海洋场地Rayleigh波传播特性及其影响因素分析

为研究饱和弹性半空间中Rayleigh波在不规则海床的传播与衰减特性及其对海床的影响,结合Zienkiewicz给出的土动力学基本方程,建立了简化的不规则海底场地动力模型. 通过改变边界条件,推导了水-土接触界面为平整界面时,有无上覆海水两个退化模型的Rayleigh方程,推演出了渗透系数、孔隙率、泊松比、界面条件等因素影响下不同场地条件中Rayleigh波的频散和衰减曲线,基于复杂海床模型,分析了各因素在Rayleigh波传播时对海床的孔压、变形等参数的动力响应影响规律. 结果表明：土体参数、弹性模量、渗透系数、孔隙率,以及上覆水、水土交界面等因素均会影响海床的动力响应. 不同Rayleigh波波速对土体力学参数沿土层深度的影响范围和影响程度不同;弹性模量和泊松比是决定土体性质的重要参数,是讨论Rayleigh波传播特性和土体动力响应的先决条件,它们的改变会改变渗透系数、孔隙率等参数的影响规律;在两个简化模型中,岩石地层E=6.017×1010 Pa,泊松比为0.38的条件下,孔隙率与渗透系数对Rayleigh波传播特性曲线有规律性影响.     

振动压路机引起的环境振动及其危害

振动压路机引起的环境振动以波动的形式传播和衰减。根据波的吸收理论,分析了土壤媒质中振动波的衰减规律,按波能与振副的关系,推导了振幅随距离衰减的计算公式,结合环境振动测试结果及建筑物地面振动容许限值,给出了振动压路机的安全工作距离及隔振沟障等危害预防措施。结果表明,振动压路机引起的环境振动以柱面波形式传播并随地面距离平方根的倒数的规律衰减。     

高铁路基动力荷载传递规律研究

探明列车荷载激励下高速铁路路基结构振动特性和动力荷载传递规律具有重要意义。以云桂高速铁路工程为研究背景,采用现场试验、调研与数理统计和理论分析的方法研究列车荷载激励下路基内动态土压力、振动速度、振动加速度分布特征和传递规律,建立不同轨道型式高铁路基动荷载传递模型。结果表明路基振动荷载传递主要发生在基床结构层内,且基床结构型式和参数对改善振动荷载传递具有显著影响;高铁有砟轨道路基面动应力强度约为无砟轨道的3～5倍,但有砟轨道路基动应力随深度的衰减明显较无砟轨道快;采用双曲线函数可较好描述高速列车荷载激励下路基内动态土压力随深度衰减趋势。该研究可为高速铁路路基结构设计提供参考。     

爆炸波在饱和土中与障碍物相互作用的解析法

对爆炸波作用下饱和水土介质中的状态方程进行了适当的简化，解析得到了突如衰减三角形冲击荷载作用下，爆炸波遇刚性障碍的反射系数及障碍物的运动规律。     

混凝土梁桥桥下爆炸压力场分析

为了探索桥下爆炸自由场超压、墩柱反射超压和梁底反射超压的分布规律,对一座两跨混凝土梁桥缩尺模型开展了桥下爆炸试验,并结合数值模拟方法研究了桥下爆炸波传播规律以及爆炸波与T梁和墩柱之间的相互作用.研究结果表明：地面反射条件的改变对爆炸荷载影响显著;实测柱底、柱中和柱顶超压峰值沿柱高分布相对离散,实测T梁底超压时程曲线呈多峰正压.爆炸波传播过程中有马赫波形成;爆炸波遇到T梁梁肋和横隔板会发生反射和绕射,遇到T梁翼板下表面会发生反射,爆炸波传播至墩柱盖梁和T梁相交区域时,传播路径较为复杂,作用时间相对较长.炸药形状对T梁底部超压分布有一定影响,中梁梁肋下表面的超压峰值自爆心向两边呈指数形式衰减;超压峰值沿柱高整体呈减小趋势,柱底、柱中和柱顶迎爆面沿柱周超压峰值整体呈中间大两边小的趋势.     

