轻量砂变形及强度特性三轴试验研究

通过三轴试验系统研究了新型土工材料--轻量砂的变形及强度特性。结果表明,不同的配比、龄期使轻量砂具有不同的原生结构强度,围压使不同原生结构强度的土样处于剪胀或剪缩状态,导致发生应变硬化、应变软化以及相应状态下孔压的3种对应形态变化。变形模量随EPS（发泡聚苯乙烯）球粒掺入比的增大而线性减小,随水泥掺入比、龄期增大而线性增大,相同配比的土样变形模量与围压关系不大;三轴抗压强度随EPS球粒掺入比增大而呈负指数关系减小,随水泥掺入比、龄期、围压增大而线性增大,存在水泥掺入比阀值;土骨架转换效应对于土样强度的影响很大,造成了土体单轴、三轴抗压强度分带,高水泥掺入比能够大大弱化EPS颗粒的土骨架效应。结合前人成果,系统地研究了轻量砂密度、无侧限抗压强度的影响因素,引入材料学中比强的概念,提出了单价比强图结合配方公式的方法,对轻量土砂进行配方优化。分析了轻量土砂应力-应变关系转型问题,提出采用无侧限抗压强度来表征不同配比、龄期轻量土砂的原生结构强度。通过试验与数理统计,建立临界围压与原生结构强度的关系,为数值模拟计算与建立本构模型奠定了基础。     

非饱和黄土结构性定量试验研究

非饱和黄土是典型的结构性土,对4种含水率的原状非饱和黄土和重塑非饱和黄土进行了3种围压下的三轴剪切试验。基于二元介质理论,通过原状非饱和黄土和重塑非饱和黄土的应力-应变曲线对比,定义了结构性参数结构应力分担比。考察了不同围压和含水率对结构应力分担比随应变变化的影响,并给出了其定量表达式。试验结果表明,围压和含水率是影响结构性的两个主要因素;随着应变增长,结构应力分担比分先线性增长后指数形式减低,其最大值可以表示成围压和含水率的函数。最后给出了考虑结构性的原状非饱和黄土本构模型的建模思路。     

基于不确定型层次分析法的边坡稳定模糊评判方法

针对边坡稳定性影响因素众多复杂,且存在模糊不确定性和层次性的特点,首先引入锚固边坡稳定性分析二级模糊综合评判模型,并基于模糊数学理论建立评价指标隶属度确定方法和模糊运算规则,从而建立出锚固边坡稳定性分析的二级模糊综合评判方法;然后,考虑评价指标重要程度取值的不确定性、专家判断的模糊性以及群组决策的优势,建立基于群组决策的不确定型层次分析（AHP）方法确定权重,进而建立出基于AHP的锚固边坡稳定模糊评判方法,最后通过工程实例分析和计算,表明文中方法的可行性与合理性。     

黄土结构性力学特性研究与应用的探讨

大孔隙、高孔隙比、欠压密的非饱和黄土具有显著的结构性,结构性是影响土力学性质的关键因素。在讨论土结构性力学特性研究途径的基础上,从反映土的结构可稳性和可变性的综合结构势出发,阐述了反映力、水作用的黄土压缩变形结构性参数、应力结构性参数和应力比结构性参数,以及与土的物理性质指标对应的反映结构特征的构度。通过黄土的单轴抗压试验、非饱和直接剪切试验、三轴试验和真三轴试验,揭示了结构性参数和构度的变化规律,以及它们分别与强度指标之间的关系,提出了湿、剪变形过程等结构性临界状态的概念。将正常固结土视为结构性参数或构度等于1的无结构性土,在修正剑桥模型的基础上,考虑临界状态线和等向压缩曲线随结构性参数的变化,建立了结构性屈服面方程,为建立结构性弹塑性本构方程打下了基础。同时,阐述了黄土隧道围岩和黄土地基稳定性分析中应用结构性强度变化规律研究成果的途径,深化了黄土体稳定性分析的理论基础。     

城市避震疏散能力评价方法研究

综合考虑人口、建筑、绿地、道路、疏散场所和重大危险源等各类影响因素,提出了街区疏散能力综合评价指数CEIEC,用层次分析法(AHP)通过各因素权重,对街区避震疏散能力进行了量化表达,能够给出各研究单元的避震疏散能力的相对水平,从而对城市社区避震疏散能力进行综合评价。本方法有利于揭示城市内避震疏散的薄弱环节,对城市规划等部门的工作,尤其对城市防灾规划的编制具有明显的指导性意义。     

Modeling of environmental influence in structural health assessment for reinforced concrete buildings

