隧道锚围岩抗拔机制及抗拔力计算模式初步研究

在普立特大桥隧道锚现场模型试验的基础上,采用数值模拟技术揭示了隧道锚围岩变形破坏过程:围岩破坏面从锚体底部与围岩接触面附近启裂,并逐渐向外呈圆台状扩散,破坏形式为拉剪破坏。并且,锚体前部临空岩体被拱出而发生拉破坏。破坏面上的应力分布随着拉拔荷载增大而发生复杂变化。基于此,通过在破坏面上建立力的平衡关系,提出了隧道锚围岩抗拔力计算模式。该计算模式与现有文献不同,体现了夹持效应以及破坏面上的复杂应力变化。破坏面上的应力分布需要通过模型试验和数值模拟论证得到。今后,在针对不同强度、不同结构特征的岩体进行全面试验分析的基础上,可以对破坏面形态和应力大小进行取值建议。采用该模式验证了试验结果,估算得到大桥原型锚碇的极限抗拔力非常大。目前隧道锚设计普遍偏于保守,隧道锚在中、软岩中仍然可以使用。讨论了破坏面形态特征可能的变化、岩体结构特征对抗拔力的影响等问题。     

五星形桩抗拔承载性能模型试验研究

五星形桩是一种新型的截面异形桩,是在圆桩基础上向内切割5个圆弧,形成截面类似五星形的一种桩型。利用自主研发的多功能桩基模型试验加载系统,砂雨法成桩,进行了4根五星形与圆形桩（周长最大化五星形桩F₁、周长面积比最大化五星形桩F₂、与F₂同截面周长的圆桩C₁、与F₂同截面面积的圆桩C₂）抗拔承载特性对比模型试验研究。试验结果表明:（1）五星形桩F₁与F₂的极限抗拔力基本相同,大圆桩C₁最大,小圆桩C₂最小。（2）大圆桩C₁的极限抗拔力是F₂的1.73倍,说明五星形截面形式对抗拔侧摩阻力产生了较明显的弱化。（3）小圆桩C₂的侧表面积是F₂的0.66倍,但其极限抗拔力是F₂的0.8倍,这进一步说明五星形截面形式对抗拔侧摩阻力有一定程度的弱化。但F₂的极限抗拔力是C₂的1.25倍,可见桩的截面形式由圆形转变为五星形可一定程度地提高抗拔承载能力。（4）抗拔侧摩阻力与上拔位移呈双曲线分布,仅需较小位移就可达到极值。     

寒旱环境盐生植物根-土复合体抗剪强度影响因素试验研究

为探讨寒旱环境盐生植物根系对增强土体抗剪强度的贡献,本项研究以柴达木盆地尕斯库勒盐湖区及其周边地区作为试验区,选取区内海韭菜（Triglochin maritimum Linn.）、芦苇（Phragmites australis Trin.）、无脉苔草（Carex enervis C.A.Mey.）、赖草（Leymus secalinus Tzvel.）、洽草（Koeleria cristata（L.）Pers.）5种优势盐生草本植物作为供试种,通过野外采集根-土复合体原状和不含根系的素土试样,且由表层向下层分层制取直剪原状试样方法,分别进行复合体和素土试样的室内直剪试验,分析不同取样位置深度处的含水量、垂直压力、根系分布形态、含根量以及根面积比5种因素对根-土复合体抗剪强度的影响。试验结果表明:随着取样深度位置处土体含水量增加,复合体黏聚力c值呈逐渐降低变化规律;5种植物根-土复合体和素土试样垂直压力和抗剪强度之间符合莫尔-库仑准则,5种植物根系起到浅层加筋作用且抗剪强度增幅为3.26%~57.18%。随着海韭菜和芦苇根-土复合体试样的根面积比（RAR）及无脉苔草、赖草和洽草根-土复合体试样含根量的减小,复合体试样黏聚力c值呈降低趋势;根面积比对海韭菜和芦苇根-土复合体黏聚力c值的影响程度,以及含根量对无脉苔草、赖草和洽草根-土复合体黏聚力c值的影响程度均相对大于含水量。5种植物根-土复合体在不同深度处黏聚力c值均显著高于素土黏聚力c值,其增强幅度为9.61%~182.56%,相比较而言,内摩擦角φ值变化相对较小。区内海韭菜根系对土体抗剪强度的增强作用相对较为显著,其次为芦苇、无脉苔草、赖草、洽草。该项研究结果对于进一步评价盐生植物根系增强土体强度作用,以及与试验区地质条件相类似的地区采用盐生植物有效防止水土流失、浅层滑坡等地质灾害具有实际指导意义。     

