非饱和黄土基质吸力的滤纸法测试

黄土属于非饱和土,具有明显的大孔隙、垂直节理发育、湿陷性等特征,使得黄土地区工程地质灾害问题频发。由于黄土具有水敏性,因此水的因素成为诱发地质灾害的主要因素。基质吸力的变化是土体边坡稳定的重要因素。利用滤纸法对非饱和黄土的基质吸力进行试验研究,得出随着含水率的增加基质吸力逐渐减小;在土体含水率较小时基质吸力的变化比较敏感,含水率越高,其变化越小;在含水率达到饱和时基质吸力消失为零;并且随含水率的增加土体的抗剪强度逐渐减小。研究认为,滤纸法对操作过程中空气条件要求相对严格,是一种能够快速、简便测试非饱和土体基质吸力的方法。      

地震作用下结构连续性倒塌研究进展与展望

近年来,地震灾害频发,导致结构倒塌事故时有发生,造成重大的人员伤亡和经济损失。针对地震作用下结构倒塌破坏,国内外学者进行了诸多的研究工作。从倒塌破坏准则、结构倒塌与抗倒塌试验、结构倒塌数值模拟和结构抗倒塌措施四个方面,对结构连续性倒塌的研究现状进行了归纳和总结,并对未来的研究热点进行了展望。     

1989～2011期间8次强地震中抗液化地基处理成功案例的回顾与启示

回顾了1989年美国Mw6.9级Loma Prieta地震、1993年日本Ms7.8级Kushiro-Oki地震、1994年日本Mw8.2级Hokkaido Toho-Oki地震、1995年日本Ms7.2级阪神地震、1999年台湾集集地震、1999年土耳其Mw7.4级Kocaeli地震、2001年美国Mw6.8级Nisqually地震以及2011年Mw9.0级东日本地震中场地抗液化工程措施的成功案例,初步分析了各种抗液化工程措施的有效性与优劣性,可以给出如下工程场地抗液化处理的经验：（1）对于易液化的沿海及填海造陆场地,采用适宜的抗液化工程措施应成为地基处理不可缺少的环节;（2）应基于场地条件、经济条件及环境要求,综合考虑场地抗液化地基处理措施的选择;（3）挤密砂桩法和碎石桩法运用广泛、技术成熟且比较经济,宜优先选择作为抗震设防烈度Ⅷ度及以下地区的场地抗液化地基处理措施;（4）强夯法使用机具简单、费用低廉,适宜选择作为抗震设防烈度Ⅷ度及以下地区大面积场地的抗液化地基处理措施;（5）注浆法、深层搅拌法、旋喷法作为抗震设防烈度Ⅸ度及以下地区的场地抗液化地基处理措施是有效的;（6）多种抗液化地基处理措施联合使用的处理效果往往优于单一措施单独使用的处理效果,在条件许可的情况下,宜选择多种抗液化地基处理措施联合使用,以期达到更好的处理效果。     

热-水-应力-迁移耦合条件下双重孔隙-裂隙介质的抗剪强度及有限元分析

考虑裂隙的连通率、间距、孔隙基质和裂隙材料在表征单元（REV）中的体积分数,并假定双重孔隙-裂隙介质的等效内摩擦角保持常数,而等效黏聚力是固有黏聚力、等效塑性应变、基质吸力、溶质浓度及温度的函数,提出了一种在热-水-应力-迁移耦合条件下确定表征单元内任一平面上等效的黏聚力及内摩擦角的方法。针对一个假定的位于非饱和双重孔隙-裂隙岩体中的高放废物地质处置模型进行了数值模拟及分析。结果表明,基质吸力对于等效黏聚力的增强作用大于等效塑性应变和溶质浓度的减弱作用,使得等效黏聚力得到了提高,故减少了围岩中的塑性区;由此岩体应力、孔（裂）隙水压力及流速、孔（裂）隙溶质浓度的分布及量值也发生相应的改变。     

自由设站起算点可用性的两步判断法研究

目前在地铁隧道结构变形监测中通常采用自由设站极坐标的测量方式,起算点准确是保证监测结果有效性的关键。地铁隧道监测自由设站起算点数量有限,当多点存在变动时通常难以准确判定各点的可用性。本文针对自由设站已知起算点的可用性问题,采用坐标系转换求解各已知点的位移分量完成可用性判断。重点关注坐标系转换关系的求解,提出了两步法的求解思路：采用RANSAC算法计算初值,然后进行迭代权估计计算得到最终结果。最后通过现场实测和模拟测试的方式验证了该算法的探测能力。     

一种三维激光扫描点云拟合的抗差加权整体最小二乘法

针对三维激光扫描中点云不等精度且易受粗差影响的问题,提出了一种基于入射角定权的抗差加权总体最小二乘的拟合方法。该方法在采用入射角定权的基础上,进行基于标准化残差和中位数的抗差加权整体最小二乘估计,获得待定参数估值,并通过Gauss-Newton迭代算法,推导了模型的迭代计算方法。以平面拟合和球面拟合为例,分别通过仿真数据和实测数据对算法进行验证,结果表明,对于含有粗差的点云,新方法可以获得更为理想的参数估值,其性能优于抗差整体最小二乘和加权整体最小二乘,可以更好地进行三维激光扫描的点云拟合。     

