平面P波在饱和半空间中洞室周围的散射(I):解析解

利用波函数展开法给出了入射平面P波在饱和半空间中圆形洞室周围散射问题的一个解析解。半空间假定为无粘性流体饱和介质,满足Biot理论。采用一种基于实验数据的孔隙率和模量之间的线性关系来确定Biot模型中的介质参数。解答考虑了透水边界和非透水边界两种情况。对边界条件进行了数值检验,结果表明,随着级数截断项数的增大,边界残量衰减很快。解答为进一步研究入射波频率和角度、边界渗透条件、孔隙率、泊松比等参数对散射的影响奠定了基础。     

一种测试动三轴试样泊松比的方法

利用非接触式位移传感器研制了一套测量动三轴试样径向变形的装置。针对试样两端透水石对试样径向变形的约束,推导了对实测径向变形的修正关系。利用径向与轴向变形测量装置,就可以依据实测动三轴试样的轴向与径向变形确定其泊松比。通过橡胶、饱和细砂、饱和软粘土试样固结不排水动三轴试验与结果分析,说明利用这里提出的方法可以比较客观地确定动三轴试样的泊松比。这里的研究结果还表明,固结后的饱和三轴土样在不排水条件下受振动应力作用时,当其轴向动应变从10-5增大至10-3时,泊松比的变化基本为一常数,且与固结压力的大小无关,将其取为接近0.5是合理的。     

围压作用下岩石样品中微裂纹的闭合

岩石中普遍存在的微裂纹对其物理性质有十分显著的影响.为了得到不同围压条件下岩样内部微裂纹形态的变化,选取几种具有明显层理的岩石圈岩石样品,在不同围压下沿相互正交的三个方向对纵横波速度和线应变等进行了测量,根据O’Connell模型通过计算得出有效泊松比、裂纹密度、裂纹孔隙度和裂纹的c/a比值（a为硬币形裂纹半长轴的长度,c为其半宽度）.结果表明,随着围压的增加,在垂直于层理面的方向上裂纹闭合最快但c/a比值不减反增.结合显微组构分析可知,岩石中的裂纹表面实际上是凸凹不平的,在围压增加引起裂纹闭合过程中一条裂纹可以变成几个,长度成倍减小但宽度变化不大,所以在垂直于层理面的方向上c/a比值随围压增加而增大.但另两个方向上的变化明显不同,应该与模型本身的适用范围有关.通过同时测量纵、横波速度,计算c/a比值,可以对样品中微裂纹的几何形态及空间分布方式有定性或半定量的了解.     

原状海洋土动泊松比的试验研究

利用空心圆柱扭剪（HCA）仪,针对原状海洋粉质黏土,通过循环三轴及循环扭剪试验,得出相应的杨氏模量、剪切模量和动泊松比,探讨了有效固结围压、固结应力比对动泊松比的影响。试验结果表明：土体的动泊松比随着广义剪应变的增大而增大;有效固结围压、固结应力比均对动泊松比有显著的影响,动泊松比随着有效固结围压、固结应力的增大而逐渐减少;且随着广义剪应变的增大,两者对动泊松比的影响减小,当广义剪应变增大到1.8×10-2左右,试验终止,此时土体动泊松比约为0.48。试验中未出现动泊松比大于0.5的现象,说明土体未出现剪胀现象,试验所采用的粉质黏土在循环荷载作用下具有较好的稳定性     

基于溶解试验的土体内部侵蚀作用研究

管涌等土体内部侵蚀是造成水坝河堤及边坡失稳破坏的常见原因。采用可溶性化学添加物的溶解过程模拟颗粒流失,为定量评价侵蚀扰动作用及侵蚀土力学性质提供了新思路。本研究通过在三轴圆柱试样中预置管状可侵蚀体,利用其在渗流作用下的溶解过程模拟管涌侵蚀。基于局部高精度位移传感器,结合小幅值循环荷载,探讨侵蚀前后土体杨氏模量及泊松比等小应变参数的变化规律,并获取侵蚀后土体的剪切强度。研究结果表明,受渗流方向影响,侵蚀试样沿高度方向出现不均匀变形。内部侵蚀作用导致砂土孔隙比增大。相较于未受侵蚀的纯砂试样,侵蚀试样杨氏模量呈降低趋势,泊松比呈增大趋势。由于单调压缩过程中侵蚀孔隙逐渐压密闭合,试样剪切强度受侵蚀作用影响较小。     

不同加载方位角下单轴压缩千枚岩扩容特性

对成兰铁路4种典型千枚岩开展不同加载方位角的单轴压缩扩容特性试验研究,研究结果表明：千枚岩一般在峰前产生扩容现象,加载方位角和各向异性程度影响其扩容行为。扩容前后纵、横向应变速率明显不同,扩容前轴向应变率大于横向,扩容后则反之;千枚岩体积应变正负转换点相对峰值点有3种出现情况：峰前、峰后和不出现,不同出现概率与加载过程中原生裂纹的参与程度、形式以及对破坏模式的影响有关。千枚岩扩容率最大值出现在轴向应变最大瞬间,高方位角对扩容更敏感;千枚岩扩容起始应力普遍较低,不同方位角和岩性差别较大;弹性模量、泊松比显著地反映了千枚岩加载中的变形破坏过程,扩容对其产生重要影响。     

利用浅层反射地震资料中的面波与初至波研究剖面浅部结构

利用浅层反射地震数据的面波与初至波信息,采用多道面波分析法(MASW)得到浅部横波速度结构,再利用初至波走时层析成像得到纵波速度结构,进而得到纵横波速度比与泊松比数据。结合反射波叠加剖面与跨断层钻孔联合剖面对浅部地层进行综合解释,在一定程度上弥补了浅部反射资料的缺失,对确定浅部断层的位置及性质起到非常重要的作用。     

依舒断裂带北段莫霍面特征与泊松比

伊舒断裂带北段是黑龙江省地震跟踪监测重点区域之一,具有较强的地震活动性,为主要历史强震发生区域.利用该区域4个固定地震台记录到的远震地震事件资料,采用频率域反褶积方法,提取远震P波接收函数,再利用H-κ叠加方法计算台站下方莫霍面深度和泊松比.结果 表明:受太平洋板块俯冲作用的影响,块体间相互挤压,双鸭山地震台下方莫霍面...     

劈裂注浆复合土体三维等效弹性模型理论研究

劈裂注浆可以有效改善土体的变形参数,大大降低土体在受力状态改变时的变形量,对劈裂注浆后复合土体的等效变形参数进行研究十分重要。在综合分析劈裂注浆扩散机制和工程应用实际的基础上,基于均质化理论提出了劈裂注浆后复合土体的三维单元体几何模型,按等效原则给出了浆-土体积及受力分配关系模型图;接着基于横向各向同性本构关系推导了模型的等效弹性模量和等效泊松比的解析解。然后采用有限元方法取得了模型特定条件下的等效弹性模量和等效泊松比,并与解析结果进行对比分析。最后把模型和相应的解析结果引入Flac3D岩土工程专业分析软件,结合一个热力隧道工程实例对隧道劈裂注浆后关键位置的沉降进行预测分析,并与实测值进行了对比。研究表明：对所提出的计算模型,解析计算与有限元方法计算结果吻合度较高,说明了解析结果的正确性;基于该模型及其解析结果得到的隧道开挖后的沉降预测值与实测值具有良好的一致性,说明所提出的模型和相应的解析计算方法具有一定的可靠性和实用性。