断层上覆土层破裂对埋地管道的影响

利用ANSYS程序建立的三维管土非线性有限元模型,计算分析了断层基岩上覆土层的变形破裂形式、土层厚度及土层土质的硬度对埋地管道的影响.结果表明,埋地管线发生大变形及失效的位置由上覆土层的破裂形式决定,穿越土层发生塑性变形及破裂区域的管段是管道发生塑性变形的管段.当断层倾角发生接近于90°的错动时,随上覆土层破裂的发展,埋地管道产生两处塑性变形区段.上覆土层越厚,埋地管道发生塑性变形的长度越长,变形值减小.埋在土质较硬土层中的管道发生塑性变形的管段长度短,极限应变值大.     

场地硬夹层对核电厂结构地震响应的影响分析

针对含有硬夹层的土层场地,考虑地基与结构之间动力相互作用的情况下,采用频域分析方法分析场地土层中的硬夹层对某核电厂结构地震响应的影响,计算了不同硬夹层场地情况下核电厂结构的地震动峰值加速度和加速度反应谱响应值,探讨了硬夹层场地上核电厂结构的地震响应特征.计算结果表明:核岛结构地震响应的峰值加速度和加速度反应谱受场地中硬夹层厚度影响而改变,其影响不可忽视.场地中存在硬夹层总体上会减小核岛结构的水平向响应而增大竖直向响应,对较高频段谱和峰值加速度值的影响更为显著,但硬夹层厚度很大时,其影响趋势出现相反的结果,会增大结构的水平向响应而减小其竖直向响应;场地中硬夹层对核岛结构响应的影响特征较为复杂,尤其会改变核电结构响应的频谱特性,其影响程度与覆盖土层厚度、硬夹层厚度以及输入地震动特性、核电厂结构特性等均有密切关系.核电厂选址在有硬夹层的场地时,应特别关注其对核电厂结构地震响应的不利影响,为实际核电工程选址及结构抗震能力评估提供合理的地震动输入.     

断层相互作用产生同震库仑应力改变分布图像

讨论了同震库仑应力改变的基本含义,以及基于静应力位错理论求解同震库仑应力改变的边界元方法,对与发震断层相互平行和相互垂直两种典型构造模式下,断层相互作用产生的同震库仑应力改变进行了数值模拟研究,分别获取了相应条件下的同震库仑应力改变空间分布图像.结果表明:不同构造模式的断层相互作用,其产生的同震库仑应力改变分布图像存在较大差异,在分析和评价断层相互作用产生的同震库仑应力改变,及其对活动断层地震危险性的影响时,应该充分考虑待评价断层与发震断层之间的空间几何关系、断层的性质和产状等特定的构造条件.     

活动断层分段研究

地震发生在活动断层上,而断层活动不一定都发震,为进行地震危险性分析,确定未来可能发生地震的地段和强度。因此,把活动断层分成地震破裂段进行研究,分析断层活动在时间上、空间上的不均匀性,了解破裂段特征和分段标志,确定破坏性地震发震的构造条件是极为重要的。     

沉积层厚度对逆冲断层破裂扩展特征影响数值模拟

为了深入揭示逆断层活动过程中沉积层的破裂扩展特征,采用数值模拟方法,研究断层倾角为45°时不同沉积层厚度对逆冲断层破裂特征的影响,得到以下主要结论:(1)随沉积层厚度的增加,断层活动对沉积层的作用力沿断层倾角方向从沉积层底部向上渐衰传递,接触点作用力最大,产生的变形随厚度增加在垂向上降低,并转化为横向传递,且横向影响范围逐渐增大。(2)逆冲断层破裂在两个临界沉积层厚度δ1,δ2的区分下存在三种扩展形式;沉积层厚度小于δ1时,基岩断层可扩展至沉积层表面并在表面形成破裂带;沉积层厚度大于δ2时,断层破裂只扩展到沉积层底部,其位移被沉积层内部的变形所吸收;沉积层厚度在δ1与δ2之间,基岩断层扩展到沉积层底部,并在表面形成张拉破裂带。研究结果表明:沉积层厚度是影响逆冲断层破裂扩展的重要因素之一,研究结果有助于进一步认识逆断层发震的地表变形特征。     

