离心试验中的地下水模拟控制研究

为了通过离心模型试验研究地下水位变化对边坡稳定性的影响,设计和使用了一套地下水模拟控制系统。这套系统包括了供水系统以及水位控制系统。通过设置孔压传感器,反馈水位信息以及旋转中电磁阀的开合,可以控制地下水位的上升与下降。由于离心机旋转的特性,孔压的测定以及传感器位置确定存在一定误差,研究了这些误差对试验结果的影响。通过一个地下水上升的砂土边坡离心模型试验,成功应用了该套地下水模拟控制系统。     

分离式加筋土挡墙离心模拟试验研究

对于分离式加筋土挡墙，计算理论尚不成熟，特别是在地基发生变形的情况下，加筋土挡墙的变形及土压分布常常难以计算。     

非冻结合成模型冰物理模拟冰作用力的试验技术

基于渤海海冰的物理和力学特性、海冰物理模型试验的相似理论以及国际上已有模型冰的经验, 研制了一种用于模拟我国渤海海冰的非冻结可破碎功能材料, 被命名为DUT-1模型冰.该模型冰采用聚丙烯粉、塑料微珠、水泥等材料加入一定量的水由特制的搅拌机搅拌均匀倒入模具后成型制成.通过实验室常温波流水槽中进行的冰排对直桩、锥体及斜面墙结构作用的物模实验的现象观察、结果综合分析、相关理论及经验公式计算结果比较, 验证了DUT-1模型冰试验技术的可靠性.在此基础上, 进行了冰排对半圆型防波堤结构的作用、冰排与锥体结构动力相互作用的物理模型试验研究, 展现了DUT-1模型冰的应用前景.     

蒲城电厂灰坝稳定离心模拟试验研究

离心模拟试验技术能够真实地在试验模型中反映实际应力水平和应力状态，可在工程建设之前获得所需的予测资料。     

边坡离心模型试验中的降雨模拟研究

为了在离心机试验中模拟降雨引起的滑坡,设计和使用了一套降雨模拟系统。这套系统的构成主要是针对离心试验的特殊要求进行设计的。所采用的特殊技术可以均匀分配雨水,将雨滴的尺寸效益和科氏加速度引起的雨滴偏移最小化,实现了不同强度和历时的降雨模拟。通过一个降雨条件下砂土边坡的离心模型试验,成功应用了该套降雨模拟系统,研究了边坡中的降雨入渗过程。     

软土地基上土工结构物的离心模拟试验

由于离心模拟试验所提供的高加速度可以模拟重力加速度,而引起土工结构物的稳定性和地基变形问题,主要原因正是由于地基不能适应上部结构物的自重,因而土工离心试验能最大限度地逼近现场试验,试验结果已为设计工程师所采用。本文主要介绍4个沿海工程如何利用离心模拟试验来检验这些工程的稳定和变形。     

高填方地基土工离心模型试验技术研究

以模型试验的相似理论为基础,结合九寨黄龙机场高填方地基工程实例,详细阐述了高填方地基离心模型试验技术,即对九寨黄龙机场104 m高填方地基的离心模型试验,采用等应力局部模型设计方案,以剔除法和等量代替法配制填料,以等效法模拟软弱地基强夯处理,并以增大离心加速度的方法模拟高填方地基的填筑加载过程;试验结果表明,高填方地基的总体沉降特征为"沉降大、压实快";土体的压实沉降主要发生在施工期;试验中高填方地基施工结束时土体的沉降固结度已完成90%以上,施工结束后土体产生的沉降量还不到土体总沉降量的10%.     

沉积物理模拟技术进展及发展趋势

沉积物理模拟是沉积物物理过程的室内模拟。结合当前的研究进展,将沉积物理模拟技术的发展过程划分为4个阶段:以现象观察描述为主的初级阶段、以底形研究为主的迅速发展阶段、以研究砂体形成过程为主的湖盆砂体模拟阶段和以砂体半定量-定量化描述的模拟阶段。在对国内外几个重要的沉积模拟实验室简要介绍的基础上,按冲积扇、三角洲、扇三角洲、河道沉积等不同沉积相类型,总结了近年来开展的沉积物理模拟实验所取得的成果,指出定量化研究将是沉积物理模拟技术未来发展趋势。     

黑方台灌溉渗透型黄土滑坡的运动学模拟研究

研究滑坡的运动学特征对于认识和减缓滑坡灾害风险具有重要的意义。以甘肃省永靖县黑方台焦家崖头灌溉渗透型黄土滑坡为研究对象,在工程地质测绘和实验测试的基础上,根据滑坡表现出的各种迹象,基于有限差分法滑坡运动模型对滑坡运动的全过程进行了模拟,并分析了滑坡的速度场。模拟结果表明:滑坡的速度可分为启动加速,高速波动和碰撞减速3个阶段,全程平均滑速为8.6ms-1,表现为高速滑动特征,具有较大的危害性。不同计算方法得出的滑坡速度不尽相同,其中数值模拟的剪出口速度比美国土木工程师协会推荐法结果大1.2ms-1,比变分法计算速度小2ms-1 左右,与潘家铮算法的下限值较接近。本次模拟工作对于潜在的灌溉型黄土滑坡的致灾范围和滑速预测具有一定参考意义。     

鼓式土工离心机技术及其工程应用研究

20世纪90年代以来,离心机模型试验在岩土工程的研究和工程实践等方面的应用得到了显著的提高。研究者之所以把目光投向离心机,是因为相对于昂贵和未知的现场试验来说,用离心机模型试验要比现场试验更为优越。自从1978年剑桥大学Schofield首次利用鼓式离心机以来,它的应用研究越来越多。通过介绍鼓式离心机的主要结构、模型控制以及数据采集系统等主要特征参数,阐述了其在岩土工程应用中的优点。通过PCC桩的承载特性模型试验介绍了鼓式离心机在岩土工程中的应用。     

