干湿循环作用下膨胀土的贯入特性试验研究

揭示干湿循环作用下膨胀土力学特性的演化规律对防治膨胀土灾害有重要指导意义。提出了一种基于超微型贯入试验的土体内部力学特性研究方法,在干湿循环条件下对重塑膨胀土开展了一系列贯入试验,获得3次干燥过程中试样贯入阻力随深度和含水率的变化曲线。结果表明:(1)通过超微型贯入试验能够简单、快速和有效地掌握膨胀土在干湿循环过程中力学特性的时空演化特征;(2)试样的贯入阻力在干燥过程中总体呈增加趋势,相对于深部土体,表层土体的贯入阻力对干燥作用更加敏感;(3)干湿循环作用对膨胀土的力学特性有重要影响,随干湿循环次数的增加,膨胀土的贯入阻力总体上呈减小趋势,贯入曲线由单峰结构逐渐向多峰结构过渡,贯入阻力的空间差异性更加突出,且该现象在低含水率区间更加明显。基于土力学、土结构的基本理论以及试验中观测到的一些现象,对干燥过程和干湿循环作用下膨胀土的贯入力学特性进行了分析和探讨。干燥过程中土颗粒收缩靠拢、密实度和颗粒接触点增加及土吸力增加是导致膨胀土贯入阻力增加的重要原因,而干湿循环作用导致的土结构松散化、裂隙化则是引起膨胀土整体力学性质弱化的重要原因。     

沟岸侧蚀对泥石流不稳定动力过程的影响

泥石流作为非牛顿体,屈服应力大,运动过程通常不稳定。前人建立了许多模型来研究沟床揭底和堰塞体溃决对泥石流不稳定动力过程的影响,沟岸侧蚀对泥石流不稳定动力过程的影响研究较少。通过侧蚀为主的模型和完全底蚀的模型两种水槽实验的对比,针对泥石流的动力过程展开研究。实验发现两种工况条件下泥石流正应力和孔隙水压力随着龙头高度沿程波动性的增长而相应地波动性增大,但侧蚀作用使得这种波动特征更加明显。通过力学分析,证明侧蚀作用导致泥石流龙头的阻力更大,但是龙身颗粒和龙头颗粒的速度差更大,使得龙头附加坡降更大,因此,侧蚀作用使得泥石流龙头的平均速度更快。泥石流龙头浓度和容重的不断增大,使得阻力不断增大,阻力和动力的动态平衡关系是泥石流不稳定运动的原因之一。     

武汉市城镇扩张适宜性与景观生态安全格局的时空耦合关系研究

城镇用地扩张与景观生态安全格局之间存在空间上的关联性与冲突性,为探究城镇扩张适宜性与景观生态安全格局的耦合关系,本文以武汉市为例,在2001、2007和2014年3期ETM遥感影像解译的基础上,结合武汉市高程、坡度、全国第二次土地调查与变更调查数据、道路交通网络数据等构建武汉市土地利用时空数据库。从自然环境因素与区位条件因素两大方面构建城镇扩张适宜性评价指标体系,利用GIS空间分析获取武汉市城镇扩张适宜性分布特征,采用最小阻力模型(MCR)构建武汉市景观生态安全格局。从空间分布特征与时间演变特征两个维度研究城镇扩张系统与景观生态系统之间的耦合关系。     

中国城际公路零担专线网络空间结构特征

基于社会网络分析方法,利用国家交通运输物流公共信息平台2018年全国地级及以上城市的公路零担专线数据,从城市节点、城际联系、子网络3个层面对中国城市网络结构特征进行识别,结果表明：1）上海、天津、郑州、广州、杭州在网络中处于主导性地位,根据货流组织系数,可将城市节点划分为强中心、次强中心、弱中心、从属型4种类型。2）在首位联系总量排名前十的城市中,输出型城市和输入型城市的比例为4∶1,反映货流流向的不均衡性。由公路零担专线数据刻画的网络空间呈现显著的距离衰减规律,集中在500 km的专线数量占比为41.9%。3）公路零担专线网络形成东北―冀鲁蒙社区、中原社区、关中社区、江淮社区、泛珠三角―长三角社区、长株潭社区6个具有显著地域特征的城市社区,社区结构表现出明显的空间集聚和跨行政区特征。最后,提出以下建议：增强成渝城市群公路零担专线服务能力,发挥核心城市产业集聚和带动作用;优化边缘城市产业结构,加强交通与产业融合;积极引导无车承运人平台发挥网络规模化效应,提高公路货运组织效率。     

