竖向荷载下GRF承载机制数值模拟研究

岩土加固基础（geo-reinforcement foundation,简称GRF）是一种新型岩土增强型桩基础,其承载机制目前尚未明确。通过建立GRF的三维非线性模型,并考虑地基中的桩-土接触、锚杆-土接触效应,利用岩土专业计算软件FLAC3D,分析研究了GRF桩土变形以及土体屈服特性、桩身轴力变化规律、侧阻力和端阻力的变化规律。数值计算结果表明：GRF更能调动桩周土体来承载,其侧阻力、端阻力、极限承载力均大于等直径桩;由于锚杆作用,GRF的桩身轴力在锚杆附近出现“台阶式”突降;锚杆作用的发挥与桩顶位移密切相关,只有在桩顶产生一定位移条件下,锚杆才能发挥其承载作用,且土体在锚杆上部形成松弛区,在锚杆下部形成压密区;锚杆随桩体向下移动,与桩体相互作用,锚杆下部及锚杆附近桩体内会产生拉应力。研究结果为GRF在工程中推广应用奠定了一定的理论基础,对设计GRF有一定的参考价值。     

PDC破岩条件下的岩石研磨性评价

岩石的研磨性是钻井过程中钻头的磨损预测及优化的重要因素。为了预测钻遇地层岩石的研磨性,建立了钻井过程中PDC复合片的磨损计算模型,从而得到了岩石研磨性的预测方法。首先,通过复合片与地层之间的受力分析并结合岩石的破碎条件,建立了不同钻压条件下地层对复合片的作用力计算模型。根据石英含量的概率密度分布情况,获得了岩石中参与磨损的颗粒与复合片底部的真实作用力。然后,根据PDC复合片磨损的几何原理,建立了地层对钻头复合片的磨损计算模型。通过室内实验对模型进行修正,分析了岩石各种属性对复合片磨损的影响规律,揭示了各参数影响复合片磨损的主次顺序依次为：弹性模量>石英含量>内摩擦角>表面粗糙度>泊松比>内聚力。基于该磨损模型建立了岩石研磨性评价指标,对制定了岩石研磨性的分级标准具有一定的借鉴意义。     

开合旋构造体系及其形成机制探讨:兼论板块构造的动力学机制

开合构造总体上可以表述为:地球膨胀为开,收缩为合;垂向上地球物质离心(地心)运动为开,向心运动为合;水平方向上地球物质相背运动为开,相向运动为合。从驱动机制角度,我们把以热力(热能)为主体驱动的上浮物质运动定义为开;将重力(势能)为主体驱动的下沉物质运动定义为合。因此,开与合是一个高度综合的概念,具有广阔的内涵,开合运动是联系一切地质运动和地质科学的纽带。开合运动具有同步统一性,即垂向的开在水平方向也表现为开;垂向开得强烈,水平方向同样开得强烈,反之亦然。地球刚形成时诸多开合构造是无序的,地球的旋转运动统领地球上所有物质、能量、运动和大大小小的各种开合构造于旋转运动中,并将它们调剂到有序状态。简言之开合构造体系是开合旋运动长期作用下形成的不同时期、不同层次、不同级别的开合旋回组成的动态平衡构造体系。本文总结了地球开合旋构造体系物质组成、结构构造特征和规律,建立了开合旋复杂构造体系简要模型。提出平衡体系的形成机制是开合旋运动遵循地球重力均衡准则、最小内能原理(结晶化)、几何淘汰生长(垂直地心生长)和物质均匀化四条自然演化规律,其中重力均衡准则是主导的。由于地质事件(构造运动)在破坏开合旋平衡体系的同时,经常直接或间接向体系内输入新能量,往往使新的旋回比老旋回的结构构造更符合地质演化的自然规律,于是使地球显得更强大而有活力。这一次又一次的地质事件(构造运动)是开合旋构造体系螺旋式向前发展的动因。本文最后用开合构造观点探讨了地球的形成和演化,分析了板块构造运动的动力学过程。     

