跨地裂缝带云轨桥梁结构变形与力学特征

地裂缝作为西安市典型城市地质灾害,给城市交通建设带来了巨大潜在危害,引起工程界的高度关注。以西安市高新区云轨示范线工程跨地裂缝带为研究背景,基于有限元数值模拟,分析了云轨简支梁桥正交跨越地裂缝带轨道梁、桥墩及桩基础等结构的变形与受力特征。结果表明:地裂缝错动作用导致云轨轨道梁产生竖向沉降差异,跨地裂缝段竖向位移差异和水平位移最大,其水平位移最大约为地裂缝位错量的1/4;桥墩出现竖向沉降,且向地裂缝带倾斜,其顶部水平位移上盘大于下盘,水平位移最大约为地裂缝位错量的1/3;地裂缝两侧桥梁桩基础产生以水平位移为主的倾斜变形,土体对下盘桩产生正摩擦力,对上盘桩产生向下的负摩擦力,下盘桩受压,上盘桩受拉。上述研究结果可为桥梁跨地裂缝带工程设计与防灾减灾提供参考和指导。     

西安地铁隧道穿越地裂缝带的计算模型探讨

通过对西安地铁隧道穿越地裂缝带的大型物理模型试验成果的分析,提出在地裂缝活动时,穿越地裂缝带的地铁隧道有以下两个方面的变化特征:一是作用于隧道的荷载发生改变;二是在隧道底部产生脱空现象。这种脱空现象无论在整体式隧道还是盾构隧道中都会出现。造成隧道在界面上与土体脱空的原因是隧道和周围地层的变形不协调。脱空区域的大小对地铁隧道的变形与内力计算会产生明显影响。在对隧道变形特征分析的基础上,总结得出了西安地铁穿越地裂缝带隧道变形的4种计算模型:对于整体式长隧道,可以采用一端固定而另一端简支,或一端固定而另一端定向支承的计算模型;对于整体式短隧道,可以采用外伸梁模型;对于盾构隧道,可以采用一端固定而另一端定向支承的计算模型。最后,对脱空条件下隧道数值分析的建模问题进行了讨论。算例分析表明:在数值计算中,对于隧道与土体接触面的界面处理非常关键,否则将造成计算结果的重大误差。     

管土相互作用土箱模型实验设计

随着给排水管道埋深的增加,土压力对管道受力状态的影响也越显著。这要求设计和施工人员对管土相互作用有更深入的认识,并能准确地计算作用在管道上土压力的标准值。埋地管道管周土压力分布规律、管道内部应力特征、管道破坏机理以及填土对管道受力状态的影响是管道设计和施工的主要影响因素。土箱模型实验可用于研究和解决上述问题,介绍并分析了管土相互作用土箱实验系统设计原理。土箱模型实验的设计包括管土受力模型的简化、土箱尺寸的设计、土箱加载方式的选择、土箱侧壁摩擦阻力和箱壁变形的评价、物理量的量测以及实验土体的选择与填筑等。土箱模型实验设计的关键是要保证设计出来的土箱中管土单元的受力状态仍然是简单的三向受力状态。      

西安地铁穿越地裂缝的抽水试验研究

查清地裂缝水文地质情况可以为西安地铁设计和施工提供科学依据。根据西安地铁勘察工作需要,2008年7月～9月选择地裂缝穿过的西安市劳动路小学院内场地首次尝试进行跨地裂缝水文地质专项现场试验。试验内容包括试坑渗水试验、钻孔注水和抽水试验,并以1号抽水井的稳定流抽水试验为典型,研究地裂缝对地下水渗流的影响。采用带1个观测孔的稳定流潜水完整井公式、带2个观测孔的稳定流潜水完整井公式以及潜水完整井水位恢复速度计算公式等3个渗透系数计算方法,得到了地表浅层土体沿地裂缝走向和垂直于地裂缝走向的渗透系数,分析了渗透系数的差异性;最后利用MADIS有限元软件模拟场地内建筑物对地基土施加应力,探讨了建筑物对场地土体的影响。结果表明:利用上述3个公式计算,都得到沿地裂缝方向土体的渗透系数比垂直地裂缝方向的土体稍大;在同一落程中,利用潜水完整井水位恢复速度公式计算得到的渗透系数最大,利用带2个观测孔的稳定流潜水完整井公式计算得到的渗透系数次之,利用带1个观测孔的稳定流潜水完整井公式计算得到的渗透系数最小,这主要是由井损造成的;建筑物对场地土体的影响主要集中在素填土层、黄土层和古土壤层,粉质黏土层以下影响则逐渐减弱,影响深度在18 m左右;由于建筑物长期对地裂缝上盘土体施加荷载,附加应力作用使地基土固结压密,导致地裂缝上盘土体的渗透系数较下盘小。     

