相关型岩土参数分析和选用

岩土参数与应力环境、沉积条件、风化程度和埋藏条件等因素相关,其统计值具有空间变异性和相关性,采用非相关型岩土统计参数进行岩土工程设计具有不经济性。通过分析岩土参数的变化规律及与其相关的主要因素,说明岩土参数可用深度或参数与地层顶面或底面的距离作为相关参数进行相关型判别,论述相关型参数的判定标准和相关型标准值的计算方法,采用图解法分析相关型参数多种取值方法的可靠性。以华南某核电厂常规岛地基和某变电站边坡为例,介绍了相关型岩土参数标准值经验公式在岩土设计优化中的应用。分析表明：具有规律性变化的岩土参数宜选择恰当的相关参数划分为相关型,相关参数可取参数与地层顶面或底面的距离,相关型岩土参数标准值可使岩土设计方案更具合理性和经济性。     

裂隙延展性统计分布离散性对岩体块体化程度REV的影响

表征单元体(REV) 的存在是应用连续介质力学方法对岩体进行研究的前提,REV可以从岩体块体化程度的角度进行研究,裂隙大小及其统计分布是影响岩体块体化程度REV的重要因素。本文利用课题组自主研发的GeneralBlock 软件,建立更一般化实际化的模型,研究裂隙延展性统计分布的离散程度对岩体块体化程度REV的影响。分析时选取了最常用的裂隙延展性统计分布形式:正态分布。由于所建立的岩体结构模型是随机的,需要对每个随机裂隙模型进行多次实现。为节省计算量,当研究范围比较小时,对每种结构的每个研究范围进行9次随机实现。当研究范围足够大,达到REV大小的时候进行100次随机实现。为确定离散程度对表征单元体的影响,本文针对5个不同标准差进行了模拟分析（共建立了1 005个裂隙模型,分别进行了块体识别并计算其块体化程度B）。结果表明,裂隙延展性服从正态分布的情况下,如果其平均值一定,岩体的块体化程度随着统计分布离散程度的增加略有上升,裂隙岩体的REV值基本上由裂隙延展性统计平均值决定。     

一种适合于岩石材料的双剪模型

岩土类材料强度理论分为单剪强度理论、三剪强度理论和双剪强度理论。三类强度理论的典型代表是Mohr -Coulomb强度理论、Drucker-Prager准则和双剪强度理论。单剪强度理论、三剪强度理论和双剪强度理论都有其相应的单元模型 ,分析单元体上对单元体破坏起主要作用的应力 ,建立各应力分量之间的数学关系 ,形成岩土类材料的强度理论。本文分析岩石围压试验和真三轴试验下的破坏及强度特征 ,提出一种适合于岩石材料的双剪模型 ,与三类强度理论建模方法相同 ,可以得出一系列新的强度理论     

加强上海地区工程勘察中的水文地质工作

随着上海工程建设类型的增多,有必要强化岩土工程勘察中的水文地质工作,包括单元体划分,地下水位量测和水文地质边界的分析等。尤其是有关埋藏较浅的"微承压含水层"的工作。     

岩土工程参数分析评价

本文讨论了岩土参数统计分析、地基承载力和桩的极限侧阻力及端阻力标准值的计算方法，并应用于实际工程桩基础设计。     

岩土参数统计方法及简化计算式的探讨和应用

关于岩土参数的统计计算方法,GB50021-2001《岩土工程勘察规范》引入了随机场理论,得到母体空间均值在置信水平1-α下的单侧置信界限,并采用标准值表述之。但是由于随机场理论方法尚未完全实用化,故而采用了近似简化公式,最终使得标准值的计算公式与原规范一致。同时为了方便使用,避免误用学生氏分布表,规范对修正系数计算式进行了拟合简化。本文从经典的随机变量理论出发,采用统计学中的参数估计理论,阐述了岩土参数标准值计算公式的来源,并讨论了修正系数的拟合简化计算式的合理性,同时提出了新的更为合理的拟合公式。      

低延展性裂隙岩体REV存在性研究

采用自行开发的离散元软件FractureToKarst,根据国际岩石力学协会对岩石的分类,讨论了低延展性裂隙岩体典型单元体(REV)的存在性及大小,并给出确定其存在性的一般方法。根据研究结果可知,低延展性裂隙岩体REV存在的条件为裂隙平均间距在0.6 m以下,即极密间距、很密间距、密间距和中等间距裂隙岩体存在REV;裂隙平均间距大于0.6 m,即宽间距、很宽间距和极宽间距裂隙岩体不存在REV。 关键词：裂隙岩体;渗流;典型单元体(REV);离散元     

基于多源信息融合法的岩土力学参数概率分布推断

岩土力学参数的概率分布类型直接影响岩土工程可靠性分析的计算结果和精度。在现场有限个小样本和多个先验分布的条件下,探讨如何综合利用已有的经验资料确定岩土参数的概率分布,提出了多源信息融合方法。通过分析各先验分布和现场试验信息的差异程度,确定各先验分布的权重,进而进行整体融合,实现统计意义上概率分布类型的优化。     

