土工试验中膨胀土的抗剪强度问题研究

根据宏观和微观研究结果,说明膨胀土是由强亲水性膨胀粘土矿物组成的,具有多裂隙和超固结特性的粘性土。很显然,这种土是一种具有孔隙裂隙的介质体。由单一土层组成的膨胀土边坡,或由若干土层组成的膨胀土体,实际上是由若干层面与裂隙面及其充填物所包涵的土棱块单元联结而形成。土棱块单元体之间的联结力视裂隙的闭合与张开状态,以及裂隙间充填物的性质与含水情况等决定。膨胀土中的各种裂隙是土体的应力集中区,裂隙面的强度最低,因而在外力作用下首先出现破坏。随着裂隙扩大形成新的应力集中区,继续受力产生连续破坏,将裂隙连接贯通,直到土体产生完全破坏。因此,对于裂隙发育的膨胀土体,其抵抗破坏的能力,实际上是与阻止裂隙扩大的能力紧密相关的。     

干湿循环下膨胀土裂隙CT试验研究

为了对膨胀土裂隙进行定性、定量分析,采用64位螺旋CT仪对重塑膨胀土在干湿循环过程中裂隙演化规律进行了CT试验。运用MATLAB进行图像处理,计算了裂隙图像的平均灰度值、灰度方差及灰度熵。试样的CT图像揭示了裂隙的产生与开展规律,描述了裂隙发育的深度;三维重建后的CT图像清晰描绘了裂隙产生-发育-贯穿的过程;定量分析了裂隙发育程度与图像灰度均值、图像方差、灰度熵的关系,提出了以变异系数来描述裂隙发育规律,由此得出膨胀土裂隙沿深度方向分为裂隙发育、过渡、不发育三个部分的规律。     

干湿循环作用下纤维加筋膨胀土的裂隙及强度特性研究

膨胀土具有湿胀干缩的特性,在干湿循环作用下土体会产生裂隙,裂隙的发育会破坏土体结构,对土体强度产生影响。通过开展室内膨胀土干湿循环试验和无侧限抗压强度试验,采用数字图像处理技术分析试样表面裂隙,研究膨胀土在干湿循环作用下的开裂特性和纤维加筋对裂隙发育的抑制作用以及强度随裂隙开展的变化规律。结果表明:膨胀土表面裂隙率以及裂隙长度、宽度和分维数等定量指标随着干湿循环次数增加呈双曲线型增大,经历5次循环之后趋于稳定;无侧限抗压强度随干湿循环次数的增加呈双曲线型衰减,经历5次循环之后强度也趋于稳定;强度指标随裂隙率的增加而降低,二者呈线性递减关系。试验过程中纤维土各裂隙指标均小于素膨胀土,而强度均大于素膨胀土,体现了纤维加筋减小膨胀土裂隙性、提高土体强度和整体性的良好效果。     

膨胀土纵波波速与裂隙率关系试验

采用室内干湿循环试验和超声波测试方法,利用工业CT扫描仪和非金属声波检测仪,对干湿循环后的压实膨胀土进行裂隙图像采集和声波测试,探讨纵波波速与裂隙率之间的关系。研究结果表明,在控制含水率一定的条件下,纵波波速随裂隙率的增大而逐渐减小。超声波在膨胀土中的传播速度可以间接反映膨胀土的内部结构,是一项重要的声学参数,因此可以利用波速的变化来反映膨胀土内部裂隙的发育情况。     

膨胀土裂隙图像的识别

为提高计算机对膨胀土裂隙图像的识别精度,针对膨胀土裂隙的特点,引入边缘检测技术对膨胀土的裂隙图像进行处理,从一阶微分算子到二阶微分算子进行膨胀土裂隙的试验。结果表明与其他算子比较,Canny算子在图像噪声的去除以及避免裂隙信息失真上具有较好效果。     

基于断裂点理论和网络加权Voronoi图分析的北京市商业中心辐射域研究

城市断裂点理论作为城市地理学经典理论,与Voronoi图结合将是划分城市商业中心空间势力范围的一种有效工具.尝试对北京市主要商业中心的辐射范围进行了划分,实现了基于道路网络分析的网络Voronoi图和网络加权Voronoi图的构建.对道路系统更新前后构建的网络Voronoi图比较分析,表明构建网络加权Voronoi图是模拟商业中心辐射域的一种有效方法.将断裂点理论与网络加权Voronoi面域图结合,模拟出北京市主城区道路系统更新前后商业中心不同的辐射域空间格局变化,并提取了辐射域覆盖面积、覆盖人口、路网长度、路网密度等信息.实验结果表明:网络加权Voronoi面域图在模拟商业中心辐射域时更加接近地理实际;道路系统更新升级对于商业中心辐射空间格局变化影响明显;商业中心自身规模影响其辐射域的扩张趋势.     