基于FLAC3D与无人机航测的全部垮落法采煤塌陷分析

内蒙古串草圪旦煤矿位于黄河中游上段,其全部垮落法采煤导致大面积塌陷,地表生态和环境问题频发。为研究采空区地表裂缝发育规律及塌陷应力与位移场演化特征以串草圪旦煤矿6102工作面为研究对象,利用无人机航测查清了地表裂缝分布范围及规律,构建了FLAC^3D数值模型并计算分析了采空区围岩应力及位移变化,将分析结果与无人机航测结果进行了相互验证。结果表明：(1)塌陷主要以地裂缝为表现形式,主要分布于矿区西北部及中西部。工作面发育2类地裂缝,一类为弧形阶梯式裂缝群,呈平行分布且以间隔5～20 m出现,大部分形成阶梯式高度为15～130 cm的错台,裂缝以3°～5°的偏角垂直工作面推进方向发育;另一类为直线型边缘裂缝带,拉张破坏严重,平行工作面外围呈带状发育,少数可展布于工作面内部,最外围裂缝至工作面的距离分别为38,53 m。(2)由于地下煤层开挖,采空区顶板出现明显的“马鞍状”拉应力集中区,且随着开挖的推进地表集中区拉应力先增大后减小,最大值为0.181 MPa;(3)采空区顶部完全垮塌,地表垂直位移最大值在采空区正中间,最大值约5.5 m;地表水平位移最大值位于采空区煤柱正...     

日本3·11大震前后首都圈地区跨断层水准的变形特征及成因探讨

以跨断层水准实测资料为基础,分析2011-03-11日本东部Mw9.0大震前后首都圈地区(114°~119°E,39°~41°N)地壳垂向变形特征。通过构建首都圈地区三维有限元模型,初步探讨跨越不同几何结构断层的测线所表现出的变形特征的动力学成因。结果表明:1)首都圈地区跨断层水准资料表现出群体性变形特征,反映相同的断层运动性质;2)NNE-NE向断层的上盘相对下盘垂向下降,NW向断层上盘相对下盘同样垂向下降,表征着首都圈地区NNE-NE、NW向断层受到不同程度的张性应力作用;3)数值模拟给出的不同方向跨断层测线的垂向变化结果同样表现出与实测结果较为一致的断层正断运动性质,即断层上盘相对下盘垂向下降;4)日本Mw9.0大震造成首都圈地区近E-W向的张性应力是产生首都圈地区跨断层水准资料群体性变化的主要原因。     

珠江口盆地惠州凹陷泥岩压实特征及其成因

为了弄清楚珠江口盆地惠州凹陷新生界地层泥岩压实与油气生成和聚集的关系,首先探讨了该地区泥岩压实的特征,并运用最高热解温度和生烃指数等对欠压实的成因进行了讨论。研究表明:从纵向上来看,惠州凹陷内发育浅部快速压实段、正常压实段和低幅度欠压实段等3种类型,浅部快速压实段主要发育在深度小于700 m的万山组和第四系地层,正常压实段自万山组底部或者粤海组顶部到珠海组底部或者恩平组顶部(1 800～3 200 m),低幅度欠压实段自恩平组顶部向深部延伸到文昌组(2 400～4 000 m);从横向上来看,惠州凹陷划分为东北部和中西部两个具有不同欠压实特征的区域,东北部欠压实区地层发育珠江组—韩江组和文昌组—恩平组2个低幅度欠压实段,中西部欠压实区只发育文昌组—恩平组欠压实段;珠江组—韩江组欠压实段主要由泥质高含量和快速沉积沉降引起,文昌组—恩平组欠压实段主要由沉积作用、高地热值和生烃作用共同引起,后者为有效生油段;惠州凹陷新生界地层砂岩不存在超压。     

基于热流固多场耦合的埋地输油管道地震响应

基于热流固耦合作用,推导输油管道轴向应力表达式,利用ANSYS Workbench建立土—管—油三维有限元模型,采用时程分析法,考虑温度场和热流固耦合因素影响,分析埋地输油管道地震响应,得出埋地输油管道在地震激励作用下的变形特征及动力时程曲线.结果表明:埋地输油管道在X向激励作用下比Y向与Z向轴向应力峰值提高14.9％...     

