Energy approach for earthquake induced slope failure evaluation

Earthquake-induced slope stability is evaluated by the force-equilibrium method in engineering practice. This method provides a safety factor against initiating failure or displacement according to the Newmark model along a fixed slip surface but it cannot evaluate failure deformations after failure occurs. An energy approach is proposed as an alternative means for evaluating slope failures and subsequent flow deformations. The driving energy for slope displacement is considered to be the earthquake energy and the gravitational potential energy. As a first step in the research, an energy balance is formulated for the model of a rigid block resting on an inclined plane. Then, an innovative model test is developed, in which the energy balance in a sliding slope is measured on a shake table. The earthquake energy used for the slope failure can be successfully quantified in the test and its contribution to displacement is discussed in the light of the energy balance established for the block model.     

节理裂隙边坡锚注加固机制及特性研究

本文通过对节理裂隙边坡锚注加固模型的力学推导，得出锚注加固工法可以提高岩石边坡弱面抗剪强度和抗剪刚度的结论；指出锚注结构可以充分发挥锚杆和注浆体各自的材料潜能，从而避免锚杆单独作用所存在的弊端；结合某高速公路边坡加固工程，阐述了锚注加固工法的技术特点及工艺流程，指明压力注浆可以针对边坡岩体的薄弱环节，直接进行有效的处理，使边坡的稳定性得以提高，并就边坡锚注加固施工中存在的技术问题，提出相应的处理措施。     

不同生态系统CO2通量和浓度特征分析研究

本文利用1993～1994年日本国家农业环境研究所与中国科学院沙漠研究所合作在内蒙古奈曼地区实测的7种不同生态系统（沙丘、轻度放牧草原、中度放牧草原、重度放牧草原、无放牧草原、玉米田和大豆田）的净辐射、土壤热通量、两个高度的CO2浓度、温度、湿度和风速等资料，采用空气动力学方法，计算了CO2通量及其与环境和人为干扰因子的关系，并分析了不同下垫面的光合作用特征. 结果表明：各种下垫面CO2通量的共同特点是：在白天，CO2通量和梯度的输送方向是从大气向植被，在中午（11～13时）输送达到负的最大值； 在夜间，CO2通量和梯度输送方向与白天相反，是从植被向大气，在早晨（3～5时）达到正的最大值. 植被覆盖率及生物量不同的下垫面光合作用强度有明显差异，天气状况对光合作用也有一定影响.     

掺入矿渣的水泥土强度模型试验研究及其配方优化

选取深港西部通道深圳侧接线工程范围内有代表性的淤泥土样,采用均匀设计U20(52×4)安排室内试验,建立了掺入矿渣水泥土的抗压强度回归模型;分析了混合固化剂掺入比、矿渣占固化剂的质量比和龄期及其交互作用对抗压强度的影响;模型预测值和室内平行试验的对比分析表明:该模型具有一定的可信度。模型表明矿渣占混合固化剂的质量比在一定区间内(40%~70%)对水泥土强度的增强效果显著,这与工程实践相吻合;为确定优化配比,建立了求解用多目标优化函数。考虑到现场条件与室内试验的差别,建立了12组相同配比的室内试块及现场搅拌桩对比试验,结果表明:现场搅拌桩的水泥土无侧限强度远低于室内水泥土试块强度,矿渣的增强作用与室内试验各龄期基本一致。     

Residual strength of slip zones of large landslides in the Three Gorges area, China

Slip zones of the large landslides in the Three Gorges area are commonly composed of fine-grained soils with substantial amount of coarse-grained particles, particularly gravel-sized particles. In this study, residual strength of the soils from slip zones of these landslides were examined in relation to their index properties based on a survey of 170 landslides. It was found that laboratory-determined residual friction angle using gravel-free fraction of the disturbed soils from the slip zones was closely related to clay content, liquid limit and plasticity index. On the other hand, in-situ residual friction angle of these soils (i.e. including gravel fraction) showed very weak correlations with clay content and Atterberg limits, but was largely dependent on gravel and fines (clays + silts) contents, increasing with gravels and decreasing with fines, and displayed strong linear correlation with the ratio of gravel to fines contents. These observations indicate that among the index properties, clay content and Atterberg limits can be used to estimate residual strength of the soils finer than 2 mm, but they are not appropriate evaluate the residual strength of the soils containing considerable amount of gravel-sized particles. For the latter, particle size distribution (particularly the ratio of gravel to fines contents) appears to be a useful index. Additionally, it was found that there was no identifiable correlation between relative abundance of individual major clay minerals and residual friction angles of both gravel-free fraction of disturbed and in-situ soils, suggesting that influence of clay minerals on residual strength of these soils can not be simply evaluated based on their abundance.     

