基于新型单相MICP技术改性黏性土力学特性的试验研究

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是一种绿色低碳的新型土体改性技术.该技术当前主要适用于渗透性较好的砂土,普遍使用两相处理方法,即菌液和胶结液分开施用.然而,对于渗透性相对较差的黏性土,传统的两相处理方法难以适用.为此,引入新的单相胶结方法,即菌液和胶结液混合施用,通过调节溶液的初始pH值为细菌水解作用提供窗口期,避免微生物絮凝阻塞孔隙,使混合液均匀分布于土体一定深度范围内,从而达到显著提升胶结效果的目的.利用喷洒法将混合液喷洒至土体表层进行MICP处理,处理完成后使用超微型贯入仪SMP-1测试土体表层不同深度处的结构强度,分析土体力学特性的空间差异,对土体的胶结效果进行定量评价.此外,探究了胶结液浓度(0.2M、0.5M和1.0M)及胶结方法(调节pH与否)对于土体结构强度及MICP改性效果的影响.结果表明:采用单相MICP技术对黏性土进行改性,能够显著提高其结构强度,具有较好的适用性;在不高于1.0 M的胶结液浓度范围内,黏性土的胶结效果随着胶结液浓度增加而提升;相比较而言,调节pH的单相胶结方法对于提升土体胶结的深度和均匀性有明显积极作用.新型单相MICP技术简单易行,能够节约成本,在黏性土表层加固方面具有潜在推广应用价值.     

不同降雨条件下不稳定斜坡财产损失风险评价——以镇巴县兴隆镇为例

山区城镇化的加速发展使得切坡、削坡现象普遍发生,导致城镇周边隐患斜坡的数量增加、规模增加,诱发隐患斜坡转变为滑坡的临界降雨强度降低,城镇财产损失风险大大提升。如何准确地对不同强度降雨条件下城镇财产损失的风险进行评价是亟待解决的前沿问题,本文以镇巴县兴隆镇为例,通过收集研究区多年降雨数据集,利用皮尔逊三型水文模型得到研究区不同重现期下的降雨强度,在此基础上结合野外斜坡调查资料、岩土体实验数据,采用蒙特-卡洛法计算得到城镇周边不稳定斜坡在不同降雨条件下的破坏概率,并对斜坡影响范围内的承灾体的易损性和财产价值进行评价,最终根据财产风险计算公式得到各斜坡在不同降雨工况下的财产损失风险值。风险计算结果表明:城镇内受不稳定斜坡威胁的房屋共245栋,占总房屋数量的30.4%,城镇房屋总价值约为5260.4万元,在天然、10年、20年、50年一遇降雨条件下年损失财产价值分别为22.8万元、69.73万元、122.5万元、150.5万元,其中超过55%的财产损失均是由1-2、2-6、3-5、4-3这4个边坡造成,并且在降雨强度递增时,这4个边坡对财产损失风险的贡献在逐步降低,占比分别为:88.33%、62.9%、58.64%以及57.54%,可见只要对这4个斜坡进行必要的防治即可大幅地缩减财产损失。     

单轴压缩下两种脆性岩石强度及声发射特性的试验研究

脆性对岩石破裂机制及声发射特性具有重要影响。采用花岗岩及大理岩两种不同岩性的岩石,开展了单轴压缩及声发射测试试验,获取了两种岩石的强度及变形特性,并对其脆性大小进行定量评价,分析了单轴压缩过程中两种岩石声发射能量演化特性,结合声发射b值计算结果及其物理意义,对比了两种岩石破裂机制的差异性。结果表明:(1)试验所采用的两种岩石,花岗岩的σ_cd/σ_p之比介于0.676~0.745之间,平均为0.706,而大理岩的σ_cd/σ_p之比介于0.439~0.615,平均为0.52;(2)基于脆性评价指标,结合试样宏观破坏现象及形态,本次试验采用的花岗岩其脆性大于大理岩;(3)岩石脆性程度越大,在裂纹不稳定扩展阶段,在产生相同的轴向压缩变形的情况下,环向变形量越大;(4)强脆性的花岗岩在裂纹不稳定扩展阶段持续出现高能级的声发射信号,而弱脆性的大理岩则表现出能量持续降低的变化趋势,峰值强度后,弱脆性的大理岩其高能级能量的声发射信号更活跃;(5)单轴压缩下,与大理岩相比,花岗岩破坏过程中大尺度的破裂事件所占比例较大。     

