超深厚覆盖层中深埋细粒土地震残余变形特性振动三轴试验研究

土石坝(超)深厚覆盖层地基中的深埋细粒土抗地震残余变形能力较差,尤其是在土层厚度较大时,覆盖层地基连同坝体在强震作用下可能会产生较大的地震沉陷。针对我国西部某大型土石坝工程,对超深厚覆盖层地基中深埋粉砂层土的地震残余变形特性进行三轴试验研究。研究表明:试验土料级配曲线与相应土层各钻孔平均级配曲线很接近,试验土料的颗粒级配对实际土层的颗粒组成特性具有代表性;试验土料的地震残余变形特性主要受土体密度、固结条件和围压力条件等控制,尤其是固结比对土体地震残余变形特性影响较大;各因素对土体残余体积变形特性和轴向变形特性的影响规律有所差异。     

多尺度内聚颗粒模型破碎过程研究

岩石破碎过程涉及到多个变量(应力、应变和孔隙率等)变化和裂纹的产生、拓展和聚集,是研究岩石破碎机制的重要途径。为了克服现有研究中岩石颗粒模型未考虑岩石内部特征问题,针对岩石内部颗粒非均匀分布、聚集的特点,开展了岩石轴压破碎试验和岩石岩相分析试验,并在此基础上,构建符合真实岩石内部特征的多尺度内聚颗粒模型。根据离散元的颗粒黏结模型(BPM)理论,求解了多尺度内聚颗粒模型不同粒级颗粒间黏结键的力学关系,发现与二级颗粒形成的黏结键断裂判据为?₂≥2 GPa,三级颗粒之间形成的黏结键断裂判据为?₃≥6 GPa,并基于该判据建立了用于模拟颗粒模型破碎的演化模型。通过模拟轴压破碎试验,破碎演化模型可以从细观角度得到颗粒模型各颗粒间黏结键承受力的实时变化和岩石破碎过程中黏结键从外而内的断裂顺序;从宏观角度得到岩石内部裂纹呈V形从上表面两端延伸并相交于岩石中部。通过与岩石轴压破碎试验结果对比发现,模拟试验得到的岩石裂纹特征与岩石轴压破碎试验结果相似,验证模型的可靠性,实现了从细观和宏观角度分析岩石破碎过程。     

土体强度与变形尺度特性的理论与试验分析

土体是一种颗粒介质,其强度与变形特性具有显著的颗粒尺度效应。采用胞元土体模型和三轴抗剪试验分析了土体强度和变形的尺度效应特性。根据土体中不同尺度颗粒间相互作用表现出的聚集和摩擦效应,提出了“基体-增强颗粒”土体胞元模型,胞元体由基体和增强颗粒组成,其中基体由微小土颗粒集成,而增强颗粒为砂粒,宏观土体则简化为由许多胞元体构成的介质。引入广义球应变和广义等效应变,基于应变能导出了考虑颗粒尺度效应的应力-应变关系以及屈服应力计算公式;同时,针对增强颗粒不同粒径和体分比的土体进行一系列三轴不排水抗剪试验,给出了应力-应变和屈服应力尺度效应的测试结果。试验和理论计算结果均表明,土体强度和变形的尺度效应随增强颗粒的体分比增加以及粒径的减小而增强,由此反映出土体强度和变形显著的尺度效应;土体强度和变形尺度效应的理论预测结果与试验具有较好的一致性。     

《中国煤炭地质》杂志插图要求

正本刊2014年改为铜版彩印后,为了提高刊物质量,规范论文插图,美化版面,现就《中国煤炭地质》论文中插图要求如下:1、文中插图请作者单独提供电子版,文件格式可为"jpg、tif、eps、dwg"等或矢量格式如"cdr",一图一文件,并以第一作者姓名命名,如"李明图1、李明图2..."。2、图形尺寸应满足完整表达文中内容的需要,宽度以17 cm(排通栏)或8 cm(排半栏)两种为宜,并标出     