散体结构边坡体振动波传播机理

通过浅层振动波在散体结构边坡体的传播测试实验,得出以下传播衰减规律:振动波的波速、加速度、主频与爆源药量正相关,与爆源距离负相关;vp>vs,αp>αs;延迟时间数据的离散性高;低频成分所占权重大.在Kelvin模型假设的基础上,分析并给出了小变形条件下粘弹性介质中的波动方程,以及纵波和横波的衰减系数复数形式表达式,从而得出:粘弹性散体介质波的衰减与频率正相关;介质的密度差、孔隙度K0、充填物、透过因子是振动波衰减的关键因素;散体结构边坡体相当于一个滤波器,随爆源距离的增加,高频成分被吸收,频谱变窄,主频振动的延续时间延长.     

V形冲沟地基处理强夯施工中振动参数的传播规律

为研究强夯加固地基处理施工中的振动传播规律,评定强夯施工的安全距离及对周边环境的影响,对V形冲沟地基处理强夯施工过程中产生的振动进行现场试验,采集不同距离的径向及竖向加速度,并分析加速度峰值、加速度均方根值、速度峰值等振动参数的传播特征,得出强夯施工过程中夯击次数与振动参数的关系,径向加速度与竖向加速度的峰值基本相同,除竖向速度峰值的传播符合线性下降关系外,其余各振动参数传播的衰减规律基本符合负幂函数关系,但各振动参数的衰减速度不相同。经拟合得出各振动参数与传播距离的关系式,可为类似条件下的强夯施工安全距离评估提供参考。     

混凝土介质中不同药形装药爆炸波传播特性的数值模拟

利用非线性动力分析软件LS-DYNA3D,选用Johnson-Holmguist-Cook模型对集团装药加载下产生的爆炸波在混凝土介质中的传播问题进行了系列数值模拟,揭示了不同的药形在爆炸近区对混凝土的扩孔效应、爆炸载荷传播特性和混凝土损伤演化特性.模拟结果同时显示在爆炸远区,不同药形装药引起的爆炸波与点源爆炸产生的球面波类似.     

岩石性质对爆破振动传播规律的影响

为了确定大孤山铁矿爆破开挖过程中,岩石力学性质对爆破振动传播规律的影响关系,通过测试爆区岩石的力学参数与现场爆破振动,研究了爆破振动速度的三个方向在混合岩、千山花岗岩与磁铁石英岩中的衰减趋势,并以爆破振动数据为基础分析了爆破过程中炸药能量的利用特征,研究结果表明:不同岩石在不同方向具有不同的衰减趋势,炸药的能量利用率与岩体的衰减系数与K、α有关,表现为磁铁石英岩和千山花岗岩的炸药能量利用率低于混合岩的能量利用率。     

浅水域爆炸冲击波传播特性

通过浅水域炸药裸露爆炸试验,实测得到水中爆炸波典型波形及峰值压力数据,分析了水中冲击波传播特性与衰减规律;对冲击波峰值压力进行线性回归分析,给出了浅水域爆炸冲击波衰减公式;在此基础上,通过有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行数值模拟,进一步验证并总结了部分相关结论。部分结论成果已应用于福建漳州古雷航道二期疏浚项目。     

水泥改良花岗岩残积土的强度和崩解特性研究

直接将花岗岩残积土用作路基填筑,易产生溜坍、滑坡等病害.为了消除花岗岩残积土不良特性,对湖南省南岳地区花岗岩残积土粒径级配进行研究,得出该地区花岗岩残积土为砂质粘性土,为了提高其填筑路基的性能,采用不同掺入量的水泥对其进行改良,在压实度均为90%的条件下,利用SLB-1型应力应变控制式三轴剪切渗透试验仪和自制崩解仪对各组试样分别进行三轴试验和崩解试验.改良的花岗岩残积土的抗剪强度和崩解试验结果表明,随着水泥掺量的增加,其抗剪强度逐步提高,遇水崩解状况得到逐步改善,当水泥掺入量达到6%时,能大幅提高花岗岩残积土的抗剪强度,其耐崩解性也得到了大幅度的提高和改善,可达到实际工程中改良当地花岗岩残积土的目的.     