硅灰加固宁波软土的试验研究

为探索硅灰对软土的力学性质的影响,以宁波鄞州地区一种淤泥质黏土为试样,掺入不同量的硅灰,对硅灰加固土的力学性质和结构特征进行了测试。采用三轴不固结不排水剪切试验,测试分析了不同掺入量的硅灰加固土的应力应变关系,通过扫描电镜SEM照片分析了不同硅灰掺入量的硅灰加固土的结构特征。结果表明:(1)硅灰可以提高软土的黏聚力,黏聚力随着硅灰掺入量的增加而增大;(2)随着硅灰掺入量的增加,硅灰加固土的抗变形能力呈先增加后减小的趋势;(3)同一围压条件下,随着硅灰掺入量的增加,硅灰加固土的破坏偏应力逐渐增加;(4)随着硅灰掺入量的增加,硅灰加固土中大孔隙逐渐减少,小孔隙逐渐数量增加,孔径<1μm的小孔隙组分逐渐占优。     

模糊物元理论在干旱分析中的应用研究

干旱的评价指标具有多样性,各种指标在优劣程度上是渐变的,具有模糊性,不同的干旱指标对干旱的分析会存在一定的差异性。利用渭河流域1960～2010年近50a的日气候资料,通过分析计算选取标准降水指数、综合干旱指数和降水距平百分率并通过模糊物元理论将这三种干旱评价指标结合起来构建一种新的评价方法并与已发生的干旱进行分析对比。结果显示:模糊物元理论可以很好的将多种干旱指标结合起来从而减小不同指标分析所存在的差异性;且与单独一干旱指标所分析的干旱趋势没有出现较大的偏差。可以将多种分析方法结合起来更好的揭示干旱的变化规律,定量评价流域内的干旱变化情况,对抗旱减灾工作有重要的科学意义。     

大牛地气田区地下水水质模糊综合评价

自20世纪20年代以来,出现了30多种水质评价的研究方法。但由于水质等级与评价因子间复杂的非线性关系,以及水体污染的模糊性和随机性,地下水水质评价至今没有一个被广泛接受的评价模型。现阶段,地理信息系统（GIS）技术被广泛应用到水质评价中,在此基础上提出了一系列新的水质评价模式和理论。文章以大牛地气田区浅层地下水为研究对象,利用ArcGIS技术,将GIS与改进的模糊综合评价模型结合,建立基于GIS的地下水水质模糊综合评价模型,并应用于研究区地下水水质评价。同时将基于GIS的模糊综合评价结果和传统的内梅罗指数法进行对比,验证新方法在地下水水质评价工作中的合理性与可靠性。结果表明:（1）大牛地气田浅层地下水水质状况总体良好,以Ⅰ类和Ⅲ类水为主,局部地区浅层地下水中氨氮超标,水质较差;（2）模糊综合评价法与GIS的有效结合,实现了地下水水质模糊综合评价的系统化和可视化;（3）相对于内梅罗指数法,基于GIS的地下水水质模糊综合评价模型综合考虑了各评价因子对水质的影响,能够更加客观、合理地评价研究区地下水水质。     

微型贯入试验与无侧限抗压强度试验结果的对比

本文探讨了探头锥尖角度和探头直径对微型贯入试验结果的影响及微型贯入试验结果与无侧限抗压强度试验结果的相关性。结果表明,探头锥尖角度和直径对贯入曲线性状没有影响,即贯入阻力随贯入深度线性增加,达到某一贯入深度时贯入曲线出现拐点,之后贯入阻力趋于稳定,定义此时的比贯入阻力为贯入强度。探头锥尖角度越大,达到贯入曲线拐点前贯入阻力随贯入深度增长越快;贯入强度随探头锥尖角度的增加先减小后增大,当锥尖角度为60°时贯入强度最小,锥尖角度为30°、90°和180°时的贯入强度与锥尖角度为60°时贯入强度的关系呈线性关系;探头直径对比贯入曲线的影响可忽略不计,但随着探头直径的增大,贯入强度呈线性减小趋势,探头直径3.4 mm的贯入强度比7.0 mm的贯入强度增大2.5%,比10.0 mm的贯入强度增大5.0%;可用贯入曲线拐点前直线段斜率换算无侧限抗压强度,也可利用贯入强度换算无侧限抗压强度;水泥土强度的形成条件对贯入曲线拐点前直线段斜率及贯入强度与无侧限抗压强度之间的关系没有明显影响。     

孔隙液体的可压缩性对非饱和孔隙介质弹塑性分析的影响

首先在多相孔隙介质的混合物理论框架内探讨了如何利用固-液两相孔隙介质模型描述介质的非饱和问题。其次,讨论了一个实用的描述孔隙液体可压缩性的方法,并建立了小变形条件下固-液两相孔隙介质的弹塑性本构方程。最后,采用俞茂宏统一强度理论,针对一个具体的结构例子,分析了孔隙液体的可压缩性对结构弹塑性分析的影响。     

T形截面柱的非线性分析

编制了适用于任意截面的钢筋混凝土压弯构件截面的弯矩—曲率非线性分析程序。在此基础上,计算了考虑非线性变形的异形柱弯矩—曲率关系,并研究了翼缘、轴压比等因素对异形柱强度和延性的影响,可作为异形柱研究的参考依据。