考虑饱和-非饱和渗流场和应力场耦合的三维强度折减有限元程序研制

探索考虑饱和-非饱和渗流场和应力场耦合的三维强度折减有限元技术,并研制成功一个考虑饱和-非饱和渗流场和应力场耦合的三维强度折减有限元程序,通过与传统极限平衡法分析结果对比研究,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出采用三维强度折减有限元法确定考虑饱和-非饱和渗流场的边坡稳定性安全系数是可行的结论.     

湖北及邻区的斜坡类型及变形、破坏机理

针对湖北省及邻区地质灾害频发,山体滑坡、地裂缝、地面塌陷较多的事实,根据多年灾害防御工作实践经验,提出了不同地貌条件下的斜坡类型及其变形破坏机理,为国土规划和防灾减灾提供一定的科学依据。     

新建大桥对向阳闸防渗影响的数值仿真模拟研究

白马路潮白河大桥是北京奥运水上公园的交通保障工程之一。文章采用三维数值软件Ansys模拟分析潮白河大桥桩基施工对向阳闸防渗墙渗透问题的影响。模拟结果与工程实际均表明:防渗墙总渗流量无大的变化,总渗流场等势线及等压线分布均无大的变化,施工对防渗墙的渗透安全性不构成威胁。     

陇东地区油田套管腐蚀破损与洛河组沉积相的关系研究

鄂尔多斯盆地陇东油田套管腐蚀破损严重地影响着油田生产,白垩系洛河组的Na2SO4型地层水与套管之间的电化学、生物化学反应是主要原因。笔者研究发现全盆稳定分布的洛河组沙漠相砂体具有均质性、渗透性强的特点,为地下水的补给、径流和排泄提供了良好的通道和空间,形成的强渗流场加速了套管腐蚀破损速度,并通过分析证实本地区仅依靠提高固井质量来防止套管腐蚀破损是不够的,必须通过新材料、新技术、新工艺的突破性大量应用才能解决这一难题。     

用BP网络求解土体的导热系数

以人工神经网络为基本工具,利用其强大的非线性映射能力,综合考虑土体的物理性质指标对其导热性能的影响,为求解土体的工程参数提供了一条新的途径。结果表明,ＢＰ网络能够充分体现土体物理指标之间的非线性关系和隐含关系,具有较高的求解能力,所求出的土体的导热系数与实测值接近,其精度远高于线性回归,且简单实用。     

基于主动加热型分布式温度感测光缆的土体导热系数测量方法

主动加热型分布式温度感测技术（AH-DTS）可通过植入土体中的光缆实现不同层位土体导热系数的分布式连续测量,但AH-DTS光缆导热系数测量方法的准确性和敏感性有待进一步研究。通过室内试验,对比了碳纤维加热感测光缆（CFHC）和铜网加热感测光缆（CMHC）的热响应过程,通过数值模拟验证了光缆结构对导热系数测量结果的影响。研究结果表明：（1）CFHC和CMHC的热响应过程可通过微分法分为光缆内部传热、纤-土过渡以及土体稳定传热3个阶段,光缆结构差异导致传热速率不同,使得CFHC导热系数测量初始时刻比CMHC提前100 s;(2)光缆尺寸与比热容差异下CFHC的升温值更高,相同测温精度CFHC的导热系数测量结果较CMHC更加稳定准确;（3）增大加热功率或延长加热时间均会提高CFHC和CMHC测量土体导热系数的准确性。研究成果为该技术的进一步完善和推广提供了重要依据。     

双层地基中气体聚集与土体变形机制的试验研究

采用层状硅酸镁锂（magnesium lithium phyllosilicate,简称MLPS）透明土构建了上硬下软的双层地基模型,通过针孔注气来模拟沉积层中产生的气源,基于图像识别技术开展了地层气体聚集过程中气囊形态变化以及上层土体隆起变形的试验研究。结果表明：（1）气体在聚集过程中呈现出不同的气囊形态,上层土体的强度和高度决定了气囊突破的时间以及突破时的形态。（2）气囊形态、体积和压力的变化大致可分为两个阶段,第一阶段气囊体积、宽度基本呈线性增大,而气囊高度则由于底部收缩而逐渐减小,气压缓慢增大;第二阶段气囊宽度增加放慢,气囊体积膨胀速度加快,而气囊高度开始显著增加,气囊气压由最高点迅速降低。上层土体隆起的高度和宽度在第二阶段才开始明显增大。（3）气囊突破前的宽度、体积以及上层土体隆起宽度和高度与上层透明土的屈服强度、高度具有良好的拟合关系。（4）薄板理论可较合理地解释气体聚集引起的上层土体变形的机制,而中厚板理论则并不适用。     

江夏法泗岩溶塌陷区冲孔桩施工引发岩溶塌陷的成因机理

依托武汉市岩溶地面塌陷区监测系统,开展江夏法泗冲孔桩施工过程裂隙岩溶含水层的水位、水压力和影响半径等关键参数的动态监测,研究施工过程岩溶含水层水压力的动态响应,探讨其诱发覆盖层突然塌陷的成因机理,结果表明:在第四系孔隙承压水含水层施工时,对该含水层的影响较大,但水位变幅相对较为平缓;在碳酸盐岩裂隙岩溶水含水层施工时,由于含水介质的不均一性,未揭穿岩溶通道时,对岩溶水的影响较小;当揭穿岩溶通道时,岩溶水水位可能产生突增,此时,诱发岩溶地面塌陷的风险加大。      

三峡库区提升库水位下降速率条件下沟边上滑坡稳定性评价

三峡库区对非汛期库水位下降速率（0.6 m/d）的严格控制,预防了近千处涉水库岸滑坡大规模下滑入江,但控制消落期库水位下降速率在某种程度上却限制了防洪和蓄水发电效益的发挥,本文主要通过研究在非汛期时候,增加库水位下落速率是否具有可行性,使用Geo-studio中的SEEP/W、SLOPE两个模块对沟边上滑坡进行渗流分析和稳定性分析评价,以计算结果来确定库水位消落期的水位下降速率,对库区调控水位下降速率的调整有重大现实意义和科学价值。     

岩土体综合导热系数影响因素研究

为缓解中国能源消耗与经济发展的矛盾,高效调整国家能源结构,开发利用绿色的地热能已是大势所趋。通过室内测试法和现场热响应试验,研究了不同岩土体的导热系数特征值及其影响因素。研究结果表明: 岩土体导热系数与天然含水率和孔隙率呈负相关,与天然重度和干燥重度呈正相关; 导热系数受干燥重度和孔隙率影响程度较大,受天然含水率和天然重度影响程度较小。通过比较不同加热功率和单、双U地埋管换热器的现场热响应试验测定的各类岩土体导热系数的差异可知,大功率(6 000 W)情况下岩土体综合导热系数比小功率(4 000 W)时大10%~30%; 在相同功率条件下,同一场地内双U地埋管换热器导热系数比单U地埋管大30%左右,使用双U地埋管换热器可有效减少成孔深度及个数。通过系统分析岩土体导热系数的影响因素,为地热能的勘查评价提供数据和理论支持,旨在促进区域地热能开发利用,为构建环境友好型社会服务。