Pumped rainfall simulators: the impact of rain pulses on sediment concentration and size

Many pumped rainfall simulators used in soil erosion studies use pulsed rain to control the rainfall intensity. We examined the effect of the rain pulsing on sediment concentration and size using three different pulse cycles with the same rainfall intensity. There was considerable variation in sediment concentration through the pulse cycle: the highest concentration was up to four times that of the lowest concentration. Furthermore, the particle size distribution also varied: the peak median particle size was double the lowest median particle size. The magnitude of differences in sediment concentration and particle size were greater the longer the pulse cycle and these dynamics will vary between rainfall simulators and studies. We suggest the impact of the pulsing on sediment is significant and should be investigated prior to experimentation so that sampling periods are designed to avoid bias introduced by fine temporal scale sediment dynamics. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

PSO-LSSVM模型在位移反分析中的应用

提出了一种基于均匀设计原理、最小二乘支持向量机(LSSVM)和粒子群优化算法(PSO)的快速位移反分析方法。该方法利用均匀设计和有限差分法获得学习样本,再用粒子群算法搜索最优的最小二乘支持向量机模型参数。并用最小二乘支持向量机回归模型建立反演参数与监测点位移值之间的非线性映射关系,最后用粒子群算法从全局空间上搜索与实测位移最吻合的反演参数。该反演模型利用了粒子群算法高效简单、均匀设计构造高质量小样本以及最小二乘支持向量机的小样本、泛化性能好的特点。将该模型应用于龙滩水电站左岸地下厂房区岩体地应力场的反演分析中,计算结果与实测的位移值和地应力值均吻合较好,说明了该模型在岩土工程快速反演分析中具有良好的应用价值。     

甘肃省测震台网地震台站地震计方位角检验与校正

利用2007年8月—2013年9月甘肃省测震台网记录的549个MS≥6远震事件的P波资料,对所属44个地震台站分量方位等问题进行检核计算。考虑到地震计维修、更换等因素,提供了甘肃省测震台网地震台站按时间序列计算的方位角偏差及方位校正变化情况,以保障测震台网数据的连续性与可靠性。研究结果表明,反演的方位偏差与文献[1]的结果基本一致,表明中国"十五"数字地震网络确实存在部分台站方位偏差较大等方面问题。因此,在进行现代地震学研究中应充分考虑台站地震计方位误差较大和研究时间段内方位角变动等因素的影响。     

新疆北天山泥火山固体喷出物特征及成因机制初探

北天山泥火山位于新疆天山北麓山前拗陷带内,均处在背斜褶皱的轴部。在了解泥火山的地质背景、活动现状的基础上,对该区泥火山进行了详细的野外考察,对所采样品进行粒度、显微形貌及成分分析。研究发现:该区域的泥火山样品粒径主要集中在0.3~100μm,平均值相近,分选较差,分布对称性呈极正偏。矿物颗粒以石英、长石为主,基质为黏土矿物,白杨沟和艾其沟样品中均含有铁矿物质。根据上述分析结果对北天山泥火山成因机制进行了初步探讨,认为该区域的泥火山物源相同,泥浆最深来源于下中侏罗统,地层压力以构造活动为主。目前泥火山处于弱活动期,短期内造成较大灾害的可能性很小。     

基于粒子群优化算法的边坡临界滑动面搜索方法

采用数值计算结果进行极限平衡分析是边坡稳定性分析的重要方法,最危险滑移面位置的确定是边坡稳定性分析的关键。采用粒子群优化理论控制位于滑移面后缘范围的滑入点和前缘剪出区域的滑出点,以均分逼近法控制滑面半径,实现了边坡内潜在滑移面位置的搜索及安全系数的计算,进而确定了边坡的最小安全系数及最危险潜在滑移面位置,搜索出的滑面不依赖于网格节点。以昆明某公路滑坡为例,将搜索出的最危险滑面与现场勘察成果进行对比,结果表明,采用本文方法计算所得的结果与工程实际较为吻合,证明了该方法的有效性。     

Seismic performance of an existing bridge with scoured caisson foundation

A three-dimensional rigid body on the shape of a parallelepiped is modelled in order to rock on a side or a vertex of the base,in order to evaluate the seismic response of rigid blocks lying on a horizontal support.The center of mass of the body is considered as eccentric with respect to its geometric center.As seismic input,three Italian recorded accelerograms,with different spectral content,are used.The study is mainly conducted to highlight the differences between the seismic response of 2D and 3D models of rigid blocks,with the aim to understand if,in some cases,the use of the 3D model of rigid block is required to obtain safer results.In fact,the outcomes show that in some ranges of the geometrical and mechanical parameters that characterize the excitation and the body,a two-dimensional model,which is not able to consider the 3D rocking on a vertex,can provide unsafe results.In particular,it is found that the overturning process of the three-dimensional block can occur under excitations which are lower than those which overturn a corresponding two-dimensional block.     