红壤区橘园与花生地土壤温湿度变化及物理环境因素影响

在实测数据基础上,利用数理统计及冗余分析方法(RDA)分析了橘园与花生地土壤温湿度时空变异特征,结果表明:1橘园、花生地土壤湿度均呈现明显的季节变化,且变化趋势基本一致,但是不同深度的变化幅度各有不同;2土壤湿度除了受降水因子影响外,在未降水时段内还受气温、相对湿度、太阳辐射等因子的控制;3土壤温度随着土层深度加深,其季节变化趋势越来越平缓。在一天内,不同土层变化幅度以及出现极值的时间均不同,橘园出现极值的时间比花生地晚半到1 h;4影响土壤温度的环境因子有气温、太阳辐射和相对湿度,其中太阳辐射对花生地土壤温度的影响更大,且土壤表层最易受到气温、太阳辐射和相对湿度的影响。     

五种固化滨海盐渍土强度与工程适用性评价

为解决滨海盐渍土的吸湿软化性问题,分别采用水泥、石灰、粉煤灰和高分子材料SH固土剂固化滨海盐渍土.经五种固化土的无侧限抗压强度测试结果证实,其中0.9%SH固土剂+10%石灰固化方法和0.6%SH固土剂+12%石灰+36%粉煤灰固化方法的固化土强度较高且工程适用性较好.采用石灰、粉煤灰一类的常规建筑材料并辅助少量的液体高分子材料对滨海盐渍土进行改性固化,不但提高了固化滨海盐渍土的强度和水稳性,而且施工简便、费用低廉.固化滨海盐渍土满足高速公路填筑路堤的强度指标要求,适宜大规模的道路工程应用.     

氮磷添加对温带和亚热带森林土壤碳氮矿化的影响

选取黑龙江五营温带森林和福建武夷山亚热带森林两个站点, 通过120天室内培养实验, 探讨氮磷(NH₄NO₃和NaH₂PO₄)添加对两种森林表层土壤(0~20 cm)碳氮矿化的影响。结果表明, 氮添加通过降低土壤微生物的生物量及其碳氮比来降低亚热带森林的土壤碳矿化, 但对温带森林的土壤碳矿化没有显著影响; 磷添加对两种森林的土壤碳矿化均没有显著影响。磷添加显著地增加温带森林的土壤净氮矿化, 氮添加显著地降低温带森林的土壤净氮矿化, 氮添加和磷添加均对亚热带森林的土壤净氮矿化没有显著影响。总体而言, 可能由于养分可利用性和土壤性质的区别, 温带森林和亚热带森林土壤碳氮矿化对氮磷添加的响应存在区别。     

金沙江干热河谷乡土草本植物根系固土能力原位测定

研究采用野外原位剪切试验的方法,对金沙江干热河谷分布较广的扭黄茅(Heteropogon contortus)、莎草(Eulaliopsis binata)、芸香草(Cymbopogon distans)、旱茅(Schizachyrium delavayi)等4种乡土草本植物的根系固土能力进行了研究.结果表明:① 草本植物根系能提高土壤的抗剪强度,起到固土作用.在受试的4种草本植物中旱茅根系提高土壤的抗剪能力最强达72.5%,扭黄茅最低为2.8%;② 在特殊情况下,根系会降低土壤的抗剪强度,起到疏松土壤的作用.在研究中,扭黄茅根系第1样方出现了抗剪强度低于裸土样方的情况;③ 植物根系在提高土壤抗剪强度的同时,也提高了土壤的破坏位移.在受试的4种草本植物中,破坏位移最大是莎草、最小是芸香草,分别比裸土样方提高了109.4%、32.7%,草本植物根系提高土壤剪切破坏位移的幅度比提高抗剪强度的幅度大;④ 在受试的4种草本植物中,旱茅固土能力最强,又是优良的牧草,在金沙江干热河谷生态恢复、边坡防护、植物篱等生态工程中可作为优先选用的植物.     

