基于有限差分原理的预应力锚索抗滑桩改进计算方法

针对现有预应力锚索抗滑桩计算模型及其相应计算理论存在的问题,基于有限差分法的原理,提出了改进的锚索桩计算模型并进行了详细的理论推导。根据实际的施工和受力过程,该模型包括预应力施加和滑坡推力作用两个阶段,通过滑坡推力分布形式的改进和桩锚协调变形方程的修正来真实反映预应力锚索抗滑桩的主动式受力特点。同时利用Matlab编制成相应的计算程序进行算例验证,并同目前普遍采用的计算理论进行对比分析。结果表明,该改进计算方法及其相应的计算程序充分考虑了预应力施加这一锚索桩特有的过程所带来的影响,且在计算中不必将锚索拉力等效为在桩顶处施加的剪力和弯矩。另外还可对桩前滑面以上存在任意厚度滑体和任意复杂地基条件的情况进行合理地设计计算,相对于目前已有的计算理论,该改进方法更加合理、可靠。     

三层堤基中细砂层厚度对管涌影响的试验研究

对由弱透水黏土层、细砂层和强透水砂砾层组成的三层堤基进行了管涌发展的砂槽模型试验,为了便于观察分析,细砂层由各种颜色的细彩砂依次排列在砂砾石层上表面,通过改变彩砂层的厚度分析研究了不同细砂层厚度对管涌发生、发展机制及过程的影响。试验结果表明,三层堤基细砂层厚度的不同使管涌发生的临界水力梯度、涌砂量和通道发展的速度不同,与双层堤基有很大区别。临界水力梯度是由多种元素决定的,包括破坏土体的性质及其整体性等;细砂层的存在使流量在渗透变形初期对涌砂不敏感;在试验中发生的相同水位下多次间歇性涌砂,其原因一方面是颗粒在运动过程中发生堵塞,另一方面是通道边界的土体失去支撑发生应力释放,抵抗力随着时间逐渐减小。     

砂土地基的黏性特性及其有限元模拟

采用非线性弹塑黏性有限元法模拟了砂土地基变速率加载室内试验,再现了砂土地基荷载-沉降曲线对加载速率突变、砂土蠕变以及应力松弛等加载情况下的响应和瞬时黏性中砂土黏性随加载进行的衰减现象。在有限元分析中,以非线性三要素模型为理论框架构建了可以综合考虑砂土黏性特性的弹塑黏性本构模型,用动态松弛法进行有限元求解,最后通过有限元与室内试验的对比分析研究了砂土地基所具有的黏性特性,同时验证了非线性三要素弹塑黏性模型用于模拟砂土黏性特征的合理性和正确性。     

Generalized failure envelope for caisson foundations in cohesive soil: Static and dynamic loading

The response of massive caisson foundations to combined vertical (N), horizontal (Q) and moment (M) loading is investigated parametrically by a series of three-dimensional finite element analyses. The study considers foundations in cohesive soil, with due consideration to the caisson-soil contact interface conditions. The ultimate limit states are presented by failure envelopes in dimensionless and normalized forms and the effects of the embedment ratio, vertical load and interface friction on the bearing capacity are studied in detail. Particular emphasis is given on the physical and geometrical interpretation of the kinematic mechanisms that accompany failure, with respect to the loading ratio M/Q. Exploiting the numerical results, analytical expressions are derived for the capacities under pure horizontal, moment and vertical loading, for certain conditions. For the case of fully bonded interface conditions, comparison is given with upper bound limit equilibrium solutions based on Brinch Hansen theory for the ultimate lateral soil reaction. A generalized closed-form expression for the failure envelope in M–Q–N space is then proposed and validated for all cases examined. It is shown that the incremental displacement vector of the caisson at failure follows an associated flow rule, with respect to the envelope, irrespective of: (a) the caisson geometry, and (b) the interface conditions. A simplified geometrical explanation and physical interpretation of the associativity in M-Q load space is also provided. Finally, the derived failure envelope is validated against low (0.67 Hz) and high frequency (5 Hz) dynamic loading tests and the role of radiation damping on the response of the caisson at near failure conditions is unraveled.     