基于二维有限单元法的芦山M7.0地震近场强地面运动模拟

基于2013年芦山M7.0地震近场区域深反射剖面和P波、S波层析成像资料,使用接触单元模拟断层非线性破裂过程,利用二维有限元法模拟芦山地震强地面运动。在信度检验的基础上研究震源应力降和粘聚力参数对于水平向基岩地震动参数的影响。研究发现,芦山地震上盘场址处水平地震动峰值加速度明显大于下盘场址处结果,且衰减速度更慢,呈现上下盘效应特征;应力降和粘聚力对地表水平向基岩地震动均具较为明显的正向影响作用,其中应力降对0.05～1.00 s短周期成分作用明显,粘聚力则对1.00～6.00 s中长周期成分具有显著影响。     

西宁大墩岭剖面黄土地层初步研究

大墩岭黄土剖面总厚261.3m,包括有全新世黄土、马兰黄土、离石黄土和午城黄土上部。全新世黄土厚0.6m,包括 So 及其以上黄土;马兰黄土厚16.6m,位于 So 底部与 S_1顶部之间;S_1至 L_5为离石黄土上部,厚75.34m,包括14个黄土—古土壤层;S_5至 L_(15)为离石黄土下部,厚157.43m,包括10个黄土-古土壤层,其中 S_5、L_9、L_(15)为三个标志层;午城黄土厚11.33m,由两层古土壤和一层黄土组成。B/M 界限位于 L_8顶部,B1事件位于 S_1中部,p—J 事件位于 L_9上部,J 事件位于 S_(10)中部至 L_(12)顶部。根据古地磁界限年龄推算的剖面底界年龄为1.2MaB.P.。整个剖面可与兰州九洲台、洛川黄土剖面进行对比。     

黄土边坡可靠度的随机有限元分析

为了研究黄土边坡的可靠度,在对黄土强度参数进行变异性统计、概率分布检验及垂直向自相关距离计算的基础上,将黄土强度参数黏聚力和内摩擦角作为随机变量,将其在二维边坡剖面的空间变化作为随机场,用局部平均细分法将符合一定均值和标准差的强度参数按随机场分布在边坡剖面的有限元网格上,再采用弹-理想塑性有限元计算边坡稳定系数,用MonteCarlo法计算其失效概率。结果表明:黄土黏聚力的变异系数多在0.30以上,内摩擦角的变异系数多在0.20以下,且黄土高原从西向东两个参数的变异性都增大;黏聚力和内摩擦角的概率分布类型对边坡失效概率计算结果影响显著,统计检验发现黏聚力采用对数正态分布、内摩擦角采用正态分布为宜;黄土地层的垂直向自相关距离多在0.7m以内,与计算厚度的比值多小于0.2;在大部分黄土的变异系数与自相关距离水平下,采用确定场进行可靠度分析,多数情况将极大地高估了黄土边坡的失效概率,而在极端高变异系数水平下,采用确定场进行可靠度分析,又将极大地低估其失效概率。     

面向多源数据集成的城市地下综合管廊安全运营与智慧管控研究

针对地下综合管廊智能化涉及感知、传输、数据、平台与应用以及展现等内容,提出了城市地下综合管廊安全运营与智慧管控的分层架构体系,研究了面向时空信息的多源异构数据集成联动与融合构架、地下综合管廊安全运营与智慧管控体系、基于GIS的管廊运营隐患预警与突发事件应急联动处置等关键问题,基于上述研究构建了城市地下综合管廊安全运营与智慧管控服务平台,并在连云港市徐圩新区地下综合管廊取得了示范应用,效果明显。     