文思湖底泥污染物覆土缓释可行性研究

通过实验室模拟研究了覆土法对三峡大学文思湖底泥中污染物缓释的可行性.通过监测上覆水体中总氮、总磷和有机质浓度水平监控底泥中污染物释放过程,发现底泥覆土之后上覆水体中总氮、总磷和有机质浓度水平均显著降低,与覆土材料自身向上覆水体释放的氮源、磷源和有机质浓度水平相当.结果表明,覆土可以明显抑制底泥中污染物向上覆水体的释放,因此通过覆土以抑制底泥污染物释放可行.     

活断层地表地裂缝变形特征试验

为研究不同沉积层厚度的活断层发震对地表变形和破裂的影响并对活断层活动进行探讨,结合活断层破裂基本原理,设计了活断层活动引发地表破裂的相似模型试验,模拟断层活动引起地表破裂过程,研究活断层沉积层厚度对地表破裂分布的影响.实验结果表明,断层错动时,地表的破裂以断层线为中心向两侧扩展形成一条破裂带,且带内以剪张破裂为主;随着沉积层厚度的增加,破裂带变宽,同时局部破裂带宽度增加,逐渐形成沿某条主裂缝的破裂带;沉积层厚度对分形维数影响不大,不同沉积层厚度地表破裂的分形维数均在0.95~1.05之间波动;地表裂缝分布间距、地表裂缝同破裂带中心线间斜交角度均随沉积层厚度的增加而增大.     

北川县地震次生滑坡空间分布特征研究

在已解译的遥感影像资料基础上,利用MAPGIS空间分析方法对汶川地震次生滑坡在北川县的空间分布特征进行研究.结果表明,由于断层效应、烈度效应、水系侵蚀作用、岩性控制作用等内外力因子的影响,在北川县境内,距发震断层4km范围区域、发震断层上盘区域、距水系1km的沿河两岸、Ⅺ级和X级地震烈度区、砂页岩分布区是五类地震次生滑坡的强发育区.将五类区域进行空间叠加,并据此对研究区进行地震滑坡危险性区划,可以看出,在发震断层上盘,汶川地震次生滑坡的高危区分布于沿断层4km范围内的整个区域及X级、Ⅺ烈度区内的沿河两岸地区;在发震断层下盘,高危区分布于沿断层4km范围内的沿河两岸地区.     

软黏土上覆砂层的条形基础承载力分析

【目的】对软黏土上覆砂层的条形基础承载力进行分析,为土层存在软弱下卧层情况下的浅基础设计提供理论参考。【方法】采用理论推导的方法,在扩散投影模型的基础上,根据基础下方砂土层微元体的受力分析,推导出砂层下卧黏土层时条形基础的极限承载力计算公式,并给出了参数取值建议。【结果】根据分析,基础宽度、砂土层厚度、砂土层强度、黏土层强度、荷载扩散角等因素都对浅基础的极限承载力有一定影响,在建立的模型中对这些因素均进行考虑。为验证该模型的有效性,对已有的离心机试验模型进行了计算,得出用推导的公式计算出的极限承载力与离心机试验数据十分接近,模型相对误差均小于10%。【结论】该公式可用于软黏土上覆砂层时的条形基础承载力计算。     

上硬下软地基应力分布特征及计算方法研究

在软弱下卧层的承载力验算和沉降计算中,附加应力的确定是个难点.常用的方法是用均质土中的应力解或应力角扩散法来得到上硬下软地基的应力场,方法简单但计算结果可能存在较大误差.针对此问题,本文利用非均质弹性体内竖向应力的理论解和弹性地基梁理论来分析上硬下软双层地基分界面的应力分布特性,并结合有限元数值分析结果,提出了应力扩散系数的实用计算方法.该方法可以考虑不同位置和土层模量对应力扩散的影响,且公式形式简单,便于使用.     

