强夯激励下黄土边坡动力响应模型试验研究

设计并完成了1:20比尺的黄土边坡大型动力模型试验,探讨了模型试验中的相似律、边界条件处理等问题;研究了强夯激励下黄土边坡的动力特性变化规律与动力响应规律,以及边坡坡率对动力特性和动力响应的影响。试验结果表明,边坡坡率越大,动力响应幅值越大;强夯激励下黄土边坡的动力响应幅值均随冲击荷载作用而产生并迅速衰减;振动周期在1 s之内,主频率在25～45 Hz之间,不会出现振动叠加现象。强夯激励下黄土边坡对径向加速度的放大效应更显著,下部边坡以竖向振动为主,上部边坡以径向振动为主。黄土边坡的边缘部位对强夯冲击振动的反应幅值较之内部存在放大现象。沿坡高方向,边坡对输入加速度具有明显的放大作用,坡顶处的放大效应最为显著。试验结果有助于揭示黄土边坡在强夯激励下的动力响应规律,为黄土地区的工程设计和施工提供有益的参考     

倾斜煤层底板破坏特征的微震监测

带压开采是承压水上采煤的主要方法,底板采动破坏深度的确定是实现带压开采的关键和前提。针对底板采动破坏深度现场测量方法的局限性,特别是倾斜煤层（煤层倾角在25°～45°之间）底板采动破坏深度的现场测量。以桃园煤矿1066工作面为例,利用高精度微震监测技术,对承压水上倾斜煤层底板的采动破坏特征进行了连续的、动态监测。监测结果表明：（1）工作面运输巷（下顺槽）附近的底板比工作面回风巷（上顺槽）附近的底板破坏深度更深,破坏范围更大;（2）倾斜煤层工作面底板破坏形态整体呈现为一个下大上小的非对称形态。根据微震监测结果,确定了1066工作面回风巷和运输巷附近底板的最大破坏深度,划分了倾斜煤层工作面底板突水危险区域。将微震监测的倾斜煤层底板破坏深度与经验公式计算的底板破坏深度进行了对比,指出了经验公式存在的不足     

隧道单层衬砌设计方法研究及应用

目前,在单层衬砌设计中应用较为广泛的是基于挪威法的Q系统支护设计法,但该方法涉及的参数有6个,在施工前及施工过程中测试这些参数经验性较强,准确性不高,而且费用较高;将Q法直接移植到中国的单层衬砌设计困难较大,不适合中国国情。在此背景下,提出以屈服接近度和围岩松动圈支护理论为基础的单层衬砌设计原则和方法,并结合合武铁路大别山隧道2号斜井进行了工程实践。首先通过地质勘查得到隧道所在地区的工程地质、水文地质特征以及围岩的物理力学指标,确定隧道围岩的屈服接近度,进而提出单层衬砌支护参数及喷射混凝土的力学控制指标,完成结构的预设计;根据隧道施工过程中实测的围岩松动圈范围,运用松动圈支护理论修正设计,从而形成一套完整的单层衬砌设计方法体系。实践表明,提出的单层衬砌设计方法经济适用、对施工干扰小,适合信息化施工,且施作完成的单层衬砌结构安全可靠,具有显著的经济效益和社会效益,有较大的推广前景。     

土石坝边坡稳定性分析的温控参数折减有限元法

将土石坝渗流的有限元计算和坝坡稳定分析的强度折减有限元法相结合,对土石坝坝坡的稳定性进行分析。考虑渗流作用时,首先采用有限元法计算坝体渗流场,通过迭代计算出稳定渗流的逸出点和浸润线位置,并根据水力梯度计算坝体所受的渗透力;然后将渗流分析所确定的渗流力与土体自重、浮力、地震力等荷载共同施加在坝体上,采用温控参数折减有限元法计算土石坝坝坡的临界失稳状态及其所对应的安全系数。分析结果表明,采用此方法进行土石坝坝坡稳定分析是合理的,且大大提高了计算效率     

井筒式地下连续墙水平承载能力模型试验研究

井筒式地下连续墙利用构造接头把地下连续墙段连接成一个平面为封闭形状挡土结构,其刚度大,承载力高。由于基础内部含有大面积的土芯,存在墙内土芯、墙体以及外部土体的相互作用。采用水平单向单循环维持荷载法,通过3个不同截面尺寸的单孔闭合墙水平静载试验,研究闭合地下连续墙基础的水平承载特性。基于墙身内力及位移测试结果,研究了井筒式地下连续墙基础在水平荷载作用下的承载机理,分析了水平荷载-位移特性、墙身位移、墙身弯矩、剪力、转角随深度的分布规律。试验结果表明,闭合墙基础呈整体倾斜破坏特性,墙身弯矩随墙深呈非线性变化,墙身剪力在加载处最大,在墙身弯矩极大值处墙身剪力为0,0点以下,墙身剪力随深度呈“大肚形”变化,并且闭合墙的承载力随着闭合墙边长的增大,深度的提高而提高。     

