水下岩质边坡稳定性的模型试验研究

随着三峡水利建设工程的进行,许多原本位于水面以上且已趋于稳定的人工或自然岩质边坡将被淹没,导致边坡稳定性降低,而水的压力、冲击、渗流和侵蚀等综合作用,给下岩质边坡的稳定性带来大量的不确定性。基于已有的水下土质边坡稳定性试验和水下岩质边坡有限元分析,进行水下岩质边坡模型试验研究,探讨在水位升降水过程中和波浪作用下水下岩质边坡的稳定性和破坏机制。将结构面为30°和50°的两种岩质边坡模型布置在人工水槽中,采用波流系统进行水位升降水波浪冲击试验,量测岩质边坡的应力变化。通过分析边坡各测点应力变化,得出了一些有意义的结论：（1）把边坡前部岩体划分成3个区域,每个区域内应力变化规律相同;（2）水下岩质边坡坡脚处应力集中最大,破坏始于坡脚,并由此产生的塑性区沿结构面逐渐同坡顶发展,这与一般边坡从坡顶逐渐向下发展的开裂破坏形式完全不同;（3）波浪对水下岩质边坡结构面的影响,将随其倾角的变小而减弱。     

考虑地基土自重影响的地基承载力系数

由于地基材料的非线性,采用传统的叠加法计算地基承载力会带来误差。基于无重土地基破坏模式的承载力系数不适用于考虑地基土重的情况,这是采用叠加法计算地基承载力会产生误差的主要原因。基于滑移线法,分析了由叠加法所带来误差的变化规律,并计算了能有效减小或完全消除该误差的承载力系数。研究表明：采用传统的叠加法计算得出的地基承载力是偏低的,且误差随地基土内摩擦角的增加而增加,随黏聚力的增加而减小。采用考虑土重影响的承载力系数计算地基承载力,能有效减小或完全消除叠加法所带来的误差。     

千将坪滑坡动力学过程仿真模拟

滑坡体的失稳破坏是一个动态过程,动力学行为起着非常重要的作用。采用DDA方法对长江三峡库区千将坪滑坡的运动全过程进行了数值模拟研究。模拟方案充分依据该滑坡的地质、地形特征,按不同岩土体和地质结构面类型进行块体单元划分,模拟了滑坡发生、发展的渐进破坏过程以及滑坡触发后的运动情况。模拟结果表明,千将坪滑坡是以斜坡坡脚的局部破坏为其运动的开始阶段,并进一步牵引上部滑体,在地下水压力作用下最终产生整体滑动。     

确定先期固结压力的数学模型法

地基土的先期固结压力是判断土体应力历史的一个指标。在不同应力历史状况的土体变形分析中它也是一个重要的计算参数。因此,方便、准确地确定先期固结压力就显得尤为重要。依据理论研究和试验分析,提出了一种新的确定方法：数学模型法。润扬大桥土样试验的结果证明了此法的可行性。     

葫芦岛市滨海地区海水入侵研究

葫芦岛市滨海的工农业密集区,超量开采地下水,严重破坏了地下水的咸淡水动态平衡,导致海水直接入侵淡水资源,加深了该地区水资源供需矛盾。根据海水入侵的成因和规律,采取拦蓄补源,节约用水,调引客水等措施,可以有效防止海水入侵和缓解葫芦岛市缺水问题。     

基于稳健模拟退火-单纯形混合算法的微震定位研究

为提高矿井微震的定位精度,通过模拟试验对比分析常规定位及新方法在定位求解中的适用范围及优缺点,研究反演未知变量数目、检波器的密度、波速等对各自定位方法的影响。基于单纯形法的优点,并结合模拟退火法的全局收敛性,提出采用稳健的模拟退火-单纯形法进行微震定位。研究发现,该方法不必直接搜索发震时刻,只需通过稳健方法预先估算,利用较少的检波器就可进行微震定位,且基本不受初始波速影响,从而大大减少搜索步数,有效地提高定位精度及收敛速度。以柿竹园矿人工爆破定位测试试验为例,重点分析比较模拟退火-单纯形法、稳健模拟退火-单纯形法及其他定位方法的空间绝对距离及目标函数误差,认为检波器数量较多且可获得理想的P波信息时,应用非线性最小二乘法能求出可信的结果;其余定位方法的三维定位误差及目标函数误差相差不大,但稳健模拟退火-单纯形法目标函数误差最小,稳定性最高,可在矿井微震定位中推广使用。     

冻融循环下花岗岩剪切蠕变试验与模型研究

为探讨冻融对寒区工程岩石剪切蠕变特性的影响,以吉林省辉白隧道花岗岩为研究对象,对经历不同冻融循环次数的试样开展细观特征分析和剪切蠕变试验。试验结果表明:(1)随着冻融次数的增加,试样裂隙、孔隙不断扩展,岩石表面损伤现象愈发明显;(2)试样主要以中小孔隙为主,孔隙度随着冻融次数的增加呈非线性增长趋势;(3)随着冻融循环次数增加,蠕变变形量和蠕变速率逐渐增大,而蠕变时长、破坏应力和长期强度均呈现明显降低趋势。根据试验结果,进行冻融岩石非定常蠕变参数的表达,提出了冻融岩石损伤黏性元件,构建了花岗岩冻融剪切蠕变本构模型。将蠕变试验曲线和理论模型拟合曲线进行对比,验证了模型的正确性和适用性。通过对蠕变参数进行敏感性分析,研究了其对花岗岩蠕变变形的影响,并给出了蠕变参数随冻融循环次数的变化规律。该研究结果对于寒区岩体工程长期稳定性评价具有指导意义。     

苏南下三叠统青龙组碳酸盐岩的成岩作用和孔隙演化

苏南下三叠统青龙组碳酸盐岩中,由于沉积相(台地浅难相和深水斜坡-盆地相)的复杂性,导致了成岩作用和成岩环境的多样性。作者通过薄片观察,阴极发光和碳、氧同位素的分析以及孔隙度、渗透率的研究,对该地区胶结作用、白云石化作用、溶解作用等九种成岩作用进行了详细的讨论,并在此基础上建立了相应的成岩作用和孔隙演化的模式。     

江苏丹阳千年“沸井”的地质成因与形成机理

通过采用无机和有机化学分析、可控源音频大地电磁测深、高密度电阻率和氡气测量等地质地球化学和地球物理方法,对江苏丹阳九里村六口相距30～200 cm不等的"沸腾"了2000多年的古井及其周围地质环境进行了详细勘查,研究发现:①"沸井"沸腾的气体主要为CO_2,此外,还有微量氡气和总挥发性有机物(TVOC),这些气体组分在临近的非"沸井"的民用水井中均未检出。②"沸井"水样中游离二氧化碳、钙、铁、锰、总溶解固体、总硬度、重碳酸根、稀土元素等含量均明显高于"沸井"周围其他民用水井和湖水。③"沸井"井水温度(夏天约19℃)与周围其他民用水井基本一致,未见异常情况。④"沸井"地下深部存在玄武岩岩体和茅东断裂的次级断裂,在这些断裂地表出露处氡气含量明显高于其他地方。⑤"沸井"的存在与茅东活动断裂有着密切的联系,"沸井"中沸腾的气体主要来源于地壳深部或上地幔,气体沿断裂带上升而逸出地表。⑥六口"沸井"井水味道各不相同,系因各"沸井"井水中游离二氧化碳、钙、铁、锰等含量及pH值不一所致。"沸井"井水"三清三浊",主要与井水中铁含量高低有关,三口铁含量高的井水因暴露于空气中氧化为三价铁沉淀,是井水浑浊的主要原因。