砂土中单桩竖向抗压承载机制的离散元分析

将单桩视为平面问题,采用二维离散单元法分析了砂土中单桩竖向抗压承载机制。首先利用离散元模拟地基的形成、挖孔灌注桩的成桩过程以及地基土的双轴压缩试验;然后通过离散元模拟单桩竖向抗压静载试验,分析其承载机制。结果表明：随着桩的沉降增大,桩端阻力一直增大,桩侧摩阻力先增大后达到稳定值;单位桩长侧摩阻力从桩顶到桩端呈非线性增长趋势;当荷载达到桩的极限承载力时,桩端发生刺入破坏,导致桩侧与桩端附近土体的转动场梯度、应力场梯度增大,主应力发生大角度旋转。     

单粒组密砂剪切带的直剪试验离散元数值分析

为分析砂土的剪切力学特性,采用离散元商业软件PFC2D对单粒组密砂在直剪试验中出现的剪切带进行了数值分析。改进传统的分条带观察方式,采用矩形格分割法观察试样内部不同区域的变形特性。对离散元商业软件进行了二次开发,实现了大小主应力及其应力主方向角的可视化,分析了试样内部的应力偏转情况。同时,以纯转动率和颗粒速度等微观变量为中心,观察了试样内部颗粒的运动状态,解析了直剪试验中砂土剪切带形成的微观机制。研究表明,直剪试验中应变局部化区域集中在剪切面附近的一个条带内。通过转动场和速度场的分析可知,剪切带宽度约为10～15倍的砂土平均粒径,带内颗粒转动明显,带边缘出现大的速度和转动变化梯度。对组构和接触力分布的分析可知,剪切过程中粒间接触点和接触力的主轴方向发生了相一致的偏转,偏转后的主轴方向为60°左右。     

川滇地区地震活动的统计物理特征

自20世纪80年代以来,现代统计物理与地震学的交叉,为地震预测预报研究提供了新的线索。本文利用国际上近年来发展起来的PI算法、各态遍历性、AMR等统计物理概念和算法,以及RTP分析、基于时-空ETAS模型的随机除丛法和ROC检验等统计地震学方法,考察了川滇地区的地震活动统计物理特征,以为该地区的强震综合预测策略提出建议。     

亚洲地区Benioff应变释放和强震活动的周期性特征研究

为研究亚洲地区强震Benioff应变释放和周期性活动特征, 本研究采用了1900—1999年的IASPEI百年目录和2000—2008年的全球CMT目录组成的混合目录, 分别考察了亚洲地区1900—2008年M_W6.9以上强震的Benioff应变释放时间演化、 深浅源地震的累积Benioff应变线性偏离和M_W8.0以上强震周期性活动的Rydelek-Sacks检验三方面内容。结果表明, Benioff应变释放整体上大致存在30年左右的强弱起伏; 深、 浅源地震的累积Benioff应变线性偏离具有不同的周期性活动, 其中深源地震约为40年左右, 浅源地震具有更长的活动周期; M_W8.0以上强震的发生存在33±2年的周期性活动。作为结果的外推, 亚洲地区未来10年的强震活动正处于以1990—2020年为活动周期的后三分之一阶段, 应变释放水平相对2000—2010年较低, 可能与1990—2000年的水平相当。     

"巫山黄土"的磁组构特征及成因

为了探讨"巫山黄土"的成因类型, 对新近发现的"巫山黄土"进行了磁组构测试和磁化率主轴特征分析, 并与长江现代沉积物以及长江中游一带分布的风积黄土和"砂山"的磁组构特征进行了对比.结果表明: (1)"巫山黄土"的κ、P、F、L、E值与风积黄土和"砂山"接近, 却明显低于长江现代沉积物的相应值; (2)在磁组构参数F-L关系图上, "巫山黄土"的数据点多集中于坐标原点附近, 与长江中游一带风积黄土和"砂山"的特征也类似, 均指示了沉积动力相对比较弱的沉积环境.而长江现代河流沉积物的数据点却主要分布于F轴附近, 反映长江现代河流沉积物的F较L发育; (3)"巫山黄土"的磁化率最大主轴特点也与长江中游风积黄土和"砂山"的接近, 偏角的方向比较分散, 长轴的倾角为36°~38°, 短轴的倾角为37°~39°, 而长江现代河流沉积物的磁化率最大主轴偏角的方向比较稳定, 并且长轴的倾角一般小于10°, 短轴的倾角大于80°; (4)"巫山黄土"样品的T值介于-1~1之间, 而长江现代河流沉积物的T值却主要以大于1为主.综合看来, "巫山黄土"的磁组构特征与长江中游一带的风积黄土和"砂山"接近, 指示了其风积成因的特点.      

