稻壳灰加筋土力学性能研究

稻壳灰与土体混合应用,一方面废弃资源再利用,环保,又可增强土体强度。通过三轴试验,研究不同比例稻壳灰混合黏土及其加筋土应力?应变性能、强度特性以及不同应变水平下模量、偏应力及加筋强度比等土体变化特征。试验结果表明,随稻壳灰比例增加,混合土最大干密度显著减小,最优含水率显著增加。添加不同比例稻壳灰对加筋土抗剪强度有较大影响,10%～15%稻壳灰比例下,加筋稻壳灰混合土初始切线模量和应力峰值达到最大,抗剪强度较优。与土工织物加筋稻壳灰混合土相比,土工格栅加筋稻壳灰混合土偏应力及抗剪强度更大,土工格栅层数对土体抗剪强度增大效果更明显,对应的应力?应变曲线拐点也更突出。试样弹性模量与稻壳灰比例及筋材种类、层数有关,加入稻壳灰后,土体弹性模量增长显著,土工格栅加筋稻壳灰混合土较优比例下可增加1.5倍多,稻壳灰及筋材均能有效提高土体强度。随加筋层数增加,稻壳灰混合土加筋强度比明显增大,与围压关系较小。     

场地类别分类方案研究

基于性能的抗震设计,要求工程师设计出具有预期抗震性能的结构,一个关键因素是地震作用的确定,这在很大程度上取决于局部场地条件。通过收集和分析北京、苏州和唐山城区956个钻孔资料,建立地表20 m和30 m深土层走时平均剪切波速VS20和VS30的关系式;现场钻探获取北京城区深105 m的典型钻孔原状土样,试验给出各类土体动剪切模量和阻尼比曲线;建立北京城区170个钻孔的场地反应计算模型,采用Nakamura提出的HVSR法和陈国兴等提出的弱震法估算场地基本周期TS值,结合国内外现行抗震规范的场地分类及一些学者对场地分类的研究成果,提出两种新的场地分类建议方案：基于等效剪切波速VSE和覆盖土层厚度H（地表至剪切波速VS ≥ 500 m/s的基岩深度）的双指标场地分类方案及基于VSE、H和TS的三指标场地分类方案。提出的场地分类方案对我国现行抗震规范场地分类方法的改进有参考价值。     

中国地质勘查周期及成因分析

本文开拓性地系统研究建国以来中国地质勘查周期,引入经济周期理论、工业化发展阶段理论、矿产品使用强度理论、政治决策因素、市场因素等对地质勘查周期进行了解释,试图理清多年来认识不清的问题。通过统计建国以来历年地质勘查投入、钻探工作量、见矿异常和发现矿产地等数据,划分了8次地质勘查工作周期。在对我国经济周期和财政周期研究的基础上,提出了地勘工作周期与经济和财政周期相对应的观点。此外,通过研究建国以来工业化进程和国家经济发展战略的选择,结合矿产品使用强度变化趋势,认为在重工业化发展阶段,矿产品使用强度处于高位,从而地勘投入处于高位;在农业、轻工业化发展阶段,地勘工作逐渐走弱。2013年后,随着我国进入工业化后期阶段,地勘工作处于新一轮弱势状态。地勘工作周期体现了长期国家发展战略主动选择、工业化进程与短期财政和经济波动双重叠加的特点,短期政策因素则常对地勘周期波动时有放大或熨平作用。     

盾构隧道下穿管道施工引起的管-土相互作用研究

采用Loganathan公式研究了盾构隧道下穿管道施工引起的地下管道处土体竖向位移,利用考虑土中剪力传递的Pasternak模型模拟管-土相互作用,运用修正Vlasov模型中的迭代流程计算出Pasternak模型的关键参数——弹性系数k与剪切系数gs。将计算结果与已有文献结果及工程监测数据进行对比,深入分析了迭代求解k、gs值的Pasternak模型与传统模型的计算差异,并进一步研究了土中剪力、管道与隧道的夹角、土体弹性模量及隧道半径的变化对管-土相互作用的影响。研究结果表明：迭代求解的k、gs值能提升Pasternak模型的精确度;土中剪力对管道竖向位移计算值的影响可达15.3%;随着管道与隧道夹角的减小,管道的竖向位移增大、弯矩减小;土体弹性模量与隧道半径的增大均会增加管道的竖向位移和弯矩。     

MODIS数据北京城区热岛监测分析

随着城市化进程的深入,热岛效应问题越来越严重,从而影响城市及周边地区的生态环境与气候,因此备受人们的重视。本文从2000年—2007年724幅1km分辨率的MODIS地表温度产品中选取64幅质量较好,可以代表春、夏、秋、冬四个季节的昼夜影像,制作地表温度图和选取感兴趣区域分析北京城区热岛效应。结果表明,北京市城区温度明显高于周围地区,夏季夜间最高达到3.7℃,秋季白天相对热岛强度较大,夏季、冬季夜间热岛强度要大于白天,尤其冬季较为明显。     

结合强度信息的LIDAR数据滤波方法

机载激光扫描系统可以直接生成扫描区域的数字表面模型,但是为了提取数字地面模型还须对LIDAR数据进行滤波处理。本文分析了用坡度法对机载LIDAR数据进行滤波的不足,并结合LIDAR数据中的强度信息,提出了一种结合强度信息的LIDAR数据滤波方法。与坡度法相比,该方法提高了滤波的精度和效率。试验结果表明该方法计算速度快,并能够有效地滤除LIDAR数据中的地物。     

