土石坝拟静力抗震稳定分析的强度折减有限元法

基于拟静力抗震设计概念,提出利用强度折减有限单元法分析土石坝的抗震稳定性,给出了两种确定地震惯性力的方法：（1）依据《水工建筑物抗震设计规范》[1],并结合有关土石坝动态分布系数计算了沿坝高分布的地震惯性力;（2）直接利用土石坝有限元地震动力反应分析得到的单元节点加速度反应,依据建议的方法确定坝体各单元节点的地震惯性力。将上述计算确定的地震惯性力与其他形式的外荷载共同作用到土石坝上,采用强度折减有限元法确定土石坝坝体的拟静力抗震安全系数。对于稳定渗流期,水位降落期等不同工况,或需要考虑振动孔隙水压力作用的饱和无黏性土填筑坝等不同计算条件,给出了使用折减强度有限元法分析坝体抗震稳定性的实现途径和方法。研究表明,有限元法对边界条件、复杂断面条件和材料分区及荷载组合均具有较强的适应能力,因此,使用有限元法分析土石坝抗震稳定性具有显著的优越性。     

LHS方法在边坡可靠度分析中的应用

Monte Carlo（MC）法在目前边坡可靠度分析中是一种相对精确的方法,应用广泛,受问题限制的影响较小,适应性很强,其误差仅与标准差和样本容量有关。但其精度受随机抽样的可靠性和模拟次数制约,收敛速度慢,影响了实际使用。在极限平衡方法的基础上,用拉丁超立方抽样（Latin hypercube sampling,LHS）方法代替MC法的随机抽样,考虑边坡参数的变异性和相关性进行边坡可靠度分析。讨论了LHS法、MC法中可靠指标的各种计算方法,建议以破坏概率、安全系数均值和标准差作为评价指标。算例显示LHS法较MC法效率上有很大改善：较少的抽样样本就能反映参数的概率分布,可靠度分析收敛快,不需要大量的模拟,因此,值得在边坡可靠度分析中推广应用。也将工程上常用的均匀设计和正交设计用于边坡可靠度分析,结果表明,正交设计结果和中心点法比较接近,而均匀设计得到的结果则是不可靠的。     

油气管道穿越黄土冲沟的管线设计参数研究

长输油气管道经过黄土冲沟边坡时常常采用斜井穿越的方式,采用数值强度折减法与实际地形建模结合的方法,以陕西千阳黄土冲沟边坡为例,通过对黄土力学参数的不断折减,以收敛性准则作为边坡是否产生滑动的破坏判据,根据边坡滑动时的位移等值线图确定了边坡潜在滑动面的形状及位置,确定了管线穿越斜井的初始安全设计参数;基于初步设计参数研究了管线斜井开挖过程中井周土体的位移变化规律,并对斜井开挖后黄土冲沟边坡的稳定性安全系数进行了进一步分析计算。分析结果表明,所给出的管线穿越斜井设计参数的确定方法,能在设计阶段有效避开冲沟边坡潜在滑动区,基于这种设计参数使得管道斜井施工对边坡稳定性影响很小,边坡安全系数由1.162变为1.156,变化不大。根据计算结果,对斜井支护区域也提出了合理的建议。     

隔堤填筑路堤的稳定性及变形破坏模式分析

隔堤填筑路堤或沿原河堤加宽是高等级公路经常采用的改扩建方式,路堤填筑后对原河堤的稳定性将产生怎样的影响,路堤自身的稳定性及变形破坏具有何特征,是目前沿河公路扩建工程中亟需解决的问题。结合依托工程的现场勘察和室内外试验结果,建立有限元模型,对路堤填筑前后及不同水位渗流条件下原河堤及路堤的稳定性进行了模拟计算和分析。计算结果表明：路堤填筑有利于提高原河堤的稳定性,稳定安全系数可提高约26%;隔堤填筑的路堤受多因素共同作用,容易产生较大的差异沉降,且工后固结时间长、沉降量大,工后沉降达总沉降的35%左右;隔堤填筑的路堤一般仅在远离原河堤一侧边坡发生剪切失稳破坏,渗流对路堤稳定性的影响较小,且不会改变路堤的破坏模式。数值模拟计算可以在工程实施前揭示隔堤填筑路堤的稳定性及变形破坏模式,从而为后一步的工程对策设计提供依据和参考。     

参数变异性对围护结构稳定性影响分析

利用可靠度分析方法代替传统的安全系数法来分析基坑围护结构的整体稳定性,考虑岩土参数的不确定性和空间变异性,对土性参数进行空间折减可显著提高可靠度分析的精度。结合工程实例,分析了参数均值和变异系数对基坑整体稳定性可靠度指标的影响。分析表明,可靠度指标β对土体黏聚力c、内摩擦角φ、地面超载q及支护桩嵌固深度hd的均值变化的敏感性较安全系数K对上述参数的敏感性强;c、φ及hd值的变异性对β值影响较大,地面超载较大时,其变异性对β影响较为显著;采用可靠度指标β评价基坑整体稳定性较安全系数K更加合理。     