露天矿山岩质边坡软弱夹层赋存状态影响边坡稳定性规律研究

软弱夹层作为一种典型地质结构是影响整个边坡安全稳定性的关键因素。为了更好地分析软弱夹层的性质及对边坡稳定性的影响,针对某含软弱夹层矿山露天岩质边坡,运用正交对照法对边坡软弱夹层的埋深、倾角、数量及夹层间结构面间距等4种夹层赋存状态,进行变量4×4正交模拟,揭示了不同赋存状态下边坡稳定性及变形规律。研究结果表明,1）边坡软弱夹层的赋存状态对边坡稳定性有显著影响,随软弱夹层埋藏深度的增加边坡安全系数随之增大,当埋深达到一定值后,边坡安全系数趋于稳定;2）随着软弱夹层角度的增大,破坏机制表现为层间错动、顺层蠕滑和沿软弱结构面的剪切滑移递进式变化;3）随软弱夹层层数增多,边坡整体性下降致使变形不均匀,边坡安全系数减小,水平方向位移增大;4）对比同等埋深结构面间距较小的软弱夹层边坡,结构面间距对边坡安全系数的影响较小。     

路堤荷载下含硬壳层软土地基破坏模式

通过理论分析和数值计算,对比分析在路堤荷载作用下含有连续和不连续硬壳层的水平层状软基的破坏模式,针对路堤坡脚外硬壳层不连续的情况(如存在鱼塘等),提出以局部剪切破坏模式失稳的破坏模式判定参数,即临界距离L_(cr);借助正交试验原理,对L_(cr)的影响因素进行分析,给出各因素的敏感性顺序;利用逐步回归迭代方法,分别给出上限临界距离L_(cr U)和下限临界距离L_(cr D)的数学表达公式,并根据工程实例的验算论证了其可靠性。结果表明:在路堤荷载作用下,硬壳层连续时软基为整体剪切破坏;硬壳层不连续时,当不连续断面与坡脚的距离小于L_(cr U)或大于L_(cr D)时软基为整体剪切破坏,当不连续断面与坡脚的距离大于L_(cr U)且小于L_(cr D)时软基为局部剪切破坏。硬壳层厚度为L_(cr)的主要影响因素,软土层厚度为次要因素,硬壳层内摩擦角和黏聚力对其影响较小。     

水泥土连拱抗滑墙加固软基边坡机理研究

针对传统的复合地基加固软基边坡时水泥土桩身易拉裂破坏和弯折破坏的问题,为更好地发挥水泥土高抗压强度的特点,对新型边坡加固结构水泥土连拱抗滑墙设计并实施了大比例模型试验。分析了各级荷载下软硬土层所分担的水平推力,发现水泥土连拱抗滑墙能够有效地把推力传递到下层硬土中。采用有限差分软件FLAC3D对水泥土连拱抗滑墙与水泥土搅拌桩复合地基两种边坡加固结构进行数值模拟,分析了水平应力、剪应力的分布情况及土体塑性区分布的对比,比较两者的加固效果。结果表明,在相同条件下,复合地基中的水泥土桩易发生弯折,水泥土连拱抗滑墙能够有效发挥水泥土抗压性能,避免桩身出现拉裂破坏和弯折破坏。水泥土连拱抗滑墙加固效果明显优于水泥土搅拌桩复合地基。     

考虑侧向挤出效应的软弱夹层极限荷载研究

软弱夹层构造在沿海地区工程建设中经常遇到,因其力学性能较低,易给工程的后续稳定性带来危害。目前针对软弱夹层的承载稳定性分析方法还较少,部分被相关行业所采用的计算理论也存在一些有待完善的地方。针对软弱夹层的破坏模式进行研究,采用极限分析上限法对软弱夹层的极限压力进行求解,提出的计算模式考虑了软弱夹层的宽厚比、层面摩擦条件、侧向偏移及附加力等因素的影响,结果可为合理分析软弱夹层的承载稳定性提供理论依据。     