膨胀土边坡稳定性研究进展

主要归纳总结了关于膨胀土工程性质及边坡稳定性研究的新成果。对膨胀土的胀缩特性及其物理力学指标进行了概括；对膨胀土裂隙的产生原因、定量表达及裂隙对工程的不利影响等方面分别进行了概述；对非饱和膨胀土强度方面的研究成果进行了归纳；对膨胀土边坡稳定性研究方法、影响膨胀土边坡稳定性的因子及其参数研究成果进行了总结。     

完全样本下威布尔分布参数的加权最小二乘估计

借助图法估计的思想和次序统计量的性质,给出了完全样本下威布尔分布参数的改进最小二乘估计与加权最小二乘估计.     

带大跨度原生裂隙膨胀土强度性能多尺度计算方法

为了研究膨胀土中大跨度原生裂隙对膨胀土强度性能的影响,以南阳膨胀土为研究对象,进行了原生裂隙的统!计工作。在此基础上利用计算机反演生成裂隙,得到了带原生裂隙的膨胀土试件。并采用带裂隙膨胀土多尺度刚度参数计算方法,研究了大跨度原生裂隙对膨胀土强度性能的影响。研究结果表明,随着裂隙的逐渐引入,膨胀土粘聚力及内摩擦角都逐渐向裂隙土靠近,抵抗变形能力不断下降。     

气候环境影响下的膨胀土裂隙试验研究

膨胀土边坡裂隙的发育对边坡的稳定性有重要影响,在自然环境中,膨胀土边坡或地基所处的环境(环境温度、湿度、光照度等)在不断地发生变化,随着环境的变化,土体的裂隙非线性开展.通过在室外堆建的膨胀土试验模型,研究在自然环境下,随着周围温度、湿度等环境的变化,膨胀土沿失水面的裂隙开展规律;并利用灰度方法统计定量化研究了不同环境条件下裂隙的面积变化.研究发现:蒸发环境是决定裂隙最终形态的主要因素,在裂隙产生的过程中,裂隙开展的速率并不是随着时间单调变化的,而与周围环境直接相关.研究成果可为膨胀土边坡稳定分析提供参考.     

南阳膨胀土裂隙扩展及室内降雨入渗实验研究

膨胀土在含水量降低时发生干缩开裂,给工程带来了极大的危害,其中降雨条件下裂隙膨胀土渗流问题是一
个典型的膨胀土工程问题。制备6 个相同的南阳重塑膨胀土样,在相同的环境下分别脱湿96,79,63,48,39,30 h,通
过数码拍照得到不同时刻试样表面裂隙图片,通过分析得到试样表面裂隙率;为了衡量裂隙在深部方向的发育情况,
使用煤油进行渗透实验,得到煤油入渗系数与脱湿时间、平均含水率、表面裂隙率的关系曲线;在油渗实验结束后进行
室内模拟降雨入渗实验,得到裂隙膨胀土入渗率的变化规律。通过对实验数据整理分析发现试样脱湿时间、试样平均
含水率、试样表面裂隙率、煤油入渗系数、降雨入渗实验径流开始时间、试样入渗率之间有良好的相互关系,降雨入渗
实验初期入渗率较大,入渗率随时间衰减很快,在15 min 内降低了两个数量级,脱湿时间越长的样初期入渗率越高,
衰减的也越快;入渗率在较短的时间内就开始趋于稳定,稳定后的入渗率随试样表面裂隙率线性增长,增长到一个峰
值后迅速降低。     

考虑土体开裂的膨胀土非饱和渗流分析

通过考虑与不考虑土体裂隙的对比研究，求解在给定入渗条件下的膨胀土边坡瞬态含水率分布和孔隙水压力分布，揭示了考虑裂隙影响的膨胀土边坡的渗流场变化规律，指出在降雨入渗条件下，必须考虑土体开裂的影响，才能得到符合实际情况的解答，并给出了裂隙对渗流场变化的影响途径。     

加权距离判别法在膨胀土胀缩等级分类中的应用

利用主成分分析法改进距离判别分析法,然后将该方法应用于膨胀土胀缩等级分类中,建立膨胀土胀缩等级分类的加权距离判别分析模型。选取黏粒含量、粉粒含量、液限、塑限和塑性指数等5项指标作为膨胀土胀缩等级判别因子,利用已经测得的膨胀土数据为训练样本进行学习,建立相应的判别函数。然后对待判样本进行判别分类,该判别分类结果与实测分类结果100％吻合。研究结果表明,加权距离判别方法完善了距离判别分析法理论,该方法分类性能良好,预测精度高,在实际工程应用中有广阔的前景。     

