多层砂土地基扩底桩单桩抗压模型试验及颗粒流模拟研究

利用室内半模试验和颗粒流数值模拟,揭示多层砂土地基扩底桩单桩抗压承载特性及变形特征。结果表明,通过对比分析极限承载力与H_h/D(持力层厚度与扩大头直径之比)的关系可以看出,单桩的抗压极限承载力随H_h/D逐渐增加,当H_h/D超过2.0时,极限承载力基本不再增加,此时的单桩抗压极限承载力稳定在300.01~303.25 N,是H_h/D=0.5时极限承载力(183.83 N)的1.65倍。扩大头下部土体发生局部压缩-剪切破坏,破坏面从扩大头底面边缘向斜下方扩展,在水平方向影响范围达到最大后逐渐向桩内侧收缩;荷载作用越大,地基破坏区域越大,相应的极限抗压承载力也越大;持力层厚度增加,扩大头分担的荷载比例增大,分担的荷载达到稳定需要的桩顶位移也越大,H_h=0.5 D试验扩大头分担的荷载比例稳定时为60%,对应的桩顶位移约为29 mm;桩顶位移达到33 mm后,H_h=1.0~3.0 D试验稳定在63%~65%之间;通过细观颗粒流理论对砂土移动特性的研究发现,持力层厚度从0.5 D增大至2.0 D,破坏面的起始扩展角度从31°增大至42°。数值模拟研究结果与模型试验数据吻合效果良好,证明该方法分析多层砂土地基扩底桩单桩抗压荷载传递机理是可行的。     

伊-陕斜坡山2段包裹体古流体势恢复及天然气聚集条件

恢复自烃类生成以来的各个地史时期的古流体势, 有助于正确认识油气藏的分布规律.通过对鄂尔多斯盆地伊-陕斜坡太原组—山西组砂岩储层流体包裹体样品的系统分析, 将其油气充注划分为6个期次; 结合埋藏史分析, 确定出6期油气充注发生的时间.在此基础上, 运用流体包裹体pVT热动力学模拟的方法, 获得了6期油气充注的古压力数据, 并计算出伊-陕斜坡山2段6期次天然气充注的古气势, 分析了古气势分布及时空演化规律, 认为区域构造和热史演化是其主要控制因素.结合区域地质资料, 探讨了天然气运移与聚集规律: 晚三叠世中期至中侏罗世末期, 山2段储层气势西南高而北部、东北部低, 天然气主要从西南向北、东北向运移; 中侏罗世末期至早白垩世末期, 气势西高东低, 天然气主要由西向东就近运移, 再向北和东北向运移; 早白垩世末至现今, 天然气藏进入聚集与散失的动平衡状态, 形成现今分布特征.榆林及其南部地区是天然气聚集的最有利地带, 其次为神木-米脂地区.      

波浪作用下单桩基础周围海床液化机制研究

建立波浪作用下单桩周围三维海床动力响应模型,考虑自重影响下的海床长时间固结过程。采用已有物理模型试验数据对模型进行验证,证实其具有较好的适用性。模拟波浪作用下单桩周围三维海床液化区域,通过定量分析超孔隙水压力和土体初始有效应力的变化,讨论单桩插入深度对海床液化的影响机制。研究表明,单桩插入深度发生变化时,土体初始有效应力对海床液化的影响要大于超孔隙水压力,且影响程度随着插入深度的增加而逐渐增大。     

武汉主城区液化潜能分区研究

搜集并整理武汉主城区地震安全性评价控制性钻孔SPT-N资料,配合武汉市地震动参数小区划成果,采用规范法对各场地土层在罕遇地震作用下液化可能性进行判别。以液化指数作为分区指标并结合各场地坐标,绘制武汉主城区液化潜能分区图。分区图初步预测了罕遇地震发生以后,可能发生液化的区域及其严重性,且表明无论是分布面积还是液化潜能,长江右岸均大于长江左岸。通过与4次历史大震液化资料的对比分析,武汉主城区可能液化场地具有地下水位埋深浅、液化土层分布范围广、埋藏深度大的特点。     

