响应这两方面的研究现状，在分析和比较已有研究成果的基础上，对今后的研究方向提出了自己的看法。     

广义Biot固结方程隐-隐式解法的推广及应用

无条件稳定的隐－隐式交叉迭代法是求解u-p形式的广义Biot理论有限元列式的一种高效数值方法，在此基础上提出了能够考虑孔隙流体加速度的新解法，扩展了隐－隐式解法的适用范围。将广义Biot理论两种u-p形式的有限元列式作了统一表达，进而采用逐步积分法求解时域内的动力迭代方程。静力Biot理论描述的边值问题可视为其特例。通过波浪作用下弹性海床的动力反应分析，验证了所发展的数值解法的有效性。计算结果表明，土骨架和孔隙流体的加速度对海床动力反应的影响很小。     

粉土液化的小型振动台试验研究

利用小型振动台试验定性研究了K0固结状态下场地粉土的液化问题,验证了孔隙水压力增长模型的适用性。从运动微分方程推导了试验的近似相似律,并利用该相似律对试验进行了分析。     

黄河三角洲粉土液化的试验研究

在野外自然地理和地质调查的基础上，以黄河地区可液化场地粉土为研究对象，利用室内动三轴和振动柱试验进行测定，分析了动荷载作用下粉土的动应力应变关系并模拟了地震荷载作用下粉土的孔压响应及抗液化强度，得出了液化破坏标准，提出了原状粉土的振动孔压上升模型。对试验结果进行分析发现，随着粘粒含量的增加，粉砂、粉土、粉质粘土、粘土达到相同剪应变所需的动剪应力也依次增加；粉土孔压比0．68、粉砂土孔压比0．87作为液化破坏开始的标志；粉土发生液化所需的循环应力比大于砂土。这些研究为以后建立适合本地区的饱和地基土地震破坏判别方法提供了参数和依据。     

地震和波浪作用下表面波条件对海水动水压力的影响

地震动斜入射条件下海洋场地简化为理想流体海水-两相介质海床-弹性固体基岩系统模型,通常假定为静水液面条件。本文以地震动SV波为例,推导了表面波条件下海洋场地动力反应解析解,研究了表面波条件对海水动水压力的影响。研究表明,表面波频率在大于0.5Hz时对海水动水压力几乎无影响,在小于0.5Hz范围内有影响,且越接近水面、频率越低时影响越显著。实际地震动卓越频率通常大于0.5Hz,因而地震动作用下采用忽略表面波条件的静水液面假定是合理的。进一步结合线性波浪理论,研究SV波和波浪联合作用下表面波条件对海水动水压力的影响。研究表明,由于波浪属于低频荷载且频率通常小于0.5Hz,在地震和波浪联合作用下表面波条件的影响较地震单独作用更为显著。     

颗粒组成对粉土动强度的影响分析

以天津汉沽地区某挡土墙地基粉土为研究对象,首先对不同颗粒组成的粉土做固结不排水动三轴剪切试验,采用各向等压固结,周围压力等于100kPa。固结完成后在不排水条件下施加轴向激振力,试验波形为正弦波,振动频率1.0Hz,试验中以试样在周期剪切时轴向周期应变达到5%作为破坏标准,得出粉土的动强度受颗粒组成的影响。细颗粒含量越大,其动强度越小,黏粒含量为7.2%的粉土循环剪应力比CSR约为20.3%黏粒含量粉土的2倍。粉土的动强度可以用循环剪应力比和破坏振次建立的幂函数关系式较好地拟合。在剪切过程中,粉土的孔隙水压力一直没有达到所施加的围压数值,最终稳定在75%~85%围压之间。同时,试验还得出孔隙水压力的增长模式不能用统一的Seed模型拟合,孔压增长规律的影响因素较多。     

THE INFLUENCE OF TOPOGRAPHY ON TIME AND SPACE DISTRIBUTION OF SOIL SURFACE WATER CONTENT

The distribution of water content in time and space at the soil surface has been investigated on a small farmland catchment (1.3 km² ) from four field surveys corresponding to different moisture statuses. For each survey, about 400 samples were collected at the soil surface at a depth of 5 cm along ten axes parallel to the greatest slope. The relationship between the measurements and the topography has been analysed. The structure of the data is well explained by a topographic index referring to the downslope conditions and defined as the elevation difference between the sample point and the stream point corresponding to the outlet of the water pathway derived from the digital elevation model (DEM). This index can be considered as an hydraulic head, at least for saturated conditions. A threshold for this index allows two domains within the catchment to be distinguished; an upper domain where the water content is nearly constant and varies slowly, and a lower domain where moisture status increases and is highly variable. The spatial distribution of these two domains is well correlated to the spatial distribution of the soils. Thus, both topography and the spatial distribution of soil appear to control the spatial distribution of surface water content at the 1-km² scale. © 1997 by John Wiley & Sons Ltd.     