基于块体化程度确定裂隙岩体表征单元体

表征单元体（REV,或典型单元体）的存在是应用连续介质方法研究岩体问题的前提,因此,裂隙岩体表征单元体研究是岩体力学及岩体水力学中的一个基础问题,表征单元体的存在与否可以从不同物理参数的角度进行分析。从岩体块体化程度的角度对其存在性进行了较系统的分析,把岩体中由裂隙圈闭形成的孤立块体的总体积在岩体中所占体积百分比定义为裂隙岩体的块体化程度。介绍了GeneralBlock软件的基本分析过程,利用软件建立了三维裂隙岩体模型。根据国际岩石力学学会的裂隙分级,针对5个延展性级别、7个间距级别建立了35种岩体结构模型。利用GeneralBlock对这35种岩体进行了块体识别,分别讨论了这35种岩体结构的块体化程度随着模型范围变化的波动情况。由于所建立的岩体结构模型是随机的,对每种结构的每个研究范围进行了5次随机实现。结果表明,对所有的35种岩体,表征单元体的尺寸在4～8倍间距之间,不超过8倍间距。     

离散元法及其在岩土工程中的应用综述

离散元法是基于不连续性假设的数值方法,它特别适合于求解节理岩体中的非连续性问题。在介绍离散元法基本原理的基础上,着重对离散元法在岩土工程领域的应用现状作了叙述和分析,并对其发展趋势进行了探讨。     

武汉市宝通寺地铁站基坑工程监测与分析

介绍了武汉市轨道交通二号线一期工程第20标段宝通寺地铁车站基坑工程的支护设计和监测方案,并对监测结果中基坑周围岩土体侧向水平位移和内支撑轴力进行了初步分析。监测结果表明：土层和岩层在基坑开挖过程中的侧向水平变形程度相差较大,且不同状态的土层侧向水平变形程度亦不相同;由于土层相对于岩层侧向变形较大,其支护时所表现出来的内支撑轴力亦比较大。因此,对于不同地层,进行基坑支护方案选择时应根据其不同变形性质进行合理的优化设计,对土层和岩层可采取不同的支护形式,以到达既安全又经济的目的。     

随机-模糊统计方法在岩土特征参数指标统计中的应用

岩土工程中的随机-模糊统计方法用模糊理论准确表达了岩土材料的空间变异性。针对随机-模糊方法权重系数的取值进行了讨论,研究了“参照点”在随机-模糊方法的意义,指出了“参照点”与核点无限接近时的最大隶属度才是所要求的正确结果,并根据模糊随机原理提出了直接迭代求解目标函数的流程。采用建议方法对某核电岩土工程中的参数进行了计算,获得了取不同“参照点”时各样本的隶属度曲线以及“参照点”向核点逐步逼近的过程曲线。结果表明,隶属度函数采用指数函数是合理的,样本隶属度分布形态为窄域“正态”分布。所得结论可为随机-模糊统计方法在岩土工程中的应用提供基本理论依据。     

多道瞬态瑞雷波勘探应用研究

在层状介质中,瑞雷波具有频散特性.瑞雷波波速主要与其穿透深度范围内的介质物理性质有关.利用瑞雷波波速与剪切波波速的相关性可以进行岩土力学参数测试,但传统的瑞雷波勘探方法有一定的局限性.本文发展了多道瞬态瑞雷波勘探技术,从测量仪器选择、观测系统设计、数据采集与处理等方面进行了研究,并在岩土工程勘察和地基加固处理效果评价中取得了良好的应用效果.     

New Applications of the Model of de Wijs in Regional Geochemistry

This paper is concerned with the lognormal, and its logbinomial approximation, in connection with a three-parameter version of the model of de Wijs. The three parameters are: overall average element concentration value (ξ), dispersion index (d), and apparent number of subdivisions of the environment (N). Multifractal theory produces new methods for estimating the parameters of this model. In practical applications, the frequency distribution of element concentration values for small rock samples is related to self-similar spatial variability patterns of the element in large regions or segments of the Earth's crust. The approach is illustrated by application to spatial variability of gold and arsenic in glacial till samples from southern Saskatchewan. It is shown that for these two elements the model of de Wijs is satisfied on a regional scale but degree of dispersion decreases rapidly toward the local, sample-size scale. Thus the apparent number of subdivisions (N) is considerably less than would be expected if degree of dispersion were to extend from regional to local scale. A random-cut variant of the model of de Wijs produces an empirical frequency distribution of relative element concentration values that can be related to random dispersion index     