小振幅海洋内波的演变、破碎和所致混合

利用基于谱方法和MPI并行运算的数值模式SpectralModel,直接数值模拟了三维小振幅海洋内波的演变、破碎和所致湍流混合,指出导致其不稳定而破碎的为PSI(parametric subharmonic instability)机制;对于内波破碎所致的湍流混合过程,分析了跨等密度面扩散系数kρ、混合效率γ、浮力通量谱、动能谱以及势能谱等统计性质:内波破碎前,kρ和γ保持低值水平,浮力通量谱值为负,且集中在低波数段;内波破碎后,kρ和γ迅速增大,最大值分别约为0.9×103m2/s和0.18,浮力通量谱值在低波数段为负值,在高波数段为正值,这是因为层化湍流中势能向小尺度运动传递和动能向小尺度运动传递相比更为有效。在内波破碎、强湍流混合阶段,势能谱存在一谱段满足kz3律,P(kz)=0.2N2kz3。此外,与二维模拟结果相比较,导致内波不稳定而破碎的均为PSI机制,kρ、浮力通量谱、势能谱变化趋势大体一致;但三维数值实验中,内波破碎时间提前,湍流衰减加快;KE谱在高波数部分下降速度相对减小,更接近于kz3。     

原子掺杂对单元材料结晶能力的影响

2009年我们建立了一个凝结势模型用以预测材料形成单晶体的能力,表明单元体材料(Ni,Al,Cu,Ar,Mg)的结晶能力随凝结势的增大而单调增强.本文将凝结势模型应用于二元材料体系,并结合分子动力学模拟研究了6% Al原子掺杂对于Ni单晶材料结晶能力的影响.模拟结果发现,Al元素的掺杂会大大减弱Ni单晶的结晶能力,在此基础上提出了二元材料体系凝结势的定义,表明凝结势模型可广泛应用于预测二元体材料的结晶能力.     

中国液化天然气船舶制造业跨入国际行列的前景分析

为了解决天然气资源利用问题,我国在广东、福建等沿海地区开始布局液化天然气(LNG)接受站,从国外输入LNG。LNG从输出地到输入地需要通过LNG船运输。为了解决LNG的运输需求,需要生产运输LNG的LNG船。中国已在上海市建造14.7万m3的LNG船舶,并积极开展新一代大型LNG船舶的研发工作。根据我国LNG船舶的建造与发展,已与国际LNG船舶市场接执,今后将在国际LNG船市场占有重要地位。     

未饱和砂土含水量GPR反射波法检测研究

未饱和砂土含水量变化会引起介电性质改变,影响土体中电磁波传播速度。利用GPR反射波法测得土体电磁波速后,基于正确的土体介电常数模型可求得含水量,这一过程具有快速、连续、无损特点。为实现目标,以不同粒径组成的3组典型砂土为样品,利用探地雷达反射波法测定其介电常数,研究影响土样介电常数的关键因素和遵循的介电常数模型,讨论基于介电理论的土体含水量求取方法。研究表明粒径级配差异不会引起砂土介电常数较大变化;含水量是决定其介电常数的关键因素,两者关系可采用拟合的Topp或Alharathi型公式表示;砂土介电常数遵循Looyenga混合介电常数模型。研究成果在土方路基含水量连续检测中得到有效应用。     

饱和砂土液化研究进展

根据国内外文献资料,从三方面总结了饱和砂土的最新进展:饱和砂土液化判别方法、砂土液化的试验研究以及液化后分析,特别是探讨了液化对上部结构的影响。最后指出了存在的问题和今后的研究方向。     

地下RC结构物地震响应特征土工离心试验的模拟

地下结构物抗震稳定性的研究具有重要实际意义。基于动态土工离心试验,应用有效应力法分析了不同水平地震作用下土层和地下RC结构物的最大水平位移、不同埋深的土层加速度和超孔隙水压力变化规律,以及结构物的破坏发展特征,并进一步与试验结果进行了相互验证和对比,取得了较好效果,为重要地下结构物的抗震设计提供了依据和参考。