大别——苏鲁高压-超高压变质带的“构造增压壳内成因”研究

研究发现,高压-超高压变质岩基本都发育于全球或区域规模的大型构造带,产于强烈构造变形带中相对较弱应变的部位。苏鲁—大别超高压变质岩具有明显的构造变形,这成为追索构造应力-应变作用和探讨形成构造环境与演化过程的重要线索。本研究用成岩成矿深度的"构造校正测算方法",进行野外观察、岩石变形-应力测算及构造校正测算。其结果显示,超高压变质岩形成深度在23~55km之间。大别—苏鲁超高压变质岩的锆石SHRIMP年龄显示,具有环带的内核高压矿物年龄大于680 Ma,而其含柯石英幔圈里超高压变质矿物在(231±4)Ma形成,角闪岩相等退变质矿物形成在(211±4)Ma,可见超高压变质发生在陆缘和陆内的地质环境。综合研究其岩石矿物的Sr-Nd、O和He同位素含量,有力证明了岩石的壳内成因特征。深钻孔岩心的岩石矿物学系统显示,超高压变质岩及其几公里宽范围里的各类围岩普遍含有柯石英等高压-超高压矿物包体。上述实际资料,用超高压变质的"深俯冲-折返"模式已经不能得到科学的解释。本文提出大别—苏鲁超高压变质岩"构造增压壳内成因模式",认为这些超高压变质作用可能发育在陆内地块之间的强烈构造挤压环境。在230Ma左右,由于构造压力与重力压力叠加致使局部达到超高压及相应温度等条件,特别是当p≥2.8GPa时,变质的物理化学条件得到满足,可以在23~55km深处发生超高压变质作用,之后经应力松弛和拆离构造,岩石又逐步抬升并发生退变质作用。也可以说,该超高压变质岩具有构造物理化学成因。     

聊城市国土资源局东昌府分局“四到位”开创涉土信访新局面

为努力减少涉土信访积案,全力控制重信重访、集体上访和非正常上访,聊城市国土资源局东昌府分局进一步创新工作思路,采取“四到位”工作法,截至目前,该区处结信访案件34宗,辖区土地信访案件数量降到往年同期最低水平。一是对待来访群众“情”到位。东昌府分局为信访接待室配备了空调、热水器、沙发等,上访人走进接待室,分局每位工作人员都能做到一张笑脸,一杯热水,热情主动地与来访人交谈沟通,首先稳定来访人的情绪,用文明语言尽量给来访者耐心讲解,     

关于地转偏向力实验教学的探索

我的学校以前是农村中学,现在条件好了,今年还建成了地理专用教室和气象活动室。在准备本区公开课前,我设计制作了几件能演示风向、最高最低温度和干湿球及查算相对湿度的教具,课堂效果很好,深受学生欢迎。尝到了甜头,我又找来几本书,准备制作更多的教具,让地理教室发挥更大的作用。     

湿地外来植物再力花入侵风险研究初报

系统地描述了湿地外来植物再力花(Thalia dealbata)的生物学特点;提出再力花适生区域的气候特征指标为:日平均气温稳定通过≥10℃的天数大于180 d;最冷月(1月)月平均气温高于-5℃;年极端最低气温不低于-15℃.再力花在中国的适生范围为沈阳以北、沈阳-北京-太原-成都-丽江一线以东所围区域.再力花入侵风险主要表现在3方面:①再力花侵占力强,能在地上和地下高密度占领生境,从而影响其他生物生长,降低群落物种多样性;②繁殖速度快,再力花自然生长一年的个体繁殖达到7～12倍,既可通过根茎营养繁殖,又可以种子繁殖;③植株根除难度大,再力花为挺水植物,通常生长于水深60 cm及以下水域,营养繁殖体根茎生长在水下淤泥之中,人工根除过程中,根茎的片断残留仍然可以作为繁殖体长出新的植株,并且快速繁殖,扩大其生长面积.在适生区种植再力花,容易形成再力花的单一优势种群,降低区域物种多样性,破坏生态系统的稳定性,并大面积侵占水域和河道.再力花的入侵风险程度极高,属于"不可引入"物种.最后,提出了再力花引种的风险管理建议.     

“失败”的地理实验也是教学成功之母

案例实验一：为验证水平运动物体偏向,笔者请学生做这样的实验,将家中水池放满水后,拔除塞子,观察水向中心汇聚流出时,水流漩涡的方向。按照预计的实验检测目的,是想得出水平运动的物体所受的地转偏向力的影响,在北半球应为逆时针流向。     

由一道虚拟区域试题说开去

一、解析 图中要素虽然简单,但涉及到的地理规律、原理却很多。可从图中风向与等压线关系判断该图位于北半球,理由是气压梯度力垂直于等压线,由高压指向低压,再由风向的偏向判断南北半球（受地转偏向力的影响,北半球向右偏,南半球向左偏）;可从1月日出东南、日落西南,太阳光线始终与晨昏线垂直的角度,判读出该晨昏线为晨线,也可由1月份越向北白昼越短、黑夜越长,判断该晨昏线是晨线;     

粗颗粒间液桥毛细力演化规律的动态计算方法

水力特性是非饱和土力学理论与工程的重要课题之一,土样水力特性的变化过程本质上可反映为土颗粒间毛细力的演化规律。为此,以粗颗粒为研究对象,将其简化为一对不等径球体颗粒,而其间的水分形态可视为形如圆环的液桥,不考虑颗粒重力和浮力的影响。以Young-Laplace方程为基础,先推得计算液桥毛细力的控制方程组,再结合液桥的无量纲体积最大、最小值及其外曲率半径的割线迭代算法提出求解毛细力的动态计算方法,进而研究毛细力与颗粒间距、颗粒半径比和液桥体积的无量纲关系,结果表明：当颗粒间距一定时,液桥的毛细力随其体积和颗粒半径比增大均呈递增趋势;当液桥体积一定时,其抗拉刚度随颗粒间距增大呈递减趋势。最后,利用已有文献中液桥毛细力与颗粒间距的实测关系,验证了该动态计算方法在表征液桥从形成至断裂时毛细力演化规律的有效性。