柔性均布压力加载装置在模型试验中的应用研究

将研制的新型柔性均布压力加载装置与传统的刚性加载装置分别应用到大型地质力学模型试验中,利用应力不均匀系数? 对其加载效果进行了量化对比分析。试验结果表明,随着加载压力值与距模型表面距离的增加,不均匀系数? 减小,压力分布趋于均匀;在模型试验中采用柔性均布压力加载装置,与刚性加载方式相比,其更有利于加载压力在模型体中均匀扩散,产生均匀的应力场,在该试验条件下采用此装置,模型内距模型表面300 mm处应力场已基本达到均匀的状态,模型初始应力施加完后,其? 仅为0.086,而采用刚性加载方式时其对应的? 则高达0.283;该装置在距模型表面较近时或加载压力较小时亦能产生较好的均布压力加载效果,如加载压力为0.28 MPa时距模型表面150 mm处? 仅为0.174,具有减小边界效应影响范围、提高低应力水平下的模型试验精度的作用。     

紫坪铺面板坝堆石料颗粒破碎试验研究

采用大型三轴仪对紫坪铺面板坝堆石料进行了单调和循环荷载下的固结排水剪切试验,研究了不同孔隙比情况下颗粒破碎及剪胀的变化规律。试验表明：（1）单调和循环荷载条件下,堆石料颗粒破碎率与塑性功之间存在一致的双曲线关系;（2）峰值应力处剪胀率与颗粒破碎率在半对数坐标中呈近似线性关系;（3）峰值应力处主应力比与相应的剪胀率呈近似线性关系,且上述结果受初始孔隙比的影响不大。研究成果有助于进一步了解堆石料的颗粒破碎特点,对建立复杂应力条件下考虑颗粒破碎和状态相关性的弹塑性本构模型,分析紫坪铺面板堆石坝汶川地震破损机制是十分有益的。     

基于颗粒离散元模型的花岗岩压缩试验模拟研究

基于颗粒流理论,以黄岛国家石油储备库地下洞库的花岗岩室内试验测试为背景,借助PFC2D（particle flow code）的黏结颗粒模型（bonded particle model, BPM）建立双轴压缩模型。以花岗岩室内试验的宏观力学参数和破坏形态为参照,通过“试错法”得出黏结颗粒模型相对应的细观物理力学性质参数。模拟试验的弹性模量、泊松比与室内试验值吻合较好,BPM模型由于选用圆形颗粒导致黏聚力和内摩擦角与室内试验值相比有一定偏差。模拟试验与室内试验的试件破坏形态均以单斜面剪切破坏为主。采用校准的细观物理力学性质参数,应用BPM模型再现花岗岩压缩试验全过程,深入分析微裂纹萌生演化及能量变化规律。研究表明,压缩过程中岩石试件内裂纹扩展主要经历平稳发展-急剧增加-平稳发展3个阶段;变形过程中,花岗岩试件边界能、应变能、黏结能、摩擦能及动能在各个阶段的变化很好地解释花岗岩受力破坏的细观力学机制。     

刚性桩复合地基侧向土压力试验研究

通过室内模型试验,实测得到试验条件下,天然地基和刚性桩复合地基作用在不允许有位移的刚性挡土墙上的侧向土压力;通过与天然地基对比分析,获得了刚性桩复合地基的侧向土压力特性及分布规律。结果表明,刚性桩复合地基中桩的参与（包括桩的荷载深层传递作用、桩负摩擦区的影响和桩体对桩间土水平附加应力的“遮拦”作用等）使复合地基侧向土压力大小和分布规律明显区别于天然地基;在给定荷载水平下,刚性桩复合地基的侧向土压力值低于天然地基,侧向土压力影响范围较天然地基作用位置更深;在试验条件下,刚性挡土墙距离建筑物0.35～1.4 m范围内,当荷载水平达到地基承载力特征值时,刚性桩复合地基作用在刚性挡土墙上的总土压力和附加土压力约为天然地基的43.3%～80.1%和15.9%～59.8%。