优化设计理论在抗滑桩工程中的应用

采用数学规划方法中的直接最优化方法复合形法,对已知荷载或内力的抗滑桩,以结构成本为目标函数进行满足工程使用要求的有约束最优化设计,编制了相应的程序,并用VisualBasic6 .0开发了应用程序界面,将优化以后所得结果与使用传统设计方法结果比较,有较大降低结构成本的效果。     

滑坡虹吸排水方法

排水是治理滑坡的有效方法。虹吸具有免动力实现水体的跨越输送和流动过程由液位变化自动调整等特性, 非常适合控制滑坡地下水位上升的需要。但最大虹吸扬程10m和间歇性排水可能产生虹吸管顶部空气积累, 制约了滑坡虹吸排水方法的推广应用。利用向下倾斜钻孔进入坡体深部, 保持地下水位控制点与孔口高差小于10m, 就可实现滑坡深层地下水的降排要求。通过控制虹吸排水管的直径, 使虹吸管内形成稳定弹状流就可以防止空气积累, 从而实现虹吸过程的持续有效。薄缝模型的能量法推导, 已经证明了虹吸管形成稳定弹状流的最大管径约为4mm, 长期静置模型验证了4mm直径的PA管完全可以形成完整的弹状流。虹吸排水工程实例证明, 选择4mm虹吸管, 可以实现滑坡深层排水且在间歇性虹吸过程中自动恢复虹吸。     

复合式衬砌在围岩蠕变过程中的受力规律研究

为了分析隧道复合式衬砌在围岩蠕变过程中的受力规律,利用有限元程序ANSYS建立计算模型,采用广义开尔文本构关系,分别分析了二次衬砌在不同支护时机和不同刚度下,复合式衬砌的受力规律。分析结果表明:在不同的时机施加二衬,其受力都有一个逐步增大并趋于稳定的过程,初支与二衬受力随二衬支护时机的变化趋势是相反的;二衬支护越早,其受力越大。通过早施作二衬,来转移初支上的应力是不合适的。当二衬刚度增加时,其所分担的围岩压力将增大,而初支分担的围岩压力有一定的减小。结合云腾岭隧道进行具体分析,得出该隧道二次衬砌的最佳支护时间为开挖后第40天。另外,通过对该隧道现场监控量测分析发现,二衬的受力—历时曲线与有限元分析相吻合。     

基于功效系数法的岩爆烈度分级预测研究

岩爆是高地应力区岩质隧道施工过程中经常发生的工程地质灾害,对其发生的可能性及其烈度分级预测一直是隧道工程世界性难题之一。基于功效系数法的基本原理,在综合考虑岩爆的关键影响因素基础上,选取?θ /?c 、?c /?t、Wet和Is作为评价因子,建立了一种新的岩爆烈度分级预测模型。利用国内外典型岩爆工程实例对所建模型进行检验,判别结果与实际岩爆等级相符,且与集对分析法和可拓方法判别结果基本一致,表明运用功效系数法对岩爆烈度进行预测是合理的、可行的。再运用功效系数法对苍岭隧道岩爆危险性进行判别,预测结果与实际情况一致,说明基于功效系数原理的岩爆预测新方法具有较高的准确性和可靠性,且简单、易懂、可操作性强,具有良好的工程应用前景。     

BOTDR技术在边坡表面变形监测中的应用

针对普通监测手段和技术应用上的不足,采用BOTDR技术监测坡体表面变形发展。分析了监测实施过程中光纤传感器的固定及温度补偿问题,介绍了BOTDR在浙江省龙丽高速公路官家滑坡中的铺设手段。根据官家滑坡的工程环境特点,在坡体上采用植入式固定方式;前缘坡面布设光纤时,引入准分布式监测理念,使用专用夹具定点固定光纤。现场监测结果表明：植入式固定方式,宜选用外径较小的紧套光纤,能使其较好地保持同步协调变形,且光纤因护套影响小而灵敏性较高;定点固定方式,易选用外径较大的光纤,适宜于坡面监测环境。植入式固定方式,若坡体内温度场变化较小,可不进行温度补偿;若坡面温度变化较大,可选取与监测环境温度场相似区布设松套光纤进行温度补偿。对监测过程中实施光纤的固定及温度补偿手段进行了改进讨论。     

顺斜向坡变形破坏特征研究

本文通过对黄河上游某水电站坝前坝后顺斜向坡变形破坏特征的分析,提出了顺斜向坡的变形破坏类型分类,并对边坡产生旋转滑移破坏的临界条件作了分析。     

碎石土滑坡稳定性一元多重属性回归模型分析

为了能在地质勘查和试验的基础上对碎石土滑坡稳定性进行评价,构建了一元多重属性回归模型。基于官家滑坡的14个工程地质剖面的实测资料,选取滑体重量、滑面倾角、滑面长度、水力坡度、浸水面积、内聚力、内摩擦角7个影响因素,采用模型对影响因素和稳定性系数进行回归分析和影响因素显著性研究,得到计算稳定性系数的回归方程,并利用新昌下山滑坡进行模型准确性验证。研究结果表明：根据模型建立的线性回归方程回归性显著,能够用模型对滑坡进行稳定性计算分析;通过模型得出对稳定性系数有显著性影响的因素,综合滑坡实际地质状况确定地下水对稳定性有显著的影响,有助于开展滑坡灾害预警预报工作和采取有效的工程治理措施;新昌下山滑坡介于稳定与较不稳定状态之间,在降雨量比较大的时段应加强监测。     

边坡可靠度分析的支持向量机法

提出了基于支持向量机（SVM）的边坡可靠度分析新算法。该方法采用均匀设计确定样本点,通过一定数量的确定性计算来训练SVM,拟合边坡的功能函数;采用一阶可靠度方法（FORM）和迭代算法优化SVM模型,获得可靠度指标和验算点信息;在SVM模型基础上进一步通过二阶可靠度方法（SORM）和蒙特卡罗模拟（MCS）计算边坡的失稳概率。以两个典型边坡为例,通过与其他方法比较,证明了该方法的准确性和高效性。结果表明：提出的在标准正态空间（U空间）中取样并构建SVM,在原始空间（X空间）中计算功能函数的算法,有效地解决了具有相关非正态分布变量的可靠度分析问题,并且可很容易扩展到SORM的计算。算例结果证明,该方法的精度高于FORM;而效率优于MCS。分析过程中,边坡安全系数计算和可靠度分析相互独立。因此,该方法既适用于具有显式功能函数的简单问题,也适用于需要软件计算安全系数的实际边坡问题。     

具空间约束效应边坡的稳定性研究

当边坡的变形不仅受底部边界约束而且还受侧限作用时,其稳定性计算按平面问题简化常存在较大的误差。本文通过李家峡电站导流洞进口边坡的实例分析,旨在对此粗具空间约束效应边坡的生分析问题进行一个初步的探讨。     

锚杆荷载-位移曲线的指数函数模型研究

利用现场抗拔试验测取锚杆荷载与锚杆位移的关系曲线(P-S曲线),确定锚杆的极限荷载标准值,必须进行破坏性试验。结合锚杆抗拔试验数据,开展锚杆P-S曲线的数学模型研究,探讨了双曲线模型和指数模型模拟锚杆P-S曲线的效果。结果表明,指数模型能较好地模拟锚杆P-S曲线,其对极限承载力的预测也符合实际。