青藏高原冰湖研究进展及趋势

冰湖是由于冰川活动或者退缩产生的融水在冰川前部或者侧部汇集而成的,可分为冰川终碛湖(冰碛阻塞湖)、冰川阻塞湖、冰斗湖和冰蚀槽谷湖。其中分布数量较多、规模较大,且灾害风险较高的是冰川终碛湖。因此,冰川终碛湖是研究冰湖的主要对象。受全球气候变暖的影响,冰湖溃决产生的洪水、泥石流等重大冰川灾害的发生频率有所升高,灾害的影响程度以及范围也有所加大,引起了冰川山地国家的广泛关注。青藏高原内部发育着36793条现代冰川,冰川面积49873.44km2,分别占中国冰川总条数、总面积和冰储量的79.5%、84%和81.6%。在全球气候变暖的大背景下,多数冰川呈加速消融及退缩的态势,导致了冰湖溃决洪水和冰川泥石流等重大冰川灾害发生频率的加剧和影响程度的加大。本文围绕冰湖溃决条件、冰湖稳定性评价、冰湖溃决洪水模拟等几个研究方面,对青藏高原冰湖研究的现状及进展进行了较为系统的总结,并对未来研究趋势进行了展望。     

石漠化斑块动态行为特征与分类评价

对石漠化土地的特征进行全面深入的探讨,有助于石漠化土地分类治理和生态恢复重建。本文以SPOT5影像(分辨率2.5m)和航片(空间分辨率1m)为基本数据源,辅以实地踏勘和农户访问,通过跟踪每个石漠化斑块在2个时段的演变关系,研究了贵州清镇簸箩村1973-2005年石漠化斑块的新增(延展、新生)、消融和未变等动态变化特征。结果发现轻度石漠化土地斑块与其他石漠化类型在空间上存在着强烈的转换,相互之间的频繁转换使斑块具有不稳定性而处于一种波动状态。从各类石漠化斑块的来源看,存在一些斑块由无石漠化直接到极强度石漠化斑块之间的转换。根据石漠化斑块的动态演替行为认为,可将研究区2005年的石漠化分为未变石漠化、新生石漠化、延展石漠化,并据此提出石漠化强度指数和石漠化的治理对策。     

西南喀斯特石漠化过程中土壤有机质组分及其影响因素

通过采集我国西南喀斯特地区不同石漠化阶段典型土壤样品,研究了土壤有机质组分及其影响因素.结果表明:(1)喀斯特地区土壤有机质各组分含量中胡敏素>富里酸>胡敏酸,HA/FA一般<0.4,为富里酸土壤,与同水平地带土壤一致.(2)石漠化过程对喀斯特地区土壤中有机质组成有明显的影响,土壤中胡敏素、富里酸与胡敏酸表现出未石漠化＞潜在石漠化＞轻度石漠化＞中度石漠化的趋势.(3)喀斯特地区土壤有机质组分空间分布有较大差异,剖面层次上各有机质组分胡敏素、富里酸与胡敏酸均表现出表土层>底土层,山区不同部位上表现以山坡中下部有机质含量最高,而以山顶最低,且FA/HA表现出从山顶到山脚有明显增加的趋势.(4)喀斯特地区土壤土壤有机碳、酸碱度、碳酸钙、容重、非晶形氧化铝、颗粒组成、有效磷与土壤有机碳组分间表现出显著或极显著的相关性,土壤有机碳和质地是影响土壤有机碳组分含量的主要因素.     

大连开发区大小窑湾港址区域及场地稳定性研究

本文在分析区域地质新构造运动、地震及工程地质资料的基础上,对大连经济技术开发区大小窑湾港址的区域及场地稳定性作了研究,认为该区属次不稳定区,对场地而言,缓丘,红粘土砾石段和粘性土等地段为稳定性较好的地段。     

汶川地震盆地效应的思考与建议

通过实地考察及资料搜集,统计分析了汶川地震中地貌以及局部场地条件对震害的影响。根据受灾城市所在地理位置的不同,将城市分为盆地内部（成都）、盆地边缘（都江堰、绵竹、江油、什邡）、盆地外部（北川）3类,分别统计了震害情况,分析了震害原因。发现在这次地震中盆地效应尤其明显,盆地边缘震害比较严重;盆地中部震害较轻;山区的震害比平原的严重,尤其是在两个距离比较近的山体之间的地区,除了地震灾害之外,滑坡、泥石流等次生灾害也很严重。最后对建筑抗震设计提出了几点建议。