东准噶尔青河地区野马滩一带托让格库都克组高铝玄武岩的发现及其地质意义

下泥盆统托让格库都克组高铝玄武岩产自东准噶尔青河地区野马滩一带。高铝玄武岩富含大量斜长石斑晶,属亚碱性系列。它们具有显著高A12O3(质量分数为17.22%～21.31%),低SiO2(47.12%～49.45%),高TFe2O3(8.50%～11.98%)、MgO(2.64%～5.63%)、Ni((5.75～27.87)×10^-6)、Cr((0.99～25.62)×10^-6),以及高Sm/Yb值(1.13～1.96)、U/Th值(0.42～0.81)的特征,相对富集大离子亲石元素和亏损高场强元素,显示出典型的高铝玄武岩地球化学特征。进一步研究表明,其岩浆来源于受俯冲带流体交代地幔楔的部分熔融。此外,高Sr/Y值(43.16～47.07)和低Y(质量分数为(15.69～19.09)×10^-6)、Yb((1.64～2.13)×10^-6)显示玄武质岩浆源区有俯冲带洋壳物质的加入。高Al特征很可能与高压条件下斜长石的滞后结晶有关。地球化学特征表明,高铝玄武岩形成于岛弧环境。东准噶尔早泥盆世高铝玄武岩的发现丰富了本区火山岩岩类信息资料,并为构造演化研究提供了重要依据。     

罗非鱼罗湖病毒RT-PCR检测方法的建立及初步应用

【目的】建立快速检测罗非鱼罗湖病毒(Tilapia Lake Virus,Ti LV)的RT-PCR方法。【方法】参照GenBank中罗非鱼罗湖病毒全基因序列,依据其假定蛋白基因片段3设计合成1对特异性扩增引物,提取罗湖病毒RNA,逆转录成cDNA,进行PCR扩增,通过优化扩增条件和扩增体系,建立快速检测罗非鱼罗湖病毒的RT-PCR方法。用该方法对自然感染罗湖病毒发病的罗非鱼样品进行RT-PCR扩增。【结果】RT-PCR扩增得到与试验设计相符的499 bp的特异性目的条带,而对健康罗非鱼、野生罗非鱼及其他病毒对照组的扩增结果均为阴性。测序比对结果表明,该方法检测结果准确,最低可检测出约10fg/mL的质粒DNA,具有较好的特异性和较高的敏感性。用该方法对332份临床样品进行RT-PCR检测,其中36份样品扩增出特异性的目的条带,经测序比对,检测结果正确。【结论】建立的检测方法可用于TiLV的检测。     

陕西省西安市景观水资源及其深度开发

通过开展"八水绕长安"深化研究,旨在改善城市生态和人居环境,将陕西省西安市建设成绿水青山交相辉映的生态文明城市。首先阐明了景观水资源深度开发的含义,然后参考陕西省西安市汉城湖和昆明池的实践经验研讨如何进行景观水资源的深度开发。深度开发主要包括:确保景观水资源的水安全;水景观的创新性与独特性;深入发掘历史文化,注重水文化因素的导入;实施综合开发;坚持以人为本及人水和谐的思想。深度开发的具体建议有确保水安全、绕城水景点连网、深化景观水资源的功能、景观水资源与历史遗迹的结合以及景观水资源与绿化的结合。     

基于地理信息的线上线下智慧旅游移动服务模式研究

基于旅游业发展趋势和移动旅游信息服务研究进展,应用位置服务(LBS)、移动互联网(MI)、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等新一代信息技术,开展基于地理信息的线上线下智慧旅游移动服务模式研究,旨在实现基于景区导视标牌、手绘地图、智能地图自助终端等扫描预先配置的二维码信息,结合智能手机微信端的导游导览系统,为游客提供实时的电子地图、定位导航、导游导览、导购预订、虚拟旅游、AR体验等服务,经在宁波市天一阁·月湖景区、东钱湖旅游度假区等地实际应用,证实该模式切实可行。研究表明,基于景区导视标牌和手绘地图可实现线下便捷式导览、基于微信平台可实现线上智慧旅游移动化应用,线上线下结合运用既有助于提升游客体验便捷度和满意度,又有利于旅游管理者获取游客互联网大数据。     

