高边坡稳定性研究现状及发展展望

在分析研究国内外有关斜坡(尤其是高边坡)稳定性研究文献的基础上,对当前这一领域的研究现状作了简要评述,提出了今后的研究方向和复杂岩体高边坡稳定性研究的基本思路与方法。     

The introduction of neural network system and its applications in rock engineering

The neural network system has been developing very fast recently. It has been widely used in many industries such as automation, nuclear power plant, chemical industry, etc. Neural network systems have a great advantage in dealing with problems in which many factors influence the process and result, and the understanding of this process is poor, and there are experimental data or field data. In rock engineering, many problems are of this nature. In this paper, a brief introduction to neural network systems is given. Problems such as what is a neural network, how it works and what kind of advantages it has are discussed. After this, several applications in rock engineering, made by us, are presented. Case 1 is ore boundary delineation. In this case, the rock are divided into three classes, i.e.: (1) waste rock; (2) semi-ore; and (3) ore for mining purposes. The neural network system built can judge whether it is ore, semi-ore or waste rock along the borehole according its corresponding geophysical logging data, such as gamma-ray, gamma-gamma, neutron and resistivity. Case 2 is aggregate quality prediction. In this case, the quality parameters: (1) impact value; (2) abrasion value I; and (3) abrasion value II are predicted by using a neural network system based on density, point load, content of quarts and content of brittle minerals. Case 3 is rock indentation depth prediction. In this case, the rock indentation depth under indentation load is predicted by the established neural network system based on the indentation load on rock, indenter type and rock mechanical properties, such as uniaxial compressive strength, Young's modulus. Poisson's ratio, critical energy release rate and density. In all these cases, the neural network systems have been applied successfully. The testing results are satisfactory and better than the existing techniques.     

冻土力学发展的新领域——深土冻土力学

Based on the practice of artificial freezing engineering in deep alluvium and simulation tests, it is found that there exists an obvious difference between frozen soil mechanics for shallow alluvium and for deep alluvium. The concept of frozen soil mechanics for deep alluvium, its research topics and methods are presented in this paper.     

沙漠公路风蚀破坏规律的数值模拟研究

通过Fluent软件对沙漠公路的风蚀破坏规律进行数值模拟研究。分析公路不同横断面时风沙流扰动、增速、减速、恢复的过程,确定路基(堑)高度、边坡坡率和路面宽度等公路断面设计参数对风沙流扰动的影响,提出沙漠公路路基(堑)风蚀破坏规律。结果表明：路面宽度的改变对路基沿程风速变化影响较小,各特征点处风速变化小于5%。路基(堑)高度和边坡坡率对风沙流扰动的影响较大。随路基(堑)高度增加,风沙流流场的扰动被增强,路基(堑)风蚀破坏越显著,当边坡坡率为1:1时,路基模型高度250 mm时的迎风路肩风速为模型高度60 mm时的 1.15倍,其背风坡脚风速降低45%;路堑模型高度250 mm时的背风堑顶风速为模型高度60 mm时的1.05倍,迎风堑脚处风速降低高达80%。建议沙漠公路宜采用中低路基(堑),不宜高填深挖。当路基(堑)高度一定,边坡坡率为1:1.75或1:2时,路基(堑)沿程风速变化平缓,沙漠路肩不易被吹蚀破坏;路堑中堑脚位置处不易出现堆积。其结论与室内风蚀风洞试验结果有很好的一致性     

PSO-RBFNN模型及其在岩土工程非线性时间序列预测中的应用

岩土工程受力变形演化是一个典型的非线性问题,其演化的高度非线性和复杂性,很难用简单的力学、数学模型描述,但可用粒子群优化径向基神经网络对岩土工程应力、位移非线性时间序列进行动态实时预测。网络径向基层的单元数通过均值聚类法确定后,所有其它参数：中心位置、形状参数、网络权值,均通过粒子群优化算法在全局空间优化确定。工程实例应用表明,该模型预测结果准确、精度高,有良好的应用前景。     