基于孔压静力触探(CPTU)测试的连云港海相粘土前期固结压力确定方法研究

首先回顾了基于孔压静力触探(CPTU)测试确定前期固结压力的方法,通过连云港海相粘土场地进行的CPTU试验资料,以室内固结试验得到的前期固结压力作为参考值评估了经验方法预测前期固结压力的有效性。最简单的方法是直接建立前期固结压力和净锥尖阻力的关系,同时也是最有效的方法。     

黄河口裸置管线对海床土影响范围研究

裸置管线在波浪和潮流等作用下,对海床土强度和整体固结水平产生一定的影响,而产生影响的范围还是一个悬而未决的问题。2005年8月和2006年9月,分别对黄河口地区106钻井平台附近的一条裸置管线以及该地区海床土强度进行了现场微贯测量,结果发现,在该地区水动力作用下,水平方向,管线使得其两侧2m以内海床土强度降低,均匀性变差,尤其是降低了0～40cm深度海床土的强度,并使得其非均匀化程度加剧,使海床土出现成层现象。该研究成果为波浪-管线-土相互作用研究提供了典型实例,并对工程实践提供了借鉴。     

水下滑翔器主体外形优化设计

对水下滑翔器主体外形的优化设计问题进行研究.首先,在考虑内部机械结构限制的条件下,建立了主体外形优化数学模型,并采用CFX计算了若干主体形状的绕流阻力.在此基础上建立了映射主体外形的尺寸参数与绕流阻力的BP神经网络.然后将建立的神经网络作为优化设计问题的目标函数,采用坐标轮换法对滑翔器主体外形进行了优化设计,确定了尺寸参数的最优解.     

基坑及周边建筑物变形监测方案

结合某基坑变形监测项目,从观测墩及觇牌的设计、观测方法、精度估计等方面对基坑水平位移观测进行了介绍,并介绍了利用差异沉降量推算法进行倾斜观测的方法.     

浮力装置触发深海管道水平向整体屈曲效果的数值模拟研究

海洋油气资源的运输主要通过海底管道进行,管道在工作时受到较大的温度荷载,会产生整体屈曲变形。深海管道设计中常采用人为装置触发一定程度的水平向整体屈曲变形,来释放轴向的温度应力,浮力装置是常用的触发方式之一。本文通过数值模拟研究,分析了不同浮力大小和不同浮力施加范围下,管道水平向整体屈曲的临界屈曲力,得出临界屈曲力随浮力大小和施加范围变化的情况;并研究了不同土体阻力下,浮力装置触发整体屈曲的效果。研究表明,水平向土体阻力较大时,浮力装置触发水平向整体屈曲的效果较好。浮力装置的触发效果对轴向土体阻力不敏感。     

基于最小累积阻力模型的长吉生态安全格局构建

为了缓解城市快速扩张背景下产生的生态保护与土地开发之间的矛盾、保证区域生态安全稳定,构建城市生态安全格局显得尤为重要。首先基于景观生态学理论,以土壤数据、土地利用现状数据和遥感数据为数据源,选取反映自然生态状况和人类活动影响的两大类生态风险指数,利用GIS空间分析、RS技术以及景观结构分析软件FragStats对长吉联合都市区进行了生态安全风险评价;然后从生物多样性保护、水源涵养、土壤保持以及气候调节等方面对区域生态系统服务功能的重要性进行定性评价;再以生态安全风险评价结果为阻力面,根据生态服务功能重要性结果确定生态源地;最后利用最小累积阻力模型,划定了林地、湿地、草地、水系4类核心生态空间,构建了"三带两区、五脉连江、林田相间"的区域生态安全格局。研究结果为长春市生态环境建设提供了切实可行的科学指导。