滩涂地区预压作用下人工硬壳层对桥梁桩基的影响分析： 以浙江省十一塘高速为例

滩涂地区深厚的软土地质条件给现浇箱梁的施工带来了较大挑战,依托浙江省十一塘高速公路一期工程,研究了预压荷载作用下人工就地固化硬壳层对桥梁桩基的影响。基于土体硬化模型建立了三维数值计算模型,对比不同硬壳层深度下桩身轴力、侧摩阻力和水平位移的变化规律,结果发现：当硬壳层厚度为2 m时,桩身轴力减少约16%且硬壳层的厚度会改变负摩阻力的传递深度,表现为硬壳层厚度越厚桩侧阻力中性点越往上移。此外,在一定深度影响范围内,硬壳层能够有效控制桩顶和不同深度处桩身水平位移,硬壳层厚度越大,桩顶水平位移越小。最后通过分析土体模量对桩身水平位移的影响发现,桩身水平位移会随该层土压缩模量的增大而减小且Eur的影响将高于E50及Eoed的影响。     

地基特性对土石坝地震反应的影响

将土石坝和地基均简化为一维剪切体系，考虑剪切模量沿坝高的变化特性以及地 基幅射阻尼的影响，应用主附结构体系相互作用的分析方法，提出了计算地基覆盖层对 土石坝地震反应影响的实用计算公式。实例计算结果表明，有覆盖层存在时坝上部三 分之一坝高范围内的地震反应一般均较刚基上有不同程度的放大，同时由于坝材料剪 切模量随深度的不均匀变化影响，坝顶部的动力反应系数进一步增大。     

岩石受拉破裂过程及其导水性研究

运用岩石破裂过程分析RFPA系统对单轴拉伸试验下硬岩、软岩两个试件的破裂过程进行了数值模拟,主要研究了硬岩、软岩的破裂失稳特点和导水性。试验结果表明硬岩达到应力峰值时,发生突然失稳,开始导水;软岩在拉伸作用时不会出现突发性失稳现象,而是达到极限应变时才开始破断、导水。由试验结果得出应力变化信息对于硬岩、应变变化信息对于软岩的拉伸破断和导水性具有积极的预报价值。     

含水率及夹层厚度对软弱夹层强度影响分析

软弱夹层对斜坡及围岩稳定性影响较大,对其剪切力学特性的研究具有实际工程意义.巴东组第三段(T2 b3)特殊岩体特性使风化后的软弱夹层和地下水中含有较多CaCO3,使软弱夹层力学性质发生改变.基于此,以三峡库区巴东组第三段泥灰岩和层间软弱夹层为研究对象,对土-岩剪切试样进行室内直剪试验及微计算机断层扫描试验、电镜扫描试验...     

岩石风化程度对土岩双元基坑变形的影响

土岩双元基坑是指开挖深度范围内,上部为土层,下部为岩层的基坑。由于下部岩层的力学性质与土层差异较大,因此传统纯土体的一元结构基坑相关理论与经验对该类基坑的适用性较差。本文利用FLAC3D有限差分软件,建立不同岩石风化程度的土岩组合基坑计算模型,研究不同岩石风化情况下土岩双元基坑的变形规律,并用连续-离散耦合模型模拟土+破碎岩石基坑失稳过程。结果表明：若岩层完整,最大水平位移出现在土层中,岩层中水平位移很小;若岩层为破碎状,最大水平位移有可能出现在岩层中;岩层中的粘土夹层也可能是基坑最大变形出现的部位;破碎岩石内部的破坏是同土层同步发育的,最终二者一起发生整体滑移破坏。了解基坑的变形规律,有助于针对性地采取加固措施,对破坏区域的细观研究为基坑支护设计提供了依据。