甘肃舟曲江顶崖滑坡成因分析与综合治理措施

大型土石混合体滑坡是一类受工程地质条件、降水或地震等多种因素影响的滑坡类型,研究其滑坡成因及治理方法对防灾减灾、保障人民生命财产安全具有重要意义。本文以舟曲县江顶崖滑坡为例,通过历史资料调研和现场地质勘察、数值模拟等手段,对该滑坡的成因和稳定性进行详细分析,并提出相应的综合治理措施。结果表明:该滑坡的地形地貌、松散的岩土体是引发滑坡的内在因素,而连续降雨以及江水对滑坡前缘冲刷是滑坡失稳的外在因素。在对滑坡成因分析的基础上,通过改进抗滑桩护壁结构、率先应用装配式框架支护,结合坡面裂缝整治工程等综合治理措施有效地控制住了该滑坡的变形。该滑坡的综合治理措施可为类似的高大边坡工程以及大型土石混合体滑坡治理提供参考。     

基于最大球算法定量表征土体空间孔隙网络

孔隙网络控制着土体渗流、排水固结与基质吸力等重要工程性质。本文介绍了多孔介质孔隙网络最大球建模基本原理与算法。以显微CT扫描振捣干法生成的南京粉砂试样为例,采用最大球算法建立了试样三维重构模型表征单元体(REV)的空间孔隙网络球棍模型,计算得到了样品REV尺度的孔隙网络参数,统计发现,孔隙半径、喉道半径、孔隙配位数、孔隙截面形状因子、喉道截面形状因子与喉道长度等孔隙参数均近似服从正态分布,孔隙体积近似服从衰减型指数分布。孔隙与喉道半径分别分布在100μm与65μm以内,两者数学期望分别为40. 0μm与18. 0μm;配位数分布在25以内,数学期望为5. 1;孔隙与喉道截面形状因子分别分布在0. 01~0. 04与0. 01~0. 05的区间内,两者数学期望分别为0. 019与0. 033;喉道长度分布在100~800μm以内,数学期望为292. 22μm。同时发现,样品中体积小于1. 5×10^7μm^3的小孔隙数量超过90%。本方法可应用于土体细观孔隙结构的定量表征。     

基于新型单相MICP技术改性黏性土力学特性的试验研究

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是一种绿色低碳的新型土体改性技术.该技术当前主要适用于渗透性较好的砂土,普遍使用两相处理方法,即菌液和胶结液分开施用.然而,对于渗透性相对较差的黏性土,传统的两相处理方法难以适用.为此,引入新的单相胶结方法,即菌液和胶结液混合施用,通过调节溶液的初始pH值为细菌水解作用提供窗口期,避免微生物絮凝阻塞孔隙,使混合液均匀分布于土体一定深度范围内,从而达到显著提升胶结效果的目的.利用喷洒法将混合液喷洒至土体表层进行MICP处理,处理完成后使用超微型贯入仪SMP-1测试土体表层不同深度处的结构强度,分析土体力学特性的空间差异,对土体的胶结效果进行定量评价.此外,探究了胶结液浓度(0.2M、0.5M和1.0M)及胶结方法(调节pH与否)对于土体结构强度及MICP改性效果的影响.结果表明:采用单相MICP技术对黏性土进行改性,能够显著提高其结构强度,具有较好的适用性;在不高于1.0 M的胶结液浓度范围内,黏性土的胶结效果随着胶结液浓度增加而提升;相比较而言,调节pH的单相胶结方法对于提升土体胶结的深度和均匀性有明显积极作用.新型单相MICP技术简单易行,能够节约成本,在黏性土表层加固方面具有潜在推广应用价值.     

不同降雨条件下不稳定斜坡财产损失风险评价——以镇巴县兴隆镇为例

山区城镇化的加速发展使得切坡、削坡现象普遍发生,导致城镇周边隐患斜坡的数量增加、规模增加,诱发隐患斜坡转变为滑坡的临界降雨强度降低,城镇财产损失风险大大提升。如何准确地对不同强度降雨条件下城镇财产损失的风险进行评价是亟待解决的前沿问题,本文以镇巴县兴隆镇为例,通过收集研究区多年降雨数据集,利用皮尔逊三型水文模型得到研究区不同重现期下的降雨强度,在此基础上结合野外斜坡调查资料、岩土体实验数据,采用蒙特-卡洛法计算得到城镇周边不稳定斜坡在不同降雨条件下的破坏概率,并对斜坡影响范围内的承灾体的易损性和财产价值进行评价,最终根据财产风险计算公式得到各斜坡在不同降雨工况下的财产损失风险值。风险计算结果表明:城镇内受不稳定斜坡威胁的房屋共245栋,占总房屋数量的30.4%,城镇房屋总价值约为5260.4万元,在天然、10年、20年、50年一遇降雨条件下年损失财产价值分别为22.8万元、69.73万元、122.5万元、150.5万元,其中超过55%的财产损失均是由1-2、2-6、3-5、4-3这4个边坡造成,并且在降雨强度递增时,这4个边坡对财产损失风险的贡献在逐步降低,占比分别为:88.33%、62.9%、58.64%以及57.54%,可见只要对这4个斜坡进行必要的防治即可大幅地缩减财产损失。