边坡变形及失稳的变权重组合预测模型

边坡变形和失稳受本身地质条件和外部环境等多方面因素的影响,由于这些因素的复杂性、多样性及其变化的随机性导致不同的边坡的位移和变形趋势有可能存在较大的差异。在分析总结边坡变形规律的基础上,针对边坡的典型位移-历时曲线需经历初始变形、稳定变形和加速变形3个阶段,呈反“S”型的特点,根据边坡位移的实测时间序列资料建立边坡变形的成长曲线反函数变权重组合的时变预测模型。通过与工程实例的对比分析表明,各单项预测方法是基于已知样本的固定模型,能大致反映边坡变形的发展趋势,但仍存在较大误差,而所提出的方法能充分考虑不同模型的优点,有较高的精度,适用于实际工程中边坡的变形预测及失稳的预警。     

曲线拟合在核探测器信号幅度提取中的应用

研究数字化核探测器输出脉冲信号的幅度提取问题。根据闪烁探测器的电路特性，推导了其脉冲信号理想曲线方程。综合利用三和值法、最小二乘法、试探法等方法，设计了该理想曲线拟合算法。由脉冲信号采样点数据，通过曲线拟合，计算出曲线的极大值，该值即为闪烁探测器输出脉冲信号的幅度。正反演数据结果对比表明，采用曲线拟合算法提取闪烁探测器输出脉冲信号幅度，其方案可行，计算结果更准确。相较于数字滤波和数字脉冲成形方法提取核探测器输出脉冲幅度，该算法更简单，对仪器的硬件处理速度要求更低。该方法开辟了核探测器脉冲幅度提取的新途径。     

Threshold of motion of bivalve and gastropod shells under oscillatory flow in flume experiments

The threshold of motion of non-fragmented mollusc shells was studied for the first time under oscillatory flow. In this regard, flume experiments were used to investigate the threshold of motion of three bivalve and three gastropod species, two typical mollusc classes of coastal coquina deposits. The sieve diameters ranged from 2·0 to 15·9 mm. These experiments were performed on a flat-bottom setup under regular non-breaking waves (swell) produced by a flap-type wave generator. The critical Shields values for each species of mollusc were plotted against the sieve and nominal diameter. Moreover, the dimensionless Corey shape factor of the shells was evaluated in order to investigate the effect of mollusc shell shapes on the threshold of motion. According to their critical Shields parameter, the mollusc threshold data under oscillatory flow present smaller values than the siliciclastic sediments when considering their sieve diameter. In addition, the mollusc datasets are below the empirical curves built from siliciclastic grain data under current and waves. When considering the nominal diameter, the critical Shields parameter increases and the mollusc data are closer to siliciclastic sediments. Bivalves, which have a flat-concave shape (form factor: 0·27 to 0·37), have a higher critical Shields parameter for smaller particles and more uniform datasets than the gastropod scattered data, which have a rounded shape (form factor: 0·58 to 0·62) and have varied morphologies (ellipsoidal, conical and cubic). The comparison between previous current-driven threshold data of bioclastic sediment motion and the data of mollusc whole shells under oscillatory flow shows a fair correlation on the Shields diagram, in which all datasets are below the mean empirical curves for siliciclastic sediments. These findings indicate that the shape effect on the transport initiation is predominant for smaller shells. The use of the nominal diameter is satisfactory to improve the bioclastic and siliciclastic data correlation.     

路基煤矸石填料土-水特征曲线试验研究

煤矸石作为煤层开采和洗选过程中产生的废弃料,常用于路基填筑。压实的路基煤矸石填料存在双孔隙群结构,其土-水特征曲线(SWCC)具有双台阶现象。而SWCC与土体非饱和渗透系数密切相关,对路基内部水分运移以及路基长期累积变形有重要影响。为了探究压实度、粉粒含量、最大颗粒粒径对双台阶SWCC的影响,对路基煤矸石填料进行了一系列压力板试验,并采用描述双台阶SWCC的Bi-V-G公式拟合实测SWCC,分析了模型参数变化规律。试验结果表明,粉粒含量为5%时,不同压实度试样SWCC均存在双台阶现象;粉粒含量为50%时,随着压实度增大,试样SWCC由双台阶形过渡为单台阶形,在0.90和0.95压实度之间存在一个界限值,双台阶现象消失;增大压实度、提高粉粒含量或减小最大颗粒粒径,均会使SWCC台阶高差减小。随着压实度增大或粉粒含量提高,模型参数a₁、a₂ (与进气值有关的参数)和n₁、n₂ (与排水程度有关的参数)值均逐渐减小,试样大、小孔隙部分均进气值增大,持水能力提高。     

