不同类型地震波作用下一体化车站结构地震响应分析

为了研究不同类型地震波作用下一体化地铁车站结构地震响应特性,基于ABAQUS软件建立地铁地下车站-土-地上建筑一体化结构大型三维有限元数值模型,利用典型的近、远场地震动记录,计算分析城市轨道交通枢纽一体化结构在不同地震动类型作用下的地震响应规律.结果表明:土-一体化结构体系与自由场地各阶自振频率较为接近,一体化结构的存在对场地土动力特性的影响较小,从工程的角度看可忽略不计;在土-一体化结构体系基频附近能量分布相对集中的地震波能够对一体化地铁车站结构的地震响应产生显著的影响;一体化地铁车站结构具有明显的空间效应,不同区域之间的地震反应差异明显,应该按照空间问题进行一体化地铁车站结构的抗震计算.研究成果对该类结构的抗震设计与分析具有一定的参考意义.     

不同类型粗粒土抗剪强度特性试验研究

为探究不同结构类型的粗粒土所表现的强度特征,采用室内直剪仪对不同结构类型粗粒土进行了直剪试验,推导了不同结构类型粗粒土的剪应力-剪切位移曲线变化规律,得出了不同结构类型粗粒土的抗剪强度.通过对抗剪强度-正应力曲线进行分析,分析不同结构类型粗粒土的强度指标.试验结果表明:充填结构粗粒土试样内摩擦角最小,嵌合结构、骨架密实结构内摩擦角逐渐增大,而骨架松散结构内摩擦角又发生减小的趋势.粗粒土4种结构类型中,骨架密实结构具有最大的抗剪强度值,研究结论有助于提高建筑施工中的稳定性.     

土与隔震结构共同作用的随机地震反应分析

采用子结构法,把地基土视为置刚性基础于其上的匀质、各向同性的粘弹性半空间,用Bouc-Wen光滑型滞变恢复力模型来模拟隔震层的弹塑性,上部结构采用剪切型结构模型建立土-结构动力相互作用的隔震结构非线性运动方程;利用状态空间法,将地震波以功率谱密度的形式输入,通过随机等效线性化获得隔震结构反应的统计值.分析表明,基于刚性地基假定的隔震结构设计并不总是保守的,地基土的类型和隔震结构的隔震度都在一定范围内对结构地震反应有显著影响.     

土地系统自组织理论研究

本文根据土地系统自身特征,应用耗散结构理论,把土地系统看作是一个具有组织功能的开放系统.提出土地熵及度量公式.认为土落涨落是土地系统演替的导因,并探讨了它们的类型与特征.     

土-结构系统的非线性参数反演研究

研究土-结构系统的非线性参数反演问题.建立了土-结构系统的二维集中质量非线性计算模型,提出了变量分离的非线性参数拟合法.利用非线性计算模型和变量分离的非线性参数反演法,实现了复杂的土-结构系统的非线性参数反演.以湖南大学建立的野外大比例尺土-结构系统的试验模型为算例,利用地震输入和系统响应,对系统的非线性动力参数进行反演.算例表明,该算法计算量小,反演精度高,可用于土-结构系统的非线性参数的在线反演.     

浅埋地下结构浮力模型试验研究

针对浅埋地下结构浮力试验的特点,研制了一套直接测定静水中结构底板所受浮力的模型试验系统.根据纯水中扬压力等于静水压力,确定了主要系统参数.利用该系统,对不同埋深下纯水、饱和砾石、中砂、细砂、粉土和黏性土中模型室底板受到的浮力及孔隙水压力进行了测试.试验结果表明,该系统在纯水中浮力测试的最大误差小于1%.饱和砾石、中砂、细砂和粉土中模型室底板所受浮力比其在相同条件下的纯水中受到的浮力小约5%,而饱和黏性土中模型室底板所受浮力与其在相同条件下的纯水中受到的浮力相等.饱和粉土和黏性土在填筑过程中,底板所受浮力极大,并可能超过被其排开的饱和土的重量,且测压管水头在填筑过程中均超过填土面高度,埋置越深的测压管水头越高.长期稳定状态下,饱和无黏性土和黏性土中各测压管中水头高度均与填土表面齐平.     