年轻冰川沉积砾石的晒退特征及其对岩石释光埋藏测年的启示

不完全晒退/晒退不均现象是冰川沉积物释光测年所面临的巨大挑战,这一问题限制了传统颗粒沉积物释光方法在冰川沉积物测年方面的应用。最新发展的岩石释光埋藏测年技术,可以根据释光-深度曲线判断砾石是否经历过充分曝光,是解决冰川沉积晒退不均问题的有效途径之一。本工作选择青藏高原东部硬普沟现代冰川前沿为研究对象,采集130个年轻冰川沉积砾石样品,包括93个现代样品和37个小冰期样品,其中20个现代样品采自地表。首先,运用表_{~2 mm}/饱和信号法区分不同冰川沉积环境中砾石样品的晒退程度;再基于SAR和SGC法初步估算样品的等效剂量及其高估情况;然后,统计砾石样品的特征（磨圆度、球度、颜色、晶粒大小、晶粒相对大小、砾石大小等）与晒退程度的关系,找寻晒退良好的砾石及其特征。结果表明大部分采样点的砾石样品呈现了被晒退的特征,平均20.6%的埋藏砾石的岩芯晒退良好,剂量高估程度低;不同沉积类型样品的晒退程度不一,侧碛垄顶部砾石样品晒退程度最好,冰水阶地和现代冰河砾石样品次之,现代冰川后退碛垄间洼地的冰水沉积砾石样品晒退程度最差,剂量高估较严重;磨圆度较差、球度较低、浅色的花岗岩砾石晒退程度较好。综上,冰川沉积砾石的晒退程度与沉积环境、沉积过程、搬运距离、砾石特征等相关,在进行岩石释光埋藏测年采样时,应综合考虑上述情况。     

General and local estimation of local average and their application in geotechnical parameter estimations

Two kinds of estimation variance functions for estimating a local average (LA) of a stationary (homogeneous) random field (RF) are derived. One is local estimation (LE) and the other is general estimation (GE) of LA. The former is for estimating LA at the observation location, and the latter is for obtaining LA at any arbitrary location within the RF. The geotechnical implications of these two estimations are that LE is for estimating LA of geotechnical parameters at the spot where the investigations are made, whereas GE is for estimating LA at any arbitrary location within the same layer. The behavior of the two estimation variance functions differs greatly, controlled by the number of observations (i.e. sample size) and the normalized layer thickness (layer thickness divided by autocorrelation distance of RF). Based on the derived estimation variance functions, methods for determining reliable characteristic values of geotechnical parameters and necessary sample size are proposed. The methods are based on the same framework as that of the traditional statistical theory, i.e. confidence interval of estimated parameters. However, the assumption of independently and identically distributed (i.i.d.) samples in the traditional statistical theory is replaced by the assumption of correlated samples from a stationary RF. The results obtained from the proposed methods for LE and GE differ from each other as well as from the traditional results, which has significant implications for geotechnical parameter estimation in geotechnical engineering practice.     

岩土工程勘察中土体取样合理子样数的探讨

合理子样数应随土的性质、指标特征、土样质量和工程要求而异。本文在分析了沿海平原各主要土层的物理力学性质指标变异性的基础上 ,运用概率统计方法 ,针对不同土层不同的物理力学性质指标提出了岩土工程勘察合理子样数确定原则。     

氯离子在黏土-膨润土屏障中迁移的离心试验研究

将对流-扩散试验装置置于土工离心机中,以50g离心加速度运行12 h,研究了黏土-膨润土混合土样中Cl-的迁移扩散,使用解析解对试验结果进行拟合确定相关参数,分析了试验的相似条件,使用商用软件对离心试验原型进行模拟,与试验结果进行比较,探讨了离心机用于溶质迁移分析的比尺效应,最后通过数值分析研究了试验的黏土-膨润土屏障用于老垃圾填埋场防渗帷幕补强的效果。结果表明,土工离心机试验中,按实际出流量计算的实际孔隙水流速小于临界流速,两试样中的佩克莱数（Pe数）小于临界Pe数,机械弥散的作用可以忽略,试验满足扩散的相似定律;离心机试验所模拟的2.5 m厚衬垫原型,在水头5 m和10 m作用下3.42 a后均未被击穿;常重力下试验土样的渗透系数为8.5×10-8 cm/s,有效扩散系数为7.82×10-7 cm2/s,对试验原型进行的数值模拟表明,n倍重力加速度下,土工离心机可以 尺寸的试样实现对原型的模拟,同时将对流和扩散作用下的溶质迁移时间缩短至原型的 ;试验的黏土-膨润土屏障用于老垃圾填埋场防渗补强,可显著减缓溶质迁移,防渗补强后可满足渗滤液迁移扩散的控制要求。     

基于瑞利-里兹法的岩土三棱柱堆积体的基底应力分布的研究

对岩土三棱柱堆积体的基底应力分布进行了研究,在基底应力的理论解难以求得的情形下,基于瑞利-里兹法求解出基底应力分布的近似解,并具体计算且对比了不同坡比、泊松比、基底边界条件下基底应力分布的变化,得出如下结论：基底法向应力存在应力凹陷现象,坡度越陡,应力凹陷程度越大,底边有约束时应力凹陷程度更明显;泊松比对基底法向应力的分布几乎无影响,泊松比主要影响基底切向应力分布的形态,且泊松比越大,基底切向应力值越大;坡比改变基底切向应力的最大值及其所处位置,坡比越大,基底切向应力值越大,且基底切向应力最大值距离基底中心越远。