特克斯达坂滑坡灾害发育特征、成因机制及防治措施

地形、岩土性质与岩土结构、降水及融雪为滑坡的发生提供了极有利的条件。通过现场调查、文献调研,分析特克斯达坂滑坡灾害发育特征及孕灾机制,计算其稳定性,推测其形成的力学机制为推移式;揭示特克斯黄土+泥岩结构、黄土+基岩(灰岩)结构、黄土+砂砾石+软岩(泥岩)岩土体结构主要滑坡类型的致滑机理;对研究区内不稳定斜坡采用“内外钢丝网+横纵混凝土梁+混凝土盖和防护柱(外壁带钢筋倒刺)+黄土中植草”加固。     

柴达木盆地西北古近系-新近系异常高压形成机制分析

柴达木盆地西北(以下简称“柴西北区”)古近系-新近系异常超压普遍存在。对超压的空间分布特征和形成机制的研究是评价该地区油气成藏条件与资源潜力的关键。依据柴西北区钻井实测压力数据及基于等效深度法计算的地层压力结果,对研究区异常高压的平面和剖面分布特征进行分析。在此基础上,结合柴西北区典型钻井泥岩声波时差曲线特征、不同时期沉积速率、各地层岩性特征、有机质生烃潜力及柴西北地区遭受的构造挤压作用,对研究区超压的形成机制进行分析,并对各控制要素在超压形成过程中的贡献进行定量评价。研究结果表明：柴西北区地层超压起始深度位于大约1 500 m,主要发育在古始新统路乐河组-中新统上干柴沟组内,总体上异常高压随深度加深逐渐增大。研究区超压的形成是多种因素综合作用的结果,其中欠压实作用、有机质生烃和构造挤压作用是该区超压形成演化的重要原因。对控制超压形成的各要素定量评价结果显示：欠压实作用是柴西北区超压形成的最重要控制因素,其贡献率高达60%;构造挤压作用次之,其贡献率在20%～30%左右;有机质生烃演化作用对超压形成也有影响,但贡献率相对较小。此外对柴西北区咸湖环境下的盐度分布特征研究初步表明,地层孔隙流体盐度和咸水半咸水环境下沉积的含盐塑性地层对超压的形成和保存也有一定的影响。     

老泥石流堆积体上地质灾害的成灾机理及防治对策

在人类工程活动诱发下,老泥石流堆积体上的地质灾害尚未引起人们的充分注意。以川藏线二郎山隧道西引道公路别托段穿越的老泥石流堆积体为例,介绍其形成演化过程和物质结构特征,分析沿线各地质灾害点的成因,总结在这类流堆积体上进行人类工程活动时地质灾害的成灾机理及防治对策。     

刚-柔性桩复合地基中桩荷载传递规律试验研究

为了解刚-柔性桩复合地基中刚性桩和柔性桩的荷载传递规律,在温州地区选择了2幢采用刚-柔性桩复合地基的建筑物进行原位试验。试验前在钻孔灌注桩桩身埋设了钢筋应力计,在水泥搅拌桩桩身埋设了振弦式应变计,在建筑物施工过程中同步检测传感器的变化情况。试验结果表明,不同部位及不同类型桩荷载传递规律不同,中部刚性桩摩阻力相对于边部刚性桩重心下降,刚性桩荷载传递长度大于柔性桩。无褥垫层刚-柔性桩复合地基中部刚性桩在层数低时会出现负摩阻力,有褥垫层刚-柔性桩复合地基中在施工期间始终存在负摩阻力。中部桩端承力要高于边部桩端承力。     

上海砂土蠕变变形特征的试验研究

采用室内单向压缩试验研究了上海砂土的蠕变变形规律和蠕变机制以及蠕变变形与应力历史的关系。试验结果表明,上海砂土具有明显的非线性蠕变特征,应变与应力、时间的关系可以用幂函数拟合;应力历史对砂土的蠕变性有显著影响,当荷载小于预压荷载时砂土的蠕变性显著减小。上海砂土的蠕变原因主要是砂土颗粒间的相互错动滑移所致。     

库水位变化下某泄洪洞进口高边坡的稳定性分析

在分析库水位变化与岸坡稳定性的一般规律的基础上,对某水库泄洪洞进口高边坡变形机理进行分析。然后计算分析不同水位升降条件下,蓄水＋暴雨、地震、地震＋地下水作用等三种工况的稳定性系数,确定危险警戒水位,并预测未来蓄水及库水位下降情况下泄洪洞进口边坡稳定性与库水位的关系,为蓄水后的边坡防治提供必要的理论依据。