Monitoring of frozen soil hydrology in macro-scale in the Qinghai-Xizang Plateau

Monitoring of frozen soil hydrology in macro-scale was performed by Chinese and Japanese scientists from 1997 to 1998. Quality measured data were obtained. Measured data on soil moisture and temperature are preliminarily analyzed. Based on profiles of soil temperature and moisture in individual measured sites, intra-annual freezing and melting process of soil is discussed. Maximum frozen and thawed depths and frozen days in various depths are estimated. The work emphasized the spatial distribution on soil temperature and moisture in macro-scale and the effect of topography on conditions of soil water and heat.     

二氰蒽醌在贵州典型土壤中降解特征研究

为探明杀菌剂二氰蒽醌在施用后的环境风险，本文以贵州典型黄壤、水稻土、石灰土为研究对象，试验模拟3种土壤在好气和积水厌气条件下对二氰蒽醌的降解特征。结果表明，3种土壤对二氰蒽醌的降解符合一级动力学方程，好气条件下，二氰蒽醌在3种土壤中的降解半衰期分别为8．83cl,10．31d．8．52d积水厌气条件下半衰期分别为5．48c1．5．39c1．6．70d，均属于易降解级别。二氰蒽醌的环境不稳定性决定其不易造成环境持久性污染，属环境低风险物质。     

复垦重构土壤有机质的空间变异特性研究

采用网格取样法对三块不同时间的铲运机复垦重构土壤以及一块普通农田进行了取样化验,求得有机质值,应用地质统计学理论和克立格法,研究了铲运机复垦重构土壤有机质的空间变异性。结果表明:三块实验田均为对数正态分布。实验田3在0°和135°方向的土壤有机质的半变差函数模型为纯块金效应模型,在其它方向和另外二块实验田的半变差函数模型均为球状模型。用克立格估值作出了三块实验田有机质含量的分布等值线图,为评价复垦后土壤质量状况提供了直接依据。     

复合土钉支护中土钉内力实验

为了解土钉-预应力锚杆-微型桩复合土钉支护体系中土钉的受力情况,对北京市某复合土钉支护的深基坑工程中的土钉轴力进行现场原位实验,分析土钉轴力变化规律。结果表明：土钉受力具有时间效应与瞬时开挖效应,锚杆的张拉锁定可有效减缓上层土钉轴力的增长速度;土钉轴力的分布表现为两头小、中间大的特点,其峰值沿深度呈上下小、中间大的分布形式,最大峰值点位于基坑边坡中部;在坡脚附近,土钉最大轴力峰值点未出现在坡脚,而与坡脚有一定距离;喷射混凝土面层承受的侧向土压力较小,并随深度呈上下小、中间大的分布规律。     

水泥石粉胶结盐渍土的抗剪强度试验研究

为了研究水泥和石粉胶结盐渍土的可行性,采用平罗县的盐渍土,分别掺入水泥和石粉进行盐渍土固化,其中水泥掺量分别为1. 5%、3%、4. 5%、6%,石粉掺量分别为2%、4%、6%、8%。设计了21组试验,利用三轴仪进行了7 d、28 d龄期盐渍土的抗剪强度指标测定。试验结果表明:石粉单掺入盐渍土中,其仅能依靠物理填充作用提高盐渍土的黏聚力,而内摩擦角降低显著。石粉与水泥复配加固盐渍土,水泥中的氢氧化钠可以有效诱发石粉的活性,从而大幅提高盐渍土的抗剪强度。采用石粉和水泥复配固化盐渍土达到4. 5%、6%单掺水泥的盐渍土的抗剪强度时,水泥可以分别节约33. 3%和25%。