鄂尔多斯盆地子长地区延长组深水砂岩露头精细解剖

鄂尔多斯盆地子长地区广泛出露延长组长1油层组深湖相浊积砂岩,在露头观测的基础上对其进行了构型单元分析。研究区长1油层组内可见7种岩相类型,分别为块状砂岩相(Sm)、具撕裂屑块状砂岩相(Smt)、平行层理砂岩相(Sh)、沙纹交错层理粉砂岩相(Fr)、同生变形构造粉砂岩相(Fd)、水平层理粉砂岩相(Fl)与块状泥岩相(Fm);识别出水道(CH)、堤岸(LV)和朵体(LB)3种不同类型的构型单元。根据水道构型单元垂向上的岩相组合和空间分布特点,将水道分为4类,对应于浊积扇体的不同部位:在上扇区域,主要发育Ⅰ类水道(Smt-Fm-Sm),砂体横向延伸有限;在中扇区域,主要发育Ⅱ类水道(Sm-Sh-Fr-Fl-Fm)与Ⅲ类水道(Sm-Fr-Fl-Fm),这两类砂体延伸性较好,是子长地区长1油层组深水砂体的主要组成部分;在下扇区域,发育Ⅳ类水道(Sm-Fl-Fm)。根据水道类型的差别探索提出子长地区长1油层组深水砂体沉积模式。     

东天山图拉尔根镁铁—超镁铁质岩体辉石矿物学特征及其地质意义

东天山图拉尔根镁铁—超镁铁质岩体主要包含角闪橄榄岩相、辉石橄榄岩相和辉长岩相,辉石为各岩相主要造岩矿物之一。采用电子探针和LA-ICPMS技术对不同岩相中辉石的主量、微量元素进行测试分析,以探讨岩体的性质、来源和演化过程。东天山图拉尔根镁铁—超镁铁质岩体中斜方辉石属古铜辉石,而单斜辉石则为透辉石和顽透辉石。辉石温压计算表明其结晶温度为978℃~1059℃,结晶压力主要为0.71~4.80kbar。岩体母岩浆为亚碱性拉斑玄武质岩浆,是被俯冲板片交代过的亏损地幔发生13%~20%部分熔融的产物。岩体内不同岩相中辉石的化学成分变化较小,表明岩体的结晶分异程度较低,其中辉长岩相的结晶程度较角闪橄榄岩相和辉石橄榄岩相略高;岩浆上侵过程中,角闪橄榄岩相和辉石橄榄岩相受到富硅地壳物质的混染,而辉长岩相受到富铝围岩的混染。结晶分异作用和富硅地壳的混染是引起图拉尔根岩体硫饱和及硫化物熔离的重要因素。     

面向数字化城市设计的三维GIS关键技术

城市设计是三维GIS应用的一个重要方向。随着BIM、CIM等概念的提出,三维GIS的发展赋予了城市设计新的含义,“以城市的形体环境为研究对象,通过对城市环境三维的空间设计,来贯彻城市规划思想,指导城市环境元素的进一步设计。”面向城市设计的三维GIS包含许多新的技术,包括能够表达城市现实和抽象空间的三维实体数据模型,面向不同尺度的多源三维数据融合,真三维空间分析与计算,以及三维交互与输出新技术。在三维GIS关键技术的基础上,建立了城市设计规则库。总结了面向数字化城市设计的三维GIS最新技术成果,以期推动城市设计的发展。     

基于开源框架的生态环境要素遥感定量反演平台构建

为及时、准确地获取大范围环境影响因子,避免商业软件平台昂贵的价格和难以扩展的开发环境,结合地理信息系统和遥感技术进行生态环境要素遥感定量反演平台构建。以MapWindow作为底层框架,对其Dotspatial组件库的功能模块进行抽取和修改,完成平台的系统设计以及各功能模块的实现。其中,反演算法经过封装编译处理生成动态链接库,然后在平台中对动态链接库进行调用,最终以插件的形式将反演功能模块加载至平台。平台实现了遥感数据的气溶胶光学厚度、悬浮泥沙浓度、叶绿素浓度反演和显示等功能,可为环境管理部门提供大范围、快速的决策支持,具有较好的可扩展性。