黔北遵义团溪铝土矿勘探网密度探讨

以黔北遵义团溪铝土矿后槽矿区一矿块为例,用50m×50m工程间距进行施工成果与100m×50m和100m×100m工程间距施工成果,对其矿体厚度、矿体形态、主要化学成分含量及储量变化进行分析对比,以探寻此类矿床应如何选择工程间距,才能更合理准确地对矿体进行圈定控制,以满足矿山开采设计的要求。通过资料分析对比认为,对黔北喀斯特型沉积铝土矿进行勘查而言,以≤50m×50m工程间距控制矿体并求取储量,效果较为理想。     

工程勘察数据的传递控制与可视化

从广义说,工程勘察成果中的很大一部分是通过大量数据的传递与处理取得的。数据传递结构的优化和合理控制是提高勘察效率和质量的保证。讨论了用程序编制的方法实现的数据从平面图到剖面图的钻孔距离传递,利用模糊聚类思想提出的对剖面数据进行合并的建议和利用地质三维软件实现的三维地质体模型的耦合展示,这几个问题正是目前大多勘察单位在数据控制与传递流程中可能欠缺的环节。     

境外桩基工程的施工实践

通过对支援柬埔寨、几内亚桩基工程的施工实践,总结出在境外工程项目的管理中,要制定相应的管理制度与突发事件的应急预案,在施工过程中要注意政局变化,加强卫生疾病的防治,进行必要的物质储备和规避风险等注意事项及解决方法．对地勘单位拓展海外市场提出了建设性意见,具有一定的借鉴意义。     

基于SEM的可变形块体离散元法研究

针对边坡工程中岩土体连续-非连续渐进破坏的特点,提出一种新的变形体离散元方法（DEM）。与传统有限单元法（FEM）不同,弹簧元法（SEM）通过构建一组广义弹簧系统描述单元的力学行为。弹簧元法中的一个广义弹簧可以具有多个方向的刚度系数,确定广义弹簧系统的构造形式及其各刚度系数表达式是弹簧元法的核心。以三角形单元为例,介绍平面弹簧元的基本理论。对任何二维正交广义弹簧系统,通过定义广义弹簧变形与单元应变之间的关系,直接对比单元的应变能与弹簧系统的弹性势能即可得到广义弹簧刚度系数的表达形式。定义泊松刚度系数和纯剪刚度系数两个系统参数,描述正交广义弹簧之间的联系。对任意泊松比的材料,该方法都可准确地描述泊松效应的影响,计算结果与传统有限元法一致。该方法不需要求得有限元单元刚度矩阵的具体形式,具有直接方便、物理意义明确的优点,应用该方法给出任意4节点单元弹簧系统的构造形式及其各刚度系数的表达式。基于SEM的可变形块体离散元法,用弹簧元中的广义弹簧求解块体变形,用离散元中的接触弹簧计算块体间作用力,在单元节点的控制方程中实现弹簧元-离散元耦合计算,通过接触弹簧的状态实现材料由连续到非连续的破坏过程。在基于连续介质离散元法（CDEM）程序的基础上实现弹簧元-离散元耦合程序,应用耦合程序计算均质土坡在重力作用下的弹塑性变形和基覆边坡在重力作用下的破坏,初步证明该方法用于边坡变形渐进破坏分析的可行性。     

隧道洞顶围岩竖向全位移量测及变化规律研究

围岩内部位移通常是在工作面开挖后再进行量测,因而导致现场量测结果存在一定损失。为得到隧道施工过程中围岩内部位移的变化规律,自行研制开发了适用于量测隧道洞顶围岩竖向全位移的多点位移测试仪,该仪器具有测试原理简单、现场埋设方便、测试数据精度高的特点,且比传统多点位移计的测点多。结合阿拉坦隧道,利用该仪器对隧道洞顶处的围岩内部位移进行了量测,得到了隧道浅埋段洞顶围岩内部位移的变化规律,经分析发现,如果采用传统多点位移计进行洞内量测围岩内部位移的方式,围岩内部位移的损失程度将达25%以上,这将给围岩稳定性的判定造成直接影响;此外,通过对监控数据的分析,还得到了隧道开挖引起的围岩松弛范围。其结果对隧道的开挖与支护具有重要指导意义。