土石混合料剪切面分形特征试验研究

土石混合料因具有良好的工程特性而被广泛应用于道路、堤坝等工程，填筑体受力后往往沿薄弱面发生剪切破￡混合料的抗剪强度成为稳定和变形分析的重要力学指标。由于土石混合料物质组成的复杂性、结构分布的不规律性及采柠困难性，且受检测仪器的限制，确定其强度指标较为困难。应用改进的直剪试验仪进行了不同类别、不同最大粒径土石福料的室内大型直剪试验，在获得强度指标同时，再现剪切面的实际情况，量测剪切面的起伏特征。根据分形几何学原理，切面具有良好的分形特征，应用三角形棱柱表面积覆盖法编程计算了剪切面的分形维数。初步建立了剪切面分形维数与福料杭萌强度之间的关系，用来快速预测土石混合料的强度指标。     

修正的莫尔-库仑理论的解析和验证

根据主应力可分解为静水应力和偏应力,以及它们在应力莫尔圆和变形方面的相关性,推导出修正的莫尔-库仑理论的数学表达式。从理论上解决了库仑理论和莫尔理论存在的许多缺陷,特别是中间主应力对材料抗剪强度的影响。它的四参数准则的计算结果与一些混凝土的试验数据相当吻合。     

三峡引水工程秦巴段输水隧洞稳定性分析

三峡引水工程秦巴段隧洞总长占线路总长的80%。为了分析隧洞施工及运营中可能发生的工程地质问题,在地质调查、地应力测量和岩石力学参数测试的基础上,利用Ansys有限元软件对引水工程北部不同深度、不同截面形态的隧洞围岩的应力重分布情况进行了模拟计算,得到了圆形隧洞、城门形隧洞和马蹄形隧洞围岩的应力分布结果。利用Hoek-Brown强度准则,得到了隧洞围岩的强度/应力比值,进而对不同深度、不同截面形态的隧洞围岩的稳定性进行了分析。初步认为:隧洞埋深小于1000m时,应优先考虑圆形隧洞和马蹄形隧洞;埋深大于1000m时,应优先考虑城门形隧洞。这项研究成果为引水工程深埋隧洞的设计提供了参考依据。     

大别山南山岭石榴橄榄岩成因的岩石学研究

大别山罗田穹隆东南侧的南山岭石榴橄榄岩岩体面积小(173×133m~2),由贵橄榄石(75%)。透辉石(10%)和镁铝石榴石(15%)组成。本文通过岩石学及地球化学研究,并与大别山的碧溪岭、毛屋、饶拔寨、芝麻坊岩体以及其他地区的基性岩浆杂岩体(如红格岩体、元宝山岩体、柴北缘岩体)、残留地幔块体(五大连池、鹤壁、山旺)等不同成因的超镁铁岩进行对比后认为,该岩体属于火成成因,是镁铁-超镁铁杂岩体的一部分。表现在:橄榄岩呈块状构造,矿物分布均匀未见定向排列,镜下呈现典型的火成结构;FeO~T含量高(21.36%),Mg~#(0.77)低,Mg Ni/Fe Mn(3.06)<7,V(175.5×10~(-6))含量高于地幔块体成因的橄榄岩;REE总量偏低,LREE弱富集,(La/Yb)_N=3.1,低于饶拔寨、芝麻坊等残留地幔块体成因的橄榄岩。南山岭橄榄岩在微量元素蛛网图中,具有Ba、U、Pb、Zr、Eu的正异常和Nb的负异常,石榴橄榄岩全岩以及透辉石单矿物都具有高~(87)Sr/86 Sr(0.7088,0.7086)和低ε_(Nd)(t)(-6.55～-6.01)的特征,尽管南山岭与碧溪岭岩体距离很近而且都属于火成成因,但岩石的结构构造、变质变形的印记、REE配分形式和同位素特征都有区别,表明二者的源区及演化经历不同,相比之下,南山岭岩浆源区地壳组分的作用更为明显。在ε_(Nd)(t)-(~(87)Sr/~(86)Sr)_t图解中南山岭橄榄岩的投点十分靠近大别山北麓120～130Ma侵位的祝家铺辉石岩-辉长岩岩体群的投点分布范围,暗示可能有与罗田穹窿西北侧祝家铺岩体群的岩浆活动相对应。