江汉平原不同土壤类型下土地利用空间结构及变化特征分析

以江汉平原为研究区,计算平均斑块面积、形状指数、分离度指数等表征斑块形态特征的指标,定量分析土壤类型空间分布及其与土地利用空间结构的关系和变化特征.结论如下:1)江汉平原主要土壤类型为水稻土和潮土两种耕作性土壤,二者连片性最好,聚集程度最高,斑块空间结构差异较小;地带性土壤红壤的连片性和聚集程度优于黄棕壤,其斑块形状和斑块镶嵌结构的复杂程度也较黄棕壤高.2)不同地类对土壤类型表现出不同程度的选择性,林地、草地主要分布土壤类型分别为黄棕壤和草甸土,其余各地类景观主要分布土壤类型均为水稻土和潮土;1990—2010年各地类在不同土壤类型上所占比重发生变化,变化程度差异明显,但整体分异规律不变.3)各土壤类型区地类空间结构特征相异,分离度指数变化较大,其整体分布及变化趋势与平均斑块面积一致;1990—2010年各地类斑块形态和斑块空间镶嵌结构复杂程度均不同程度增加,表明其受人类活动影响加剧,但影响程度存在差异.研究有利于深入对各地类空间结构变化过程中受自然因素影响程度差异的认识,以期为土地开发利用提供参考.     

土钉墙支护破坏原因分析与控制

根据有关土钉技术及其应用的研究,分析得出土体性质的改变、土与土钉之间相互作用被破坏、土钉自身强度不足和面层被破坏是引起土钉墙支护结构破坏的主要原因,同时还讨论了土钉墙支护破坏的控制措施.     

压实土孔隙结构特性演化的定量分析

人工压实土被广泛用于土石坝、路基与垃圾填埋场等重要土工构筑物,其工程力学特性的控制与评诂是土工构筑物长期稳定性的关键.压实土工程力学特性控制的主要内因在于制备形成的孔隙结构,而压实土的孔隙结构主要受土体的初始状态影响.开展了粉土与黏土压实孔隙结构影响因素的研究,同时利用低场核磁共振技术对孔隙结构演化进行定量测定.结果 表明:初始含水率、干密度对压实土的孔隙大小及分布有重要影响,且这种影响对粉土与黏土并不相同.压实土的优势孔径随初始含水率的增大先增加后减小,同时干密度增大抑制了初始含水率对压实土孔隙结构的影响.研究识别了压实细粒土孔隙结构演化定量表征的关键参数.     

连拱内支撑支护结构工程应用实例

将水泥土连拱结构与内支撑复合构成基坑支护体系.通过水泥土桩的拱状排列形成较大空间刚度,在水平土压力作用下可将一部分土压力直接传至深部土层,减小作用于支护结构上的土压力;另一方面,拱壁材料基本上以受压为主,可充分发挥水泥土的强度特性.且支护体系不占用坑外地下空间,施工过程无需较大坑内空间.具有止水支护双重功效,为条形深基坑工程提供了一种支护新方法.     

基于GIS的土壤侵蚀与土地利用关系研究

以福建省延平区为例,在地理信息系统软件ＡＲＣ／ＩＮＦＯ的支持下探讨土壤侵蚀与土地利用的关系。研究结果表明,不同土地利用类型的土壤侵蚀程度差异显著,各种土地利用类型土壤侵蚀率的顺序为：园地〉耕地〉林地〉草地,尤其是林地中的疏林地、园地中的茶园和耕地中的旱地土壤侵蚀程度尤为严重。文中还提出土地利用与水土保持相结合的具体对策,以实现土地资源可持续利用的目标。     

兰州市南北两山土壤养分空间分布及其影响因子

分析了兰州南北两山土壤有机质、全氮及全磷的空间分布特征并重点探讨了植被类型与坡向、海拔、坡度等环境因子对土壤有机质、全氮、全磷空间分布的影响.研究结果表明:兰州南北两山土壤有机质和全氮空间分布变异非常显著,空间变异系数分别为55.946%,49.597%,而全磷空间分布差异不显著,空间变异系数仅为8.935%.植被类型对土壤有机质、全氮质量分数有重要影响,其中对土壤有机质质量分数的影响达到显著水平.土壤全磷质量分数不受植被类型影响,仅取决于土壤黄土母质.阴坡土壤有机质、全氮、全磷质量分数均高于阳坡的,其中有机质、全氮质量分数差异达到了显著水平;海拔与土壤有机质、全氮、全磷质量分数均呈极显著的正相关性;坡度与土壤有机质、全氮、全磷质量分数呈负相关性,但相关性不显著.     