基于级配方程的粗粒料压实特性试验研究

级配显著影响着堆石料的压实特性,定量表述级配对堆石料压实特性的影响至关重要。基于连续级配土的级配方程,设计了16组不同级配的试验粗粒料,进行了表面振动压实试验和侧限压缩试验,定量研究了级配对粗粒料压实特性的影响。研究表明:由表面振动压实(动应力)试验和侧限压缩(静应力)试验得到的干密度与级配曲线面积之间均呈二次函数关系,且干密度中的最大值对应的级配曲线面积均在0.9附近;无论是表面振动压实试验还是侧限压缩试验,堆石料都存在干密度最优(最大)的级配。依据试验成果,给出了所试验堆石料的最优级配区间(级配上、下包络线);同时,利用相似级配法论证了实际级配粗粒料的最优级配区间,并根据国内外多座土石坝粗粒料的设计级配验证了该最优级配区间的普遍适用性,为土石坝粗粒料的级配设计提供了理论依据。     

库水位涨落对库岸滑坡稳定性的影响

三峡水库正常蓄水后, 库水位在175~145m之间周期性波动, 滑坡地下水渗流状态将会发生较大的改变, 可能导致滑坡失稳.因此, 研究库水位周期性波动下滑坡的稳定性具有十分重要的意义.提出了土水特征曲线的多项式约束优化模型和采用饱和-非饱和渗流数值模型.以赵树岭滑坡为例, 利用有限元数值计算了库水位在175~145m之间波动下地下水渗流场, 将计算得到的孔隙水压力用于滑坡的极限平衡分析, 探讨了库水位上升和下降对库岸滑坡稳定性的影响.研究表明: 多项式优化模型可以很好地拟合非饱和土的土水特征曲线; 库水位上升时滑坡稳定性系数总体逐渐增大, 库水位下降时滑坡稳定性系数总体逐渐减小; 无论是库水位上升还是下降到库水位155m时, 其稳定性系数最小; 同一库水位下, 库水位上升时的稳定性系数比下降时的稳定性系数大.      

轴向荷载对斜桩水平承载特性影响试验及理论研究

斜群桩受水平荷载作用时,群桩中的基桩受到径向荷载、轴向荷载和弯矩的共同作用。为研究轴向荷载对斜桩水平承载特性的影响,完成了3根单桩以及1组1×2斜桩的大尺寸模型试验。试验结果表明：轴向拉力作用会降低斜桩的水平刚度和极限承载力;而轴向压力作用则会使其水平刚度和极限承载力提高。基于桩侧浅层土体楔形破坏假定,推导了考虑轴向荷载影响的斜桩水平极限土抗力计算公式,提出了桩侧土抗力的p-y曲线方法,并通过模型试验及现场试验验证其合理性。     

考虑应力变化速率的岩石脆性评价指标

脆性作为岩石的重要的力学指标,对深部岩体性态评价以及灾害预防具有重要意义。岩石应力−应变曲线能够很好地表征岩石的脆性。考虑到现有基于应力−应变曲线的脆性指标大多都只对曲线的一部分进行分析,且少有指标能够准确地应用于岩石II类曲线中,对整体判断的缺乏可能会导致工程应用上适应性及可靠性不足的情况。针对现有脆性指标普遍存在的物理意义模糊、评估结果与岩石脆性的关系非连续等问题,综合考量岩石应力−应变曲线中峰前应力上升速率、峰后应力跌落速率以及峰值点应变值对岩石脆性的影响,提出了一种物理意义明确、计算结果与岩石脆性之间的关系是单调且连续的岩石脆性指数计算方法。选取国内外常用脆性指标对锦屏II级水电站大理岩和某铁路隧道花岗岩、变质砂岩以及片麻岩的单轴压缩试验数据进行脆性评价后进行比较,验证了指标的适用性。进一步将提出的指标应用于常规三轴试验条件下大理岩脆性分析,结果表明,该指标不仅能够量化和分类不同岩石的脆性特征,还能表征围压对岩石脆性的抑制作用。     

瞬态瑞雷面波法在公路工程地质勘察中的应用

结合安徽省高速公路建设工程实例,介绍瞬态瑞雷面波勘探技术在公路工程地质勘察中的应用,解决沿线高边坡、深路堑、桥梁、隧道进出口的岩土分层,给出基岩风化分带等工程地质问题,省时、省力,取得了良好的经济效益和环境效益.