活性白土负载AlCl_3催化剂对脱除芳烃中微量烯烃反应的性能研究

以临安活性白土为载体,研究负载AlCl3的改性颗粒白土对脱除工业芳烃中微量烯烃的活性,对颗粒白土的制备条件及负载前后颗粒白土的脱除活性进行比较,并利用XRD,TG-DTA,BET,FT-IR等技术对颗粒白土的结构和表面酸性进行表征的结果证明AlCl3的负载量和焙烧温度对颗粒白土的结构和活性有显著影响,经过改性可以提高白土使用寿命。     

冻融与动载耦合作用下路堑边坡变形机制研究

川藏铁路穿越区地质、气候、环境等条件复杂,其建设及运营期间将面临着大量尚未解决的科学技术难题。针对高寒山区岩体在遭受长期冻融循环作用,且耦合长期列车动载作用,岩体的损伤演化规律,及其对路堑边坡应力状态及变形趋势的影响,将是川藏铁路减灾防灾急需解决的关键问题之一。基于此,本文通过实测数据分析,得到交通振动传播规律,即随距离轨道越远,速度峰值越小,同时竖向速度大于水平方向,基于此建立Z向等效荷载模型;通过室内岩石冻融循环试验,发现随冻融次数增加,岩石峰值强度、弹性模量均产生明显弱化现象,如峰值强度、弹性模型降低,压密段变长。对比PFC^2D数值模拟分析,可见：在早期冻融阶段,边坡变形主要以竖向位移为主,随着冻融循环次数增多,边坡水平位移增加量大于竖向;冻融与动载耦合条件下,加速边坡水平变形,易发生边坡破坏失稳。研究成果可为川藏铁路及类似工程运营期边坡风险防控提供一定的科学依据与理论支撑。     

成层土中桩土相互作用的颗粒流模拟

以上海某桩基工程项目为背景, 使用颗粒流方法研究了成层土情况下的桩土相互作用过程。在考虑土层成层分布基础上, 将桩-土相互作用以平行连接模型来表征, 以颗粒接触模量、颗粒刚度比、摩擦系数、平行连接模量、平行连接刚度比、平行连接法向强度、平行连接切向强度作为平行连接模型的细观力学性质参数, 以土的黏聚力和压缩模量作为黏结强度和刚度比的取值基础, 以现场单桩竖向抗压静载荷试验所得荷载-位移曲线作为确定细观力学参数的基本标准, 开发了相应桩-土作用过程颗粒流模拟的二维颗粒流代码, 得到了不同土层的细观物理力学性质参数, 分析了竖向荷载作用下桩-土的相互作用过程与土粒的移动特征。结果表明, 不同土层中颗粒位移特征不同, 黏土颗粒位移明显大于砂土, 不同土层的桩-土粒接触力也不相同, 砂质粉土的摩擦系数和刚度较大, 所承受的接触力也就较大, 力链传递方向主要是法向方向。研究结果对分析成层土中桩的荷载传递机理具有一定的参考价值。     

楚科奇海悬浮体含量分布及其颗粒组分特征

对中国第四次北极科学考察在楚科奇海获取的悬浮体样品进行悬浮体及其颗粒组分特征的分析,旨在了解楚科奇海悬浮体分布、成因特征以及其沉积学意义。研究发现,楚科奇海中部悬浮体浓度最低,而在靠近白令海峡的南部海域和中北部海域,中下层海水中发现两个悬浮体浓度高值区。楚科奇海阿拉斯加沿岸和巴罗峡谷底层海水中,悬浮体浓度相对较高。扫描电镜分析结果显示,楚科奇海南部和中北部中下层海水中的悬浮体,主要以硅藻为主,但这两个海域的硅藻优势种明显不同。阿拉斯加沿岸和巴罗峡谷中的悬浮体,以生物碎屑为主。结合楚科奇海温度、盐度资料,楚科奇海南部和中北部高浓度悬浮体分别受经白令海峡夏季入侵的太平洋海水和楚科奇海冬季残留水的控制,而阿拉斯加沿岸和巴罗峡谷中下层的悬浮体,则受阿拉斯加沿岸流的控制。     