饱和土沉积谷场地对平面SV波的散射问题的解析解

把波函数展开方法用于饱和多孔介质中波的传播的研究中,给出了不同土层界面条件（透水条件和不透水条件）下具有饱和土沉积层的圆弧形沉积河谷场地对平面SV波散射问题的解析解. 其中沉积谷软土场地用饱和多孔介质的Biot动力学理论模拟,半空间场地用单相介质弹性动力理论模拟. 对于入射角大于临界入射角时,产生的面波的波函数用有限Fourier级数展开,这种方法适用于较大的入射波频率范围,这是现存的数值方法所不能比拟的一大优点. 文中算例分析了入射波频率和入射角对地震地面运动的影响.     

饱和度对波在土层交界面的反射、透射系数的影响

把均匀流体概念引入Biot两相多孔介质动力理论中，用Biot的两相多孔介质模型模拟不完全饱和土层，给出SV波，P波从不完全饱和土层入射到弹性土层时，在土层交界面上反射，透射系数的表达式，结果表明与完全饱和相比，饱和度发生很小的变化就会对交界面上反射，透射系数产生很大的影响。今后应该重视饱和度变化对地震动力响应的影响。     

地下水潮汐现象的物理机制和统一数学方程

用新的分层承压含水层模式 ,不但考虑含水层的力学压缩性质 ,而且考虑含水层的渗流特性 ,并结合扰动信息源的频率特性 ,分别研究扰动源地球固体潮、大气潮和地表负荷潮对承压井水位和流量的影响机理 ,给出相应的偏微分方程。从方程的解释或数值解讨论扰动源与承压井含水层的力学压缩参数、渗流特性参数及与频率特性频数的关系 ,进而给出承压井水位和流量对地球固体潮、大气潮和地表负荷潮汐响应的统一数学方程及其潮汐响应函数 ,并揭示了上述几类潮汐扰动信息源对承压井水位和流量影响的物理机理     

声波与表层土壤水分含量变化的实验研究

为研究地面表层土壤中水分含量变化与震前记录到微震和极微震的关系，进行了声波与表层土壤含水量变化的实验．实验的目的是探讨震前微破裂引起的声波能否改变土壤表层的水分含量，从而建立起遥感图像中的热异常信息与孕震关系．通过实验发现，声波对土壤作用使得原本自然蒸发呈降低趋势的湿度值呈上升趋势，而土壤表面的温度呈下降趋势．      

水上浅层折射和反射波联合勘探应用研究

用浅层折射和反射联合勘探方法在京－沪高速公路沂河桥址区进行隐伏断层和岩性垂直分带控测试验,试验是在宽约４００ｍ的水面上进行的。工作区第四系沉积层和下伏基岩对采用纵波速度作为探测物理量是敏感的,采用ＥＳ－２４０１高分辨率数字地震仪和“五小二高”的工作方法,全方位拾取折射和反射波信息,强化地质推断解释的可靠性,探测试验取得了良好的效果。     

云峰井水位微动态的变径观测效应

井孔水位对地壳应力应变的反映能力取决于井－含水层系统的多方面条件，观测井的直径大小是其中之一。在云峰井进行的变径观测结果。水位变动段的直径由１１８ｍｍ缩至８０ｍｍ之后，水位固体潮井系数明显变大，水位记震能力有显著提高，水位气压系数也有所增大。这样的事实表明，缩小水位变动段的井径是提高水位映震能力的有效途径之一。     

SEDIMENTATION AND CONSOLIDATION OF A HIGH WATER CONTENT SOIL

I INTRODUCTIONHigh water coment soils are often at the centre of delicate industrial and environmental problems,particularly concerning the behaviour of port or estuary mud, and deposits at sea.In soil mechanics, an understanding of the behaviour of soils is based upon the concept of effectivestress proposed by Terzaghi (1936) and defined by the difference betWeen the total stress and the porepressure. Theoretical studies (Aleds et al., 1992) highlight the effective stress as the main co…     

地下水位固体潮响应的地震异常

本文从理论上讨论了承压井水位与含水层固体潮体应变的关系以及在非线性失稳状态井水位对固体潮响应的变化,重点讨论了其响应率与响应比的变化。对水位观测资料的计算分析表明,震前响应率有一些变化,响应比有一个背景值1,与理论是一致的,而且震前也存在一些变化,说明水位固体潮响应可以反映含水层岩石参数的变化。