镜像法求浅海中静态电偶极子在空气中的电磁场

为对水中目标电磁特性进行数学建模及深度换算,以及对水中目标实施空中探测、定位,将镜像法应用于存在两个分界面的含导电媒质的分层媒质中,在唯一性原理的基础上,推导了空气-海水-海床三层模型下,位于海水中的任意静态电偶极子在源所在媒质区域以外的空间中-空气中的电场、磁场分布的解析表达式,并以单位偶极矩的水平电偶极子为例进行了仿真计算和特征分析.所得解析表达式为后续相关研究提供理论基础,仿真结果和文献对比,表明浅海环境下海水中的静态电偶极子在空气中也可以产生明显的电场、磁场,而且具有明显分布特征,是值得关注的目标信号.     

成层地基自由场地面运动的随机模型

地表土层通常具有成层的特点,在地震工程中将覆盖土层简化为力学性质沿竖向成层变化,水平向为各向同性的层状半空间体才会得到更符合实际情况的解答.采用频域分析方法,对多层横观各向同性土层对垂直向上的入射剪切波的反应进行了分析.在此基础上,分析了自由场地面运动的频率响应函数,计算了响应位移的功率谱密度函数,并给出了算例.算例表明,多层土的功率谱密度函数具有多个峰值.采用频域分析方法计算层状土地基在地震作用下的位移和应力响应,避免了时域分析时对波在界面处多次反射和透射的反复追踪,思路清晰,步骤简明.     

济阳坳陷桩海地区下古生界硅化岩溶储集层空间分布模式

基于岩心描述和镜下观察,分析了研究区下古生界硅化岩溶储集层的岩性特征。通过对沟通潜山 断块和古近纪洼陷的边界断层产状、潜山断块内下古生界产状的分析,认为下古生界碳酸盐岩具备埋藏岩溶作 用条件,提出了古近纪沉积物压释酸性水向潜山断块运移的3种方式,即：翘倾端断面补给畅流运移模式、倾 没端断面补给畅流运移模式和背斜凸起两侧双向渗入补给对流循环模式。利用这 3种模式可以合理解释研究区 下古生界潜山硅化岩溶储集层空间分布的特点和规律。翘倾端断面补给畅流运移模式可以解释潜山断块高部位 硅化岩溶层段储集层的发育情况,倾没端断面补给畅流运移模式和背斜凸起两侧纵向渗入补给对流循环模式, 可以解释潜山断块的低部位硅化岩溶层段储集层的发育情况。该模式还可以合理地解释硅化岩溶储集层在下古 生界赋存层位的 “ 穿层性”特点,同时也能够合理解释潜山断块周缘发育硅化岩溶层段,而潜山断块中心地带 很少出现硅化岩溶层段等现象。     

Copula‐based joint probability function for PGA and CAV: a case study from Taiwan

This study aims to develop a joint probability function of peak ground acceleration (PGA) and cumulative absolute velocity (CAV) for the strong ground motion data from Taiwan. First, a total of 40,385 earthquake time histories are collected from the Taiwan Strong Motion Instrumentation Program. Then, the copula approach is introduced and applied to model the joint probability distribution of PGA and CAV. Finally, the correlation results using the PGA‐CAV empirical data and the normalized residuals are compared. The results indicate that there exists a strong positive correlation between PGA and CAV. For both the PGA and CAV empirical data and the normalized residuals, the multivariate lognormal distribution composed of two lognormal marginal distributions and the Gaussian copula provides adequate characterization of the PGA‐CAV joint distribution observed in Taiwan. This finding demonstrates the validity of the conventional two‐step approach for developing empirical ground motion prediction equations (GMPEs) of multiple ground motion parameters from the copula viewpoint. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

气枪震源弱信号提取的可靠性初步分析

基于数据合成仿真、气枪震源激发信号的实际处理,由叠加信噪比、波形相关系数及相位偏移等3个定量指标,系统评价线性、相位加权和S变换等3种叠加方法提取强背景噪声下弱信号的实际性能,并定量估计叠加结果的可靠性。通过对以上3种方法叠加结果的综合探讨,初步对比分析后认为,线性叠加虽然信噪比较低,但波形畸变最小;相位加权叠加信噪比较高,相位偏移小,但波形质量与线性叠加的结果相比偏离较大;S变换叠加可获得相对较高的信噪比,波形幅度损失小,但存在一定的相位偏移现象。因此建议,当波形质量和时间精度均要求较高时宜用线性叠加。但气枪震源激发有限时选择叠加方法应有所偏重,若要求波形高保真,宜选择S变换叠加;若要求时间高精度,可选择相位加权叠加方法,以合理实现弱信号的有效提取。