融合多源信息的降雨入渗边坡概率反分析及可靠度预测

概率反分析是推断不确定土体参数统计特征的重要手段,可以使边坡可靠度评估更接近工程实际。然而目前的概率反分析很少使用多源信息（包括监测数据、观测信息和边坡服役记录）,因为这通常涉及数千个随机变量和高维似然函数的评估。因此融合多源信息对空间变异土体参数进行概率反分析进而预测降雨条件下的边坡可靠度是一项具有挑战性的难题。文章将改进的基于子集模拟的贝叶斯更新（mBUS）方法与自适应条件抽样（aCS）算法相结合,构建了空间变异土体参数概率反分析和边坡可靠度预测的框架,并以某一公路边坡为例验证了该框架的有效性。研究结果表明：通过融合多源信息所获得的土体参数后验统计特征与现场观测结果基本吻合;用更新后的土体参数预测得到2004年9月12日该边坡在暴雨工况下的失效概率为23.1%,符合实际边坡失稳情况,说明在此框架下可以充分利用多源信息解决高维概率反分析问题。     

不同沙棘品种对干旱胁迫的生理生化响应

选择6个沙棘品种(中国沙棘、辽阜一号、辽阜二号、浑金、橙色、齐棘),测定了干旱胁迫条件下各品种的光合速率、叶片含水量、临界饱和亏、叶绿素含量、丙二醛含量、游离脯氨酸含量、SOD活性、POD活性、细胞膜相对透性等生理生化指标的变化情况,同时运用隶属函数值法,对6个品种沙棘的抗旱性进行了评价。结果表明,胁迫初期,不同沙棘品种间各生理生化指标值相近;随着干旱胁迫强度的增加,各品种同一指标变化趋势总体相同;在胁迫后期,不同品种沙棘间表现出了较大的差异性。6个品种沙棘抗旱性强弱顺序为:辽阜二号>辽阜一号>中国沙棘>橙色>浑金>齐棘。     

孔隙填充型能源土的宏微观力学特性真三轴试验离散元分析

天然气水合物沉积物因其作为绿色新型能源且具有广阔的开发前景而备受全球瞩目。水合物在水合物沉积物（俗称能源土试样）中有不同的赋存型式,如孔隙填充型和胶结型等。针对孔隙填充型水合物的赋存形态,生成特定饱和度的能源土试样。开展了同一 平面上不同中主应力系数（b = 0、0.25、0.50、0.75、1.00）的真三轴排水试验的三维离散元模拟,将微观参数接触组构及剪切滑移率的演化规律与材料的宏观力学响应相结合,分析了中主应力对孔隙填充型能源土的宏微观力学响应的影响。结果表明：强接触处组构张量的大、中、小主值随b的变化规律与大、中、小主应力及大、中、小主应变随b的变化规律表现出良好的相关性。三向应力状态下的破坏强度接近Lade-Duncan破坏准则。能源土试样剪切滑移率随着中主应力系数的增大而增大;当处于三轴拉伸状态时,试样的剪切滑移率最大。     

Hyperbola-Logistic模型预测列车引起的地面振动

振动波在土介质中传播包含呈幂函数关系的几何衰减和呈指数函数关系的阻尼衰减两方面,针对振动波衰减的两种性质,提出Hyperbola-Logistic组合模型来描述振动波沿地表的传播。实例分析表明,Hyperbola-Logistic组合模型既可以用来预测地面位移、速度、加速度及振级的衰减,又可以预测高架桥段、路堤段及地下列车引起的地面振动。Hyperbola-Logistic组合模型具有较高的拟合精度,相关系数R均在0.95以上,决定系数R2均在0.90以上,它对振动衰减的拟合是可信的。通过对比,文中模型无论数值大小还是分布趋势,都能更好地预测列车引起的地面振动。     

分段压水试验在东平大牛矿区水文地质勘查中的应用

压水试验方法同样适用于矿区水文地质勘查的各阶段,特别是针对透水性不是很大的矿区,选择单管栓塞压水试验方法,有使用方便、操作简单、灵活易行、不受孔径限制等独具的特点。在同一钻孔中进行分段压水试验,计算各段的透水率、渗透系数,根据各段渗透性对矿区含水层、段进行划分,为矿区水文地质条件划分提供依据。