Characterisation of subsurface spatial variability using a cone resistivity penetrometer

The subsurface spatial variation in clay soils, such as thin-layered sand seams, affects the mechanical strength and electrical resistivity. The objective of this study is the development and application of cone resistivity penetrometer (CRP), which measures the cone tip resistance, sleeve friction, and electrical resistivity to evaluate the subsurface spatial variability. The electrical resistivity is measured at the cone tip to increase its resolution. Two outer diameters of the cone resistivity penetrometers (CRPs) are developed: D=10 mm CRP with a projected area of 0.78 cm² and D=15 mm CRP with a projected area of 1.76 cm². The cone tip resistance is effectively separated using a friction sleeve. Strain gauges are used to measure the mechanical strength, and coaxial type electrodes monitor the electrical resistivity. The application tests in the laboratory are conducted using layered soils and saturated sands. In addition, the penetration tests in the field are carried out and compared with the standard piezocone test. The penetration tests show that the soil layers and the density changes are clearly detected by the electrical resistivity and mechanical strength. Field tests show that CRP clearly evaluates the subsurface profile. This study suggests that CRP may be a useful technique for the evaluation of subsurface spatial variability during penetration testing.     

关于三轴试验破裂角的试验论证与探讨

目前不同排水条件下的三轴试验中试样的剪切破裂角的计算方法存在用有效应力内摩擦角还是用总应力内摩擦角计算的争议。本文首先通过三轴UU、CU及CD试验对破裂角与内摩擦角之间的关系进行了论证,然后展开理论分析与探讨,并对三轴试验强度包线的确定存在的问题进行了讨论。结果表明:同一饱和土样在不同类型的三轴试验中破裂角与由有效应力指标计算的破裂角基本相等,试样的破裂角应由有效应力强度指标确定;三轴UU试验采用最大剪应力作为不排水强度是偏危险的,CU试验采用总应力摩尔圆公切线确定的强度参数与用实际剪切面确定的参数差别较小。     

基于视频图像处理技术的振动台试验动态位移测量方法

动态位移是振动台试验中的重要测量参数,由于受到测量条件的限制,常规的接触式动态位移测量方法往往难以实施。文中基于数字图像处理技术研究了振动台试验中动态位移的非接触式测量方法并开发了相应的程序。首先,使用数码摄像机获取结构上人工标靶的视频图像;然后,利用视频图像处理程序对采集到的图像进行处理,实现测点位置的自动识别与跟踪,从而得到测点位移的动态时程曲线。将该方法应用于某桥梁振动台试验中,较为简便的实现了板式橡胶支座变形和滑动位移参数的测量,且达到了较高的测量精度。     

坡顶条形荷载作用边坡潜在滑裂面与稳定性分析

边坡的潜在滑裂面可能不通过坡趾,而是在坡面上某点发生了局部剪切破坏。研究条形荷载作用下边坡的滑裂面位置及其稳定性判识方法,应用M-C线性破坏准则结合极限分析上限定理,建立稳定性系数与多变量的函数,将相关问题转化为含有多变量的数学优化问题并给出最优解。结果表明:边坡的潜在破裂面、稳定性与边坡几何形状、土体物理力学性质、荷载特性等因素有关。     

胶州湾冲淤灾害地质及环境稳定性分析

通过对胶州湾1936～2002年4期海图的地形对比和1986年、2007年2期Landsat-5TM影像的对比,分析了近70多年来胶州湾的冲淤灾害地质形势。根据胶卅I湾近百年来的沉积速率特征将其冲淤灾害形势划分为9类,结果表明：胶州湾在1936～1963年间总体呈现轻微淤积态势,但显浪-红岛连线以东区域（含沧口水道）以...     

一种卫星云图局部标准差图像的快速算法

局部标准差图像(Local Standard Deviation image,LSD)在卫星图像的空间一致性检测中有着重要的作用,然而利用传统的滑动窗技术计算局部标准差图像时,由于大量的循环过程使运算速度较慢,特别是当卫星图像较大而滑动窗较小时,这种运算更为耗时.采用了矩阵运算的思路,提出了根据滑动窗大小将卫星图像数组按一定方向和偏移量进行整体平移,然后对经过平移后的图像数组进行数学运算来获取标准差图像的快速算法.通过计算2005年1月1日的NOAA-16/AVHRR通道4亮温局部标准差图像实例表明,采用快速算法的计算效率相对于传统滑动窗算法计算效率提高明显.     

基于概率理论的折线形滑坡锚固结构受力

引入折线形滑坡锚固结构的最大概然入射线、期望角两个概念,来计算折线形滑坡锚固结构的受力情况。用期望角代替整个折线形滑面的倾角,可以将折线形滑坡锚固受力计算转变为直线形滑坡锚固结构的受力计算。实例表明,该法明显简化了折线形滑坡的锚固结构受力计算流程,可为折线形滑坡的锚固支护设计提供参考。     

大直径现浇薄壁筒桩荷载传递机理现场试验研究

以温州半岛工程为背景,对薄壁筒桩进行现场载荷试验,以研究其荷载传递机理。研究结果表明：薄壁筒桩荷载—沉降曲线属于缓降型曲线,具有较好的承载性能。桩身轴力自上向下逐渐发挥,当桩端持力层较好时,薄壁筒桩表现为端承摩擦型桩;当桩端持力层较差时,薄壁筒桩表现为纯摩擦型桩。桩身上部与下部土层摩阻力异步起作用的主要原因是,随着桩顶荷载的增大,桩土相对位移是从桩身上部到桩身下部逐渐的。     

桩侧注浆抗拔桩离心模型试验与原位测试分析

通过离心机模型试验研究了注浆对接触面特性、抗拔桩荷载-位移曲线及桩侧摩阻力的影响,揭示了注浆提高桩身侧摩阻力发展规律和抗拔承载机制,并进一步将离心机模型试验的结果与原位试验结果进行了对比分析。研究表明,注浆桩侧摩阻力的发挥呈现一个渐进过程,桩身上部极限摩阻力率先发挥,并逐渐向中下部发展;注浆后桩侧极限桩侧摩阻力得到提高,而发挥极限状态所需的桩-土相对位移减小,上拔加载过程中,桩侧上部和下部极限摩阻力增幅较大,中部增幅较小。离心与现场试验一致表明,桩侧注浆显著提高了桩的抗拔刚度及极限承载能力。     

An effective stress analysis of partially embedded offshore pipelines: Vertical penetration and axial walking

A study on quantifying offshore pipeline resistance during vertical penetration and axial walking is presented, based on coupled pore pressure and displacement finite element analysis with the Modified Cam Clay model. Following the validation of the numerical method against published centrifuge test results and limit analysis solutions, we present the findings of a detailed parametric study on the response of partially-embedded pipelines under vertical and axial movements, employing 2-D plain strain and full 3-D soil–pipeline models. Emphasis is put on practical findings, and on proposing simplified expressions for the estimation of the contact enhancement factor and of the equivalent friction factor, that can be used at least for preliminary design purposes.