插桩过程对临近平台桩基础的影响研究

由于大型自升式钻井船的插桩位置通常距离海上钻井与采油平台较近,桩靴的插入过程可能会对临近平台的桩基础承载力和稳定性产生不利影响。以实际工程为背景,运用球孔扩张理论推导挤土效应产生的水平附加应力大小及其范围;提出一种近似考虑动力挤土效应的拟静力数值模拟方法,分析桩靴下沉到不同深度处时的桩基承载力、桩身应力和最大水平位移,并与静力分析结果进行对比。研究表明,桩靴插入过程对周围土体产生巨大的挤压和扰动作用,使得桩基承载力降低,桩身应力变大,最大水平位移增加;与静力法计算数值相比,由挤土效应导致的单桩承载力下降6%~8%,桩身应力增大30%~80%,桩身最大变形量增长1倍。     

移动荷载作用下Kerr地基梁稳态响应解答

研究Kerr地基上的均质Euler-Bernoulli梁在移动集中荷载作用下的稳态响应,分析有无阻尼存在时列车速度、地基压缩刚度、剪切刚度对Kerr地基梁挠度曲线的影响。计算结果表明,地基阻尼的存在能明显减少移动荷载引起的地基梁挠度,地基梁的挠度受地基压缩刚度的影响比剪切刚度更为明显。     

公益性标准地图服务平台的建设与思考

以《地图管理条例》实施为契机,以服务公众和繁荣地图发展为宗旨,创新地图服务模式和机制,设计研发了公益性标准地图服务平台,发布了首批公益性标准地图。平台旨在为公众提供正确的地图数据和实用的地图服务,一方面提供了免费的中国地图、世界地图、专题地图等标准地图的下载服务,另一方面实现了公众在线自助制图功能。笔者以构建国家级公益性标准地图服务平台为目标,对如何为公众提供更优质的公益性地图服务进行了深入思考。     

地理国情普查成果应用实践与探索

分析了地理国情普查和监测的内涵、意义及其成果、产品,并针对当前的热点问题,对地理国情普查成果的应用进行了探索,为确立测绘地理信息部门新的发展方向奠定了良好的研究基础。     

Monitoring and numerical analysis of behaviour of Miaojiaba concrete-face rockfill dam built on river gravel foundation in China

This study evaluated the behaviour of a concrete face rockfill dam (CFRD) built on river gravel foundation on the basis of in-situ measurement records and numerical analysis. The monitoring records were obtained from a detailed deformation-monitoring system. A 3D finite element analysis was performed to assess long-term dam behaviour. The behaviour of the CFRD built on river gravel foundation was analysed comprehensively. A discussion of behaviour, especially with relevance to the behaviour of dams built on stiff-foundation, was included. The effect of the river gravel foundation was analysed, and the exact mechanisms were discussed. The relative contribution of various factors on the long-term behaviour of the CFRD was also studied. In-situ measurements were compared with numerical results to discuss the capability of the numerical model to predict the dam behaviour.     

现代战争特点及军事地质调查

作为地质学研究对象的地形、地貌、工程地质和地质灾害在传统的接触式战争中发挥过重要的作用,创造了许多战争奇迹,但在以精确全球打击,前线与后方界线模糊、陆军作战作用弱化的现代战争,地质对战争是否还有影响?本文围绕这一问题,通过对战争阶段演化及地质应用历史分析,从现代战争特点和对军事地质需求分析人手,利用军事学思维,讨论了地质学的地质体力学性质、地球化学性质、地球物理性质和地质灾害等内容在现代战争中的作用,主要包括精确打击和重点防御目标的优选、打击地面工事的武器选配、目标侦测和靶区选择、海洋战争环境建设和战争评估、地面临时机动路线规划和工事选址等方面;探讨了军事地质调查的重点区域、方法手段、比例尺选择问题,以及在区域地质、工程地质、水文地质、灾害地质、地球物理调查基础上开展军事地质调查的工作流程及成果表达问题,分析了未来军事地质重点研究发展方向,为地质学在现代战争中的应用提供思路。