Seismic centrifuge modelling of earth dams

Three dynamic centrifuge models were tested to obtain data for safety evaluation of the Jen-Yi-Tan Dam in Taiwan subject to a strong earthquake. In these tests, recorded 1999 Chi-Chi earthquake ground motions were modified and used on the electro-hydraulic shaking table mounted on the 400 g-ton centrifuge at the University of Colorado at Boulder. All tests were conducted under centrifugal acceleration of 150 g, and the input acceleration was scaled accordingly in order to simulate the given earthquake. A rigid container and water as pore fluid were used in the tests. In both Models 2 and 3, no sign of soil liquefaction was observed in the tests although a noticeable amount of settlements were found from the earth dam cross-section profile after testing.     

Rheological and physical characteristics of crustal-scaled materials for centrifuge analogue modelling

We characterize a set of analogue materials used for centrifuge analogue modelling simulating deformation at different levels in the crust simultaneously. Specifically, we improve the rheological characterization in the linear viscoelastic region of materials for the lower and middle crust, and cohesive synthetic sands without petroleum-binding agents for the upper crust. Viscoelastic materials used in centrifuge analogue modelling demonstrate complex dynamic behaviour, so viscosity alone is insufficient to determine if a material will be an effective analogue. Two series of experiments were conducted using an oscillating bi-conical plate rheometer to measure the storage and loss moduli and complex viscosities of several modelling clays and silicone putties. Tested materials exhibited viscoelastic and shear-thinning behaviour. The silicone putties and some modelling clays demonstrated viscous-dominant behaviour and reached Newtonian plateaus at strain rates < 0.5 × 10⁻² s⁻¹, while other modelling clays demonstrated elastic-dominant power-law relationships. Based on these results, the elastic-dominant modelling clay is recommended as an analogue for basement cratons. Inherently cohesive synthetic sands produce fine-detailed fault and fracture patterns, and developed thrust, strike-slip, and extensional faults in simple centrifuge test models. These synthetic sands are recommended as analogues for the brittle upper crust. These new results increase the accuracy of scaling analogue models to prototype. Additionally, with the characterization of three new materials, we propose a complete lithospheric profile of analogue materials for centrifuge modelling, allowing future studies to replicate a broader range of crustal deformation behaviours.     

动力离心试验常规点位式量测技术改进方法

动力离心试验的先进性和有效性已在国内外岩土地震工程界形成广泛共识,但其优越性的充分发挥需要可靠量测技术作为基础。总结了动力离心试验点位式量测技术常发生的故障形式,探讨了孔隙水压、加速度和位移3种常规点位式传感器设计和量测改进方法,用以提高试验数据可靠性,采用分体式结构孔隙水压力计增强了故障应急能力和试验可控性,用真空去离子饱和法提高透水石饱和速率和质量,加速度计采用分体式结构,提高了试验操作性和核心元件利用率,采用橡胶密封技术减小了动荷载中沉降和倾斜发生率。提出加速度计和位移计联合测试与布设方法,可以获取更为准确的土体内侧向位移变化过程,具有较好灵活性。     

边坡破坏过程离心模型试验的应力位移场研究

提出了一种确定离心模型试验过程中边坡的应力和位移场及其变化过程的方法。基于物理测量与数值模拟相结合的思路,首先采用离心场非接触位移测量技术测量出边坡的位移场;然后通过数值模拟和反演分析等途径算出边坡的应力场。该方法已成功用于多个边坡离心模型试验中的应力位移场的确定,表明了该方法可以较好地得出离心模型试验过程中边坡的应力和位移场。边坡离心模型试验结果表明,边坡的破坏过程与应变局部化和应力集中的过程有着密切联系。     

饱和砂土地基上抗滑桩加固边坡的动力离心模型试验研究

动力离心模型试验是研究可液化地基上抗滑桩加固边坡地震动力响应的有效手段之一。使用铜质抗滑模型桩,采用黏度为50 cs的甲基硅油做为孔隙流体,通过抽真空法制作了饱和地基上的加固边坡模型。进行动力离心模型试验,研究了地震作用下饱和砂土地基中动孔压、边坡变形与土体加速度和抗滑桩弯矩的响应特征。试验结果表明,地震作用导致的动力附加弯矩相当于震前静力弯矩的87 %,说明地震作用与地基液化导致的附加弯矩不容忽视,该结论可为边坡进行抗震设计与稳定分析提供有意义的参考。     

The Physical Meanings of 5 Basic parameters for an X-Ray Diffraction Peak and Their Application

This paper derives the physical meanings of peak position,peak width and hight of an X-ray diffraction peak from the analyses of the Bragg‘s equation,the Scherrer‘s formula and the principle of peak intensity calculation.The geometric characteristics of an asymmetric peak are clarified by means of experimemt.The relationships between peak shape and domain size/lattice strain have been verified by geological events.Therefore thsi paper integrates the physical meanings of all 5 basic parameters for an -Xray diffraction peak.Applications of these 5 parameters are exemplified.     

Centrifuge modelling of slope stabilisation using a discrete pile row

Discrete pile rows are an established technique for improving the stability of infrastructure slopes. However, the impact of pile spacing along the row is not clearly understood from a current design perspective in terms of the ultimate interaction capacity. A series of geotechnical centrifuge model tests were undertaken with the upper layer of a slope tending to fail and interact with a discrete pile row. The results were interpreted to clarify the effects of pile row interaction with the slope, and verify results from other recent numerical studies.