Analysis of the characteristics of snow drop size distribution in the Qilian Mountains

Under the Watershed Allied Telemetry Experimental Research (WATER) project, a significant amount of snow size data was collected from March to April 2008. However, because of limited observation data for the Qinghai-Tibet Plateau, the modeling behavior was not satisfactory. This paper demonstrates characteristics of the snow drop size distribution (SSD) in this region. The experimental area is located in the northeastern part of the Qinghai-Tibet Plateau. The Heihe River Basin, which is the second largest interior river basin in China and is located on the northern slopes of the Qilian Mountains, was selected as the simulation region. This basin ranges from approximately 5,000 m to 1,000 m in elevation. A new generation Parsivel disdrometer, the OTT Parsivel, was used for measurements. Four data sets were compiled to determine the average distributions for four different snowfall rates. The characteristics of the snow particle size distribution in the mountainous area were analyzed. Similar to the raindrop distribution, there was a multi-peak structure. Most peaks appear in the D 2 mm region (D: diameter of the snow drop size). An M-P distribution and a Г distribution were developed based on the precipitation data observed in Qilian mountainous area. We found that the Г distribution has a better fit than the M-P distribution for the actual distribution. In addition, we observed that the intercept parameter (N0) and the slope parameter (Λ) correlate well with the shape parameter (μ). The disdrometer data can also be used to model the reflectivity factor (ZH) and differential reflectivity factor (ZDR). The radar reflectivity (ZHH, ZVV) and differential reflectivity (ZDR) were modeled in order to facilitate understanding of the connections between radar and ground measurements, and were used to support work for the improvement of rainfall estimates by polarimetric radar. Rain rate estimation using radar measurements was based on empirical models, such as the Z-R relationship and R(ZH, ZDR) in the Qilian mountainous areas. The relationship of R=0.017×100.079×ZH-0.022×ZDR is better than R=0.019×100.078×ZH for estimating R (melted snow). The normalized errors (NE) of R(ZH) and R(ZH, ZDR) are 13.22% and 5.20%, respectively.     

山区公路弃渣颗粒组成与休止角的统计分组特征及工程应用

山区公路土石混合弃渣颗粒组成的复杂性和人工堆积特征造成其工程特性难以准确测定和量化分类。利用工程大数据统计分析为量化分类提供标准和界限依据,细化弃渣分类为弃渣工程科学设计及安全防护提供支撑。依托山区高速公路多个核心弃渣场多部位多阶段土石混合弃渣的颗粒组成和天然休止角测量,形成土石混合弃渣基本特征大数据;利用工程数据统计分析山区公路弃渣的颗粒组成与休止角的分组特征,所得主要结论如下：（1）山区公路弃渣具有显著的分组特征,利用粗细比k将弃渣分为土类弃渣（k＜0.3）、土石混合弃渣（ k为 0.3～1.4）和石类弃渣（k＞1.4）。（2）山区公路土石混合弃渣细粒占比较低,以粗粒为主。弃渣粗细比为N（0.85,0.338 9）正态分布,休止角为N（37.64,3.057 8）正态分布,土类弃渣休止角＜32.6º,土石混合弃渣休止角为 32.6º～42.7º,石类弃渣休止角＞42.7º,分类及参数建议解决了取样代表性难题和结果离散性问题。（3）根据无黏性土边坡稳定性系数计算公式,结合弃渣分类和不同等级弃渣场安全系数标准,计算得到不同类弃渣控制坡率,土类弃渣控制坡率 ≤1:2,土石混合弃渣控制坡率 ≤1:1.75,石类弃渣控制坡率 ≤1:1.5,经跟踪检验,发现建议坡率下弃渣边坡中长期稳定可以得到有效保障。上述研究可以为山区公路弃渣场动态设计提供基础数据,具有较强的工程类比价值,有利于形成地区经验值。