基于地质统计学方法的孔压静力触探锥尖阻力固有空间变异性研究

地质统计学是用于模拟土体固有空间变异性的方法之一,以变差函数为工具,采用Kriging插值提供未采样点处土工参数值的最优线性无偏估计。将地质统计学方法应用于宿-新（宿迁至新沂）高速公路某试验段内孔压静力触探（piezocone penetration test,CPTU）锥尖阻力qt空间变异性研究中,采用回归分析移除数据中的趋势项,从而获得具有弱平稳性的残差数据。指数型理论变差函数能够准确描述试验段内土体的连续空间变异性特征。根据估计结果,试验段内锥尖阻力qt残差的变程具有显著各向异性,在水平方向和竖直方向分别为4.05 m和1.2 m。采用普通Kriging插值结合趋势分析,绘制了qt在试验段的空间分布图和平面投影图,用于指导工程实践。结果表明,普通Kriging插值的估计结果能够与试验段内实测资料形成较好的对比,仅仅在部分极值变化和远离采样点的位置处估计值可靠性会降低。     

基于随机块石模型的土石混合边坡稳定性分析方法研究

为了准确地分析土石混合边坡的稳定性,克服传统有限元方法分析土石混合边坡的不足,提出一种考虑块石随机分布及含量的土石混合边坡稳定性分析方法。该方法根据土石混合边坡中的块石含量及级配,随机生成了含石率从10%～60%的土石混合体模型,每种含石率均考虑8种不同的块石分布位置,最后将生成的模型导入到OPTUM G2中建立土石混合边坡模型,采用有限元极限分析法对土石混合边坡的稳定性进行了分析,并将计算结果与采用两种等效强度参数模型所得的结果进行对比分析。研究结果表明,由于块石空间分布位置的不同,相同含石率下土石混合边坡的最大、最小下、上限安全系数变化较大;土石混合边坡坡体中的塑性区不再是圆弧型,而是呈现出"绕石"、"分流"和"包含"三种典型的扩展模式;采用两种等效强度参数模型与随机块石模型所得的边坡安全系数存在较大差异。研究成果可为土石混合边坡的设计及施工提供参考依据。     

不同深度围岩力学行为对矽卡岩型矿床成矿作用的影响——来自长江中下游成矿带龙角山钨矿床的证据

目前矽卡岩矿床的研究对象主要集中在成矿岩体和矽卡岩矿物,相对而言,控制矽卡岩矿床形成的另一个重要端员围岩的研究则明显薄弱。已有研究表明,不同深度围岩岩石力学性质决定了围岩在外力作用下发生形变的方式及规模,但仅限于定性研究,定量围岩力学性质研究及其对成矿作用制约则尚未开展。本文以长江中下游成矿带典型矽卡岩型钨矿床——龙角山矿床为研究对象,通过三轴压缩试验系统测定了不同赋矿深度围岩地层和成矿岩体的力学性质,探讨了不同深度围岩的力学行为及其对成矿作用的影响。灰岩的弹性模量E随深度增加呈现先降低再增加后降低的趋势,灰岩的三轴相对强度S随着深度增加呈现先增加后降低趋势。灰岩的硬化模量H和跌落模量M随深度的变化呈现非线性趋势,而花岗岩的弹性模量E、三轴相对强度S、硬化模量H和跌落模量M均呈现随深度增加而增加的趋势。灰岩的两类峰前塑性指标随深度的变化呈现先降低再增加后降低的趋势,可知地应力和矿物组分对灰岩的塑性特征影响存在博弈作用。不同深度的灰岩峰后塑性指标随深度的变化迥异,其中B_resStress和B_resStrain具有反向协同性,整体显示了灰岩具有脆...     

球型全流触探仪的机理研究及工程应用综述

近年来,随着全球海洋开发战略的逐步开展,越来越多的工程建设和试验研究将在海洋中进行,为了掌握海底的土体环境,静力触探（CPT）技术在国内外海洋工程领域中的运用变得更加重要。本文根据国内外大量文献中相关海洋原位测试技术的报道,对海洋静力触探的国内外发展历程进行总结,重点阐述和研究了一种适用于海底淤泥质土的球型全流触探仪。分析结果表明,球型全流触探仪在海洋岩土工程勘察中具有很好的应用前景,且集测量数据精确可靠、试验方法多样化、理论解析丰富全面等优点于一身;利用球型全流触探仪能够有效避免较大的实测数据修正,贯入机理清晰严谨,开展循环贯入试验可以评价土的重塑特性,变速率贯入试验在评价应变速率和现场土体强度以及测试中土体固结状态之间的关系上具有优势;结合现场试验,对比分析传统CPT和球型全流触探仪的试验结果,并考虑海底软土的性质,摸索出一种可停靠球型探头新形式。     