One branch of structural health monitoring (SHM) utilizes dynamic response measurements to assess the structural integrity of civil infrastructures. In particular,modal frequency is a widely adopted indicator for structural damage since its square is proportional to structural stiffness. However,it has been demonstrated in various SHM projects that this indicator is substantially affected by fluctuating environmental conditions. In order to provide reliable and consistent information on the health status of the monitored structures,it is necessary to develop a method to filter this interference. This study attempts to model and quantify the environmental influence on the modal frequencies of reinforced concrete buildings. Daily structural response measurements of a twenty-two story reinforced concrete building were collected and analyzed over a one-year period. The Bayesian spectral density approach was utilized to identify the modal frequencies of this building and it was clearly seen that the temperature and humidity fluctuation induced notable variations. A mathematical model was developed to quantify the environmental effects and model complexity was taken into consideration. Based on a Timoshenko beam model,the full model class was constructed and other reduced-order model class candidates were obtained. Then,the Bayesian modal class selection approach was employed to select the one with the most suitable complexity. The proposed model successfully characterizes the environmental influence on the modal frequencies. Furthermore,the estimated uncertainty of the model parameters allows for assessment of the reliability of the prediction. This study not only improves the understanding about the monitored structure,but also establishes a systematic approach for reliable health assessment of reinforced concrete buildings.     

基于AHP的新疆南天山西段中强地震预测指标体系及效能评估

本文从新疆南天山西段地区映震效果较好的预测指标出发, 采用AHP(Analytic Hierarchy Process, 层次分析法)建立了新疆南天山西段地区预测指标体系。 在此基础上, 应用1～9比率标度法构建相应的判断矩阵, 进而计算各指标的权重。 结果显示, 几项映震效果较好的指标中, 权重值相对较大的是短期预测指标中的形变异常和部分测震学参数。 同时AHP模型也给出了新疆南天山西段有无中强地震的综合判断指标Y, Y值可较好地反映新疆南天山西段地区中强地震的震兆强弱程度和异常可靠性, 当Y≥2.191时, 新疆南天山西段地区短期内存在发生中强地震的危险。     

鄂尔多斯盆地西缘中段构造特征与油气勘探前景

鄂尔多斯盆地西缘中段是西缘构造带的重要组成部分,关于该区的地下构造模式由于受地下构造复杂与地震资料品质差的影响长期以来缺乏清晰的认识。通过地表地质、大量地震资料的综合研究,纵向上以下古生界类复理石浊积岩系、上古生界煤系区域性滑脱层为界,将该区划分为上部的逆冲推覆构造系统和下部的原地系统。前者断裂、褶皱发育,由6个逆冲席组成,横向分带性特征明显,自西向东划分为逆冲推覆构造主体、前缘过渡带、前缘带三个带;后者构造变形较弱,总体为西倾单斜,局部地区发育完整背斜圈闭。前缘过渡带、前缘带及原地系统勘探目的层众多,油气成藏地质条件好,勘探前景较好;逆冲推覆构造主体目的层已裸露,油气生成与保存条件较差,勘探潜力欠佳。     

基于节理网络有限元的柱状节理岩体等效变形模量结构效应研究

因其特殊的地质成因,柱状节理成为一种具有强烈非连续性及各向异性的特殊岩体结构。以白鹤滩水电工程设计、建设中所遇到的柱状节理玄武岩体为背景,针对柱状节理岩体的等效变形模量问题,在探讨了其结构效应表征参数的基础上,利用节理网络有限元为工具,研究各结构效应表征参数对柱状节理岩体等效变形模量的影响。研究结果表明：在柱轴线横向平面上,对于柱体不规则程度,当柱体完全不规则相对于完全规则情况,等效模量提高大约10%左右;在其他条件不变情况下,当柱体平均边长从0.1 m增加至0.5 m时,等效模量从5.36 GPa增加至23.4 GPa;对不同加载方向的研究结果表明,柱状节理在柱轴横向平面上可以视作各向同性;当节理刚度线性递增时,相应的岩体等效模量也基本符合线性递增的规律。在平行柱体轴线平面,节理组2间距越大,柱状节理岩体的等效变形模量越大;随着错距比的增加,柱状节理岩体的等效变形模量呈现先增加后减少的趋势,当错距比为50%时,节理岩体的等效变形模量取最大值;对于节理刚度的影响,与柱轴横向平面类似的,随柱体轴线平面上节理刚度的线性增加,相应的岩体模量也基本符合线性递增的规律。该研究成果与已有的现场研究成果及三维数值模型成果相比,吻合良好。说明了文中提供的研究结论具有较好的可信度及参考价值。     

万年县神农宫旅游资源综合评价与开发对策

溶洞作为一种重要的旅游资源,以其幽、奇、险等特点得到了广泛的旅游开发。科学、合理地对旅游资源开发价值进行评价是旅游开发的前提和基础。文章以万年县神农宫为研究对象,采用层次分析法和模糊综合评判法对其岩溶洞穴旅游资源的开发价值进行了系统评价,结果表明:神农宫的评价得分为87.38分,为优良级旅游资源,具有较高的旅游开发价值。在进行综合评价的基础上,将神农宫旅游资源的评价因子分为高开发价值和中低开发价值两个层级,并提出了相应的开发建议。