西藏拉抗俄斑岩铜钼矿床流体包裹体研究

西藏冈底斯成矿带拉抗俄斑岩铜钼矿床位于西藏特提斯构造域拉萨地块东段中南部,是近年来青藏高原地质大调查项目评价的重点矿床之一。文章在钻孔地质编录的基础上,依据矿物组合、脉体穿切关系的不同,划分了3个成矿阶段:早阶段、中阶段以及晚阶段,成矿中阶段为主成矿阶段。根据包裹体室温下的相态充填度特征以及是否含有子矿物,可将其分为3大类:液相包裹体(Ⅰ)、气相包裹体(Ⅱ)和含子晶多相包裹体(Ⅲ)。成矿早阶段流体包裹体主要为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类包裹体,均一温度集中在260~400℃之间,w(Na Cleq)为2.1%~39.4%;成矿中阶段的流体包裹体主要为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类包裹体,具有典型的沸腾包裹体组合,均一温度集中在280~360℃,w(Na Cleq)为2.2%~37.1%;成矿晚阶段流体包裹体主要为Ⅰ类包裹体,均一温度集中在220~280℃,w(Na Cleq)为3.6%~5.6%,显示包裹体均一温度及盐度呈递减趋势。成矿流体是中高温、中高盐度,且富含成矿元素的Na Cl-H_2O体系流体。矿床形成的压力为(100±10)MPa,形成深度为(3.7±0.4)km。激光拉曼探针分析结果表明,流体包裹体液相成分主要为H_2O,气相成分含有CO_2;子矿物有黄铜矿、磁铁矿、赤铁矿、石膏、黄铁矿、金红石、长石等。成矿早阶段,岩浆房发生流体出溶;成矿中阶段,岩浆流体发生减压沸腾和不混溶作用。综上所述,温度降低、压力减小、pH值的增加以及氧化还原电位的变化是造成拉抗俄矿床成矿元素沉淀的主要因素。     

黄土裂隙的漫灌效应对斜坡稳定性的影响分析

以甘肃省黑方台地区滑坡为研究对象,在非饱和土特性试验基础上,根据地下水位的监测资料建立典型斜坡饱和-非饱和渗流模型,模拟斜坡灌溉作用后裂隙对斜坡渗流场的影响,研究斜坡裂隙效应对斜坡稳定性的影响。结果表明:灌溉水迅速沿裂隙下渗,形成渗流优势通道;裂隙附近土体的孔隙水压力迅速升高,导致其局部形成饱和区域;随着裂隙数量的增加,饱和区域明显增大,且裂隙的位置越靠近台塬边缘,对斜坡边缘的孔隙水压力及基质吸力影响越显著。综合斜坡稳定性分析结果可知:裂隙发育位置越靠近台塬边缘,斜坡稳定性越差;而裂隙数量的增加对于斜坡的稳定性影响更大,且裂隙对于斜坡稳定性的影响是一个短时间过程。夯填裂缝是控制滑坡发生的有效途径。     

隧道锚围岩抗拔机制及抗拔力计算模式初步研究

在普立特大桥隧道锚现场模型试验的基础上,采用数值模拟技术揭示了隧道锚围岩变形破坏过程:围岩破坏面从锚体底部与围岩接触面附近启裂,并逐渐向外呈圆台状扩散,破坏形式为拉剪破坏。并且,锚体前部临空岩体被拱出而发生拉破坏。破坏面上的应力分布随着拉拔荷载增大而发生复杂变化。基于此,通过在破坏面上建立力的平衡关系,提出了隧道锚围岩抗拔力计算模式。该计算模式与现有文献不同,体现了夹持效应以及破坏面上的复杂应力变化。破坏面上的应力分布需要通过模型试验和数值模拟论证得到。今后,在针对不同强度、不同结构特征的岩体进行全面试验分析的基础上,可以对破坏面形态和应力大小进行取值建议。采用该模式验证了试验结果,估算得到大桥原型锚碇的极限抗拔力非常大。目前隧道锚设计普遍偏于保守,隧道锚在中、软岩中仍然可以使用。讨论了破坏面形态特征可能的变化、岩体结构特征对抗拔力的影响等问题。     

抗转动特性对颗粒材料分散性失稳的影响研究

对于岩土类的颗粒材料,在特定的应变加载路径下会发生非局部化的失稳现象,此时应力状态处于Mohr-Coulomb屈服面内,试样整体急剧失稳。采用颗粒离散元方法,研究抗转动特性对颗粒材料在等比例应变加载路径下宏、细观力学特性的影响。模拟发现,较为松散的试样更易发生分散性失稳,此时颗粒集合体的应力-应变状态满足Hill材料失稳准则。采用考虑颗粒转动的接触模型进行离散元模拟,通过改变颗粒间接触的转动摩擦系数,从宏观和细观层面分析等比例应变加载路径中颗粒材料的稳定性。颗粒抗转动能力的增强可以降低材料发生分散性失稳的可能性,随着转动摩擦系数的增加,应力路径由应变软化逐渐转为应变硬化,原本会发生分散性失稳的松散颗粒集合体表现出与密实颗粒集合体相似的宏观力学特性;颗粒集合体的内部结构表现出相应的细观作用机制,转动摩擦系数的增加有效地抑制了颗粒转动,虽然降低了颗粒体系的配位数,但增加了颗粒之间的接触力,增强了颗粒体系力链结构的稳定性和各向异性,形成稳定的结构持续抵抗外荷载的施加,从而试样整体不会形成松散的接触状态而失去稳定性。