基于电阻率孔压静力触探的浅层气可靠度识别

地下浅层气的存在会对地铁项目的勘察、施工以及后期正常运营构成安全隐患。采用基于地质统计学和可靠性分析的概率方法,对杭州某地铁站场地的电阻率静力触探测试数据进行分析。通过回归分析移除电阻率数据的趋势项,以变差函数为工具,描述电阻率残差在竖向和水平向上的各向异性,采用克里格插值对未采样点参数值进行最优线性无偏估计,采用一阶可靠度方法获取基于电阻率的地下浅层气分布三维概率图。分析表明：电阻率残差具有显著的各向异性,在竖直和水平方向的自相关距离分别为5.1 m和55.6 m。在考虑不同土体电阻率背景值不同的前提下,采用一阶可靠度方法建立了浅层气三维概率分布图。该场地竖直方向上浅层气分布于25 m附近及30～35 m深度区间内,水平方向上则集中分布于RCPTU1点位附近。可基于该结果提出针对性的防治对策,为布设排气孔、浅层气监测等治理措施提供依据。     

基于生物地理优化的人工神经网络模型预测软土的固结系数

软土固结系数C_v是岩土工程结构设计中的重要参数,测试固结系数需要花费大量的时间和成本。基于生物地理学优化算法(biogeographical optimization algorithm,BBO)来改进人工神经网络(artificial neural network,ANN)模型,使用生物地理优化的人工神经网络(ANN-BBO)模型对软土固结系数进行计算。基于连淮高速公路改扩建项目的路基软土数据对计算模型进行了训练和测试。通过相关系数矩阵和主成分分析对软土的11个物理力学参数进行了统计分析,确定了7个参数作为计算模型的输入参数,并对计算模型进行了训练和测试;模型通过相关系数、均方根误差和方差比进行检验,并对误差进行了统计分析;采用蒙特卡罗模拟对计算模型的鲁棒性进行了分析。结果表明：ANN-BBO模型可以用于估计软土的固结系数,相关系数R²=0.947 1,均方根误差RMSE=0.165 7×10^-3 cm²/s,方差比VAF=94.54%;ANN-BBO模型预测精度明显优于ANN模型;ANN-BBO...     

锶、铀在非均质含水层中迁移特性试验研究

对于地下水流场及其参数分布无序的非线性问题,污染物在其迁移便不可能服从对流-弥散方程所描述的规律。那么,锶、铀在非均匀介质中迁移会发生什么样的异常变化是提出地下水污染预测方法与模式的前提。根据野外调查的水文地质特征,设计出模拟迁移的试验研究的模式系统。试验表明,非均质试验柱的迁移曲线与均质的迁移曲线,总体特征有显著区别;透镜状和盲洞型非均质对迁移的影响及其环境效应是双向的,即有利面是降低了污染强度,且可降低10%～30%;不利面是延长了污染作用的时间,使污染作用时间延长3～5倍。另外,合理地解释了所谓“双峰”和“多峰”迁移曲线机制。     

锌污染土物理与电学特性试验研究

随着城市化进程的加快,工业化重金属污染愈发严重,其中锌（Zn）污染是我国常见工业污染物之一。目前污染土体的主要研究方向为污染后土体某单一特性的变化,对土体污染后不同特性之间的相关性研究所见报道不多。使用南京特有的长江漫滩相沉积粉质黏土,通过室内人工配置特定污染浓度土样进行试验。测试分析了土体液限、塑限、pH值、颗粒成分等物理指标随Zn污染的浓度变化情况,并进行了龄期分析。试验表明,随着污染土中Zn浓度的增加,土壤的液限、塑限、粉粒含量和pH值呈下降趋势,而土壤的黏粒含量和塑性指数呈增大趋势,并得出了相应物理指标随污染龄期的变化规律。采用改进的圆形四电极Miller Soil Box进行室内的土样电阻率试验,分析了电阻率与土体含水率、孔隙率、饱和度、污染浓度等基本指标之间的相关性,讨论了电阻率随污染土样龄期的变化规律。并根据污染后土体的物理指标变化,建立Zn污染后电阻率与液限、塑限、pH值、颗粒成分等物理指标的相关关系。     

强震作用下斜坡表面放大效应的三维离散元模拟

为研究强震作用下斜坡表面的动力放大效应,以陕西勉县某岩质斜坡为例,建立了三维模型.运用离散元软件3DEC,模拟了动力条件下斜坡的变形失稳过程,分析了斜坡表面的动力响应特征,研究了不同地震波输入工况条件下坡体表面动力响应差异.研究结果表明:考虑地震纵波的影响时,竖向加速度得到显著增强,坡面的PGA放大系数增强了约1.62...     

长江中下游成矿带龙角山矽卡岩钨矿床成矿作用过程 ——来自白钨矿和石榴子石主微量元素的证据

白钨矿和石榴子石的原位微量元素特征能提供成矿流体的演化信息.长江中下游成矿带鄂东南矿集区龙角山矿床是近年发现的大型矽卡岩钨矿床,为区域找矿勘查和成科学研究提供了新的方向.龙角山矿床的流体演化和矿床成因亟待开展系统研究.文章在详细的野外工作和前人研究基础上,通过对矿床中矽卡岩阶段、退蚀变阶段和石英硫化物阶段的白钨矿和石榴...