松嫩平原西部农田土壤有机质和全氮的空间分布影响因素分析

运用地统计学、GIS和传统统计方法,分析松嫩平原西部吉林省通榆县农田表层土壤有机质和全氮的空间分布,并探讨高程、坡度、土壤类型和人工施肥量等因素对土壤有机质和全氮空间分布的影响.研究结果表明:1)吉林省通榆县农田表层土壤有机质含量西部高,东北和西北部低,而全氮含量为北部高,西南部低;2)不同海拔高度上的土壤有机质和全氮含量变化差异并不显著;3)土壤有机质和全氮含量随着坡度的增大,急剧减少;4)淡黑钙土、栗钙土和草甸土的有机质和全氮含量明显高于风沙土和沼泽土;5)通榆县各乡镇人工施肥量与土壤有机质和全氮空间变异的相关性并不强,说明影响本县土壤有机质和全氮含量的因素以自然环境因素为主.     

江汉平原农田土壤全氮的多尺度空间结构与成因分析

研究不同尺度的土壤氮素空间变异特征有利于科学表征氮素在连续尺度空间上的变异,从而为制定合理的耕作施肥方案、提高氮肥利用率、降低环境风险提供科学依据.选取江汉平原后湖农场为样区,以土壤全氮为例,分析该区域1 000m和200m两个嵌套采样尺度数据样本,应用经典统计学、地统计学方法和GIS技术,进行空间结构拟合分析,并探讨不同尺度上氮素空间结构形成的影响因素.结果表明:1)不同尺度上空间变异特征差异明显,随着尺度的减小空间相关性变弱;同一尺度,由于受成土因素的影响,不同区域的变程、结构方差等特征函数也不尽相同.2)经土壤氮素空间分布影响因素的方差分析(ANOVA),土地利用方式对土壤全氮的大尺度空间结构无显著性影响,而小尺度上则影响显著;土壤类型对大、小尺度土壤氮素的空间分异均有显著性影响,随尺度增大显著性增强.因此,研究全氮含量变化影响因素的机理时,1 000m采样间距以下全氮含量变化研究需考虑土壤类型可能会带来农场土壤全氮显著性差异的影响,而200m以下采样间距则需同时考虑土地利用和土壤类型给土壤全氮含量带来的显著差异性.     

基于电阻抗成像的土壤测控系统

土壤水分盐分是植物生长和评估环境的重要指标,为了解决传统检测方法不能反映土壤水分盐分的空间分布、破坏土壤结构等弊端,本课题提出了基于电阻抗成像(EIT)的土壤电阻抗成像(SEIT)系统,文中主要工作是SEIT系统的仿真研究及其测控系统。首先通过建立数学物理模型,设置边界条件,进行SEIT正问题和逆问题的仿真分析。然后通过对测控系统功能分析,提出了整体框架,并选择合适的芯片完成硬件的设计,并提出了控制程序的流程。最后将硬件电路和控制程序相结合进行调试,验证了SEIT测控系统的硬件电路设计的正确性和控制程序的合理性。     

基于GIS的土壤信息系统

分析了GIS的功能和技术特点，研制了基于GIS的土壤信息系统。系统采用了Client／Server、Browse/Server相结合的开发模式，采用MapInfo来管理空间数据，SQL Server管理属性数据。系统实现了土壤肥力数据、土壤分类信息等的查询、检索、属性数据统计分析、专题图制作、输出及更新功能。系统的研制为提高农业生产中的科技含量，合理利用各种土壤信息提供了支持。     

毛乌素沙地沙柳根际AM真菌资源和空间分布

2006年10月,从毛乌素沙地4个自然生境下沙柳(Salix psammophila)根际0～10,10～20,20～30,30～40和40～50 cm 5个土层分别采集土壤样品,研究了沙柳根际AM真茵种类和空间分布.结果表明,在分离的4属12种AM真菌中,摩西球囊霉(Glomus mosseae)和缩球囊霉(Glomus constrictum)是优势种.AM真菌分布和定殖与样地生态条件和采样深度密切相关,易误巨孢囊霉(Gigaspora decipiens)只出现在米脂样地,网状球囊霉(Glomus reticulatum)等只出现在东胜样地,双网无梗囊霉(Acaulospora direticulatum)和黄色盾巨孢囊霉(Scutellospora armeniaca)只出现在榆林样地,卷曲球囊霉(Glomus convolutum)只出现在伊金霍洛旗中科院研究站样地.AM真菌孢子密度和总定殖率最大值都出现在东胜样地,孢子密度和菌丝、菌丝套定殖率的最大值都出现在0～20 cm土层.AM真菌孢子密度与土壤温度和速效P呈极显著正相关,泡囊定殖率与土壤温度和速效P呈极显著正相关,与土壤有机质呈显著负相关;丛枝定殖率与速效P呈极显著正相关;总定殖率与速效P呈正相关.可见,沙柳根际AM真菌分布和定殖具有明显的空间并质性,且与土壤速效P等土壤因子关系密切.