裂隙膨胀土渗流中裂隙模型建立方法研究

考虑裂隙对膨胀土渗透性的影响建立膨胀土裂隙模型,对于研究因降雨而形成的浅层滑坡灾害具有十分重要的意义。裂隙模型既要考虑符合现实情况也要考虑实施的可能性,为此提出一种结合现场裂隙图片、土体含水率和室内实验成果建立裂隙模型的方法。这种方法从达西定律出发建立了裂隙介质渗流的数学模型,基于裂隙膨胀土降雨实验对裂隙膨胀土降雨入渗过程进行简化,最后根据室内脱湿实验数据结果进行数值曲线拟合建立裂隙模型。将模型应用于Geostudio软件中,发现降雨入渗在裂隙膨胀土中的深度远大于无裂隙的情况,裂隙的存在对渗流场的影响主要表现为增大土体入渗边界,扩大降雨入渗的范围以及提高土体地表的入渗率。     

基于MATLABGUI的裂缝宽度测量系统设计

设计了一个基于MATLAB的以数字图像处理技术为指导的GUI图形用户界面软件,能实现裂缝图像的灰度变化、噪声滤波、二值计算和腐蚀处理,从而计算出裂缝图像的实际平均宽度、最大宽度及最小宽度．经调试,该系统工作稳定、可靠、实用性强．     

无线传感网络可信信息覆盖泰森多边形区域划分算法研究

针对无线传感网络区域划分问题,基于可信信息覆盖模型,设计了一种新的面向可信信息覆盖的泰森多边形区域划分算法。首先,该算法利用节点间的协作感知,通过节点聚类形成节点协作感知盘;然后基于可信信息覆盖模型计算各重建点的权值;最后利用权重泰森多边形图理论设计基于该模型的泰森多边形区域划分算法。仿真实验结果表明,该算法与传统圆盘模型下的泰森多边形法相比较,在相同数量节点下划分的泰森多边形区域数量更少,并且有着更高的覆盖率。     

黄土边坡稳定性计算方法研究

目的目前对于多土层、多台阶的边坡进行稳定性分析时,大多对土性参数、坡率进行加权平均来对边坡进行稳定性分析,没有考虑到大部分坡顶都有一定倾斜,这必然会产生一定的误差。为了克服这些问题,我们对边坡作进一步的研究。方法考虑边坡土体分层情况、坡顶坡率、防护力的大小(无防护时为零)及作用点高度,做出边坡的受力模型图,求导出能够反映黄土边坡实际情况的稳定性表达式。结果通过对该方法求导的稳定性表达式进行计算机VB编程,能够简单方便的求解出边坡的稳定性状况及间接求导出使边坡达到稳定时所需防护力。结论该方法取代对坡体土性加权平均,考虑了不同土层的情况,同时考虑坡顶倾斜的情况来对边坡进行稳定性分析,所得结果能够进一步接近黄土边坡的实际情况。     

基于数字图像处理的路面裂缝自动识别与评价系统

在论述国内外路面裂缝检测技术发展现状的基础上,分析了基于数字图像处理的路面裂缝识别与评价系统的工作原理。通过研究路面裂缝图像的特点和现有裂缝识别算法,提出了该技术应用中尚存在分析结果的可靠性、图像处理的速度以及路面裂缝评价技术的完善等几个关键技术,并探讨了解决这些问题的途径。     

膨胀土路基边坡变厚式封面层稳定性实验研究

通过实验发现,有限长边坡变厚式封面层的实际滑动面位置与无限长平行坡方法假定的滑动面不同,按实验所得滑动面位置,推导出计算膨胀土路基边坡等厚式封面土层稳定性系数的公式,并得出一些结论。     

基于图像分析技术的混凝土桥梁结构表面裂缝宽度检测

针对目前检测裂缝宽度时通常采用的接触式人工直接测量方法费时费力、且难以准确测量最大裂缝宽度的问题,基于图像分析技术的应用,提出采用在混凝土表面粘贴纯色标定块来标定、修正原始图像,并对其进行对比增强、平滑等一系列处理后直接在图像上确定裂缝宽度的无接触式测量方法.基于所提方法,分别以正拍和斜拍图像对一开裂混凝土梁的表面裂缝进行了检测,结果表明:基于正拍和斜拍图像确定的裂缝宽度的识别精度分别为93.4%和90.9%,表明该方法能有效检测混凝土结构表面的裂缝宽度.