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基于非稳定渗流随机有限元的隧洞涌水量预测

作者: 王媛 王飞 倪小东 来源:岩石力学与工程学报 日期: 2023-01-04 人气:6
基于非稳定渗流随机有限元的隧洞涌水量预测
在隧洞涌水量预测分析中,由于地质条件等不确定性带来岩体介质渗透性的空间变异性,所以渗流场不可避免地具有随机性。于是将岩体介质渗透张量视为三维各向异性空间随机场,并利用三维可分离向量随机场的局部平均法对随机场进行离散,从而得到一系列随机变量来近似描述随机场。然后基于一阶摄动法随机变分原理,推导出了三维非稳定渗流场随机有限元列式,通过对随机有限元列式的求解,得到非稳定渗流的随机渗流场,结合一阶Taylor级数展开随机有限元法,推导出渗流场中流量的均值和方差的计算公式,并编制相应的程序。最后,以一隧洞开挖为算例,进行涌水量的随机预测,并验证所提方法和程序的正确性和可行性。

倾斜液化场地桩基地震响应离心机试验研究

作者: 汪明武 TOBITA T IAI S 来源:岩石力学与工程学报 日期: 2023-01-04 人气:5
倾斜液化场地桩基地震响应离心机试验研究
倾斜液化场地中群桩地震响应受液化土层侧向流动和桩土相互作用影响和控制,故倾斜液化场地中桩基抗震性能问题是一个极其复杂问题。基于动态土工离心机试验来探讨考虑倾斜液化土侧向流动特点的群桩地震响应规律。试验设计不同地震强度下2个50 g典型土工离心模型试验,以研究倾斜液化场地中桩土加速度、位移、桩身弯矩和土体超孔隙水压力响应特性。试验提出倾斜饱和土层的制备方法,再现倾斜液化场地中桩基础在强震作用下的破坏程度、状态和机制,并进一步对比分析试验结果,取得较好的成果,此为倾斜液化场地桩基础的抗震设计提供可靠依据,对确保液化场地桩基础的抗震稳定性和安全性具有重要意义。

多层地基深基坑的渗流稳定问题探讨

作者: 丛蔼森 来源:岩石力学与工程学报 日期: 2023-01-04 人气:5
多层地基深基坑的渗流稳定问题探讨
对深基坑设计中的渗流分析与防渗体设计问题进行探讨,指出深基坑渗流计算的重要性,给出现有基坑支护规范的局限性、设计上可能存在的问题、施工上的不足以及相应的对策。对基坑支护提出了抗渗透要求及基坑渗流控制措施。采用3种计算方法,分析了基坑的渗流特性。提出应由基坑抗渗要求确定地下连续墙的最小入土(岩)深度。研究结果表明,所提出的措施较为合理,可为相应的基坑工程提供良好的借鉴。

支盘桩–土–高层建筑结构振动台试验的研究

作者: 钱德玲 夏京 卢文胜 徐雁飞 李健全 来源:岩石力学与工程学报 日期: 2023-01-04 人气:4
支盘桩–土–高层建筑结构振动台试验的研究
设计和实施支盘桩-土-高层建筑结构动力相互作用体系的振动台试验,再现框架结构和桩基的震害现象。通过振动台试验,研究相互作用体系的地震响应、支盘桩对结构体系的阻抗作用和单、双跨框架结构抗震性能的差异,对该体系的试验现象、基频、阻尼比、振型、位移反应和上部结构顶层加速度反应进行了计算和分析。结果表明:相互作用对结构的动力特性和地震反应均有较大的影响,支盘桩具有较好的抗压、抗拔和抗扭曲作用;相同工况时上海人工波激励下的结构最大位移反应比El Centro波大,说明结构的破坏除与震级有关外,还与地震波的波形有关;双跨框架结构的抗震性能明显好于单跨,并与汶川地震中很多单跨教学楼倒塌的现象一致。研究结果对抗震设计和防灾减灾具有重要的研究意义。

含夹层盐岩渗透特性及其细观结构特征

作者: 周宏伟 何金明 武志德 来源:岩石力学与工程学报 日期: 2023-01-04 人气:5
含夹层盐岩渗透特性及其细观结构特征
由于盐岩具有极低渗透率,因此很多国家将盐岩作为能源和高放废物储存库的首选储库介质。选取湖北云应盐矿层状盐岩,对20个标准试样(φ 25 mm×50 mm)进行渗透特性测试以及CT扫描试验。试验结果表明,盐岩的孔隙度普遍低于0.25%;且渗透率极低,为10^-16~10^-18 m^2,从总体趋势上看,渗透率随着围压的增大而减小。进一步通过工业CT试验,揭示了盐岩极低渗透率在细观结构方面的原因。发现层状盐岩的细观结构极其致密,其中纯盐岩仅含少量微孔洞和微裂隙,而夹层几乎不存在缺陷,因此对气体渗透具有明显的屏蔽作用;且在围压和渗流作用下,盐岩因细观结构演化致使渗透性能发生较大改变,渗透率随围压的变化趋势与孔隙度变化趋势一致。

超大直径泥水盾构掘进对土体的扰动研究

作者: 袁大军 尹凡 王华伟 黄清飞 肖衡 来源:岩石力学与工程学报 日期: 2023-01-04 人气:6
超大直径泥水盾构掘进对土体的扰动研究
依托南京长江超大直径泥水盾构隧道工程,通过在始发试验段埋设地表沉降观测点、测斜管、土压计力及孔隙水压力计,进行相应项目的试验。研究泥水平衡盾构掘进各阶段对土体的扰动机制、扰动规律、影响范围以及影响程度。分析得出应力扰动度与距离之间的相关关系,在此基础上计算出盾构推进对土体的显著应力扰动区域(应力扰动度≥5%)为盾构外侧16 m(约一倍洞径)。建立切口压力、同步注浆压力与地表沉降之间的数学模型,进一步修正Peck公式,使之能更好地预估泥水盾构掘进引起的地表沉降。最后结合盾构掘进参数,探究减小土体扰动的措施。

岩体载荷蠕变试验方法研究

作者: 熊诗湖 周火明 钟作武 来源:岩石力学与工程学报 日期: 2023-01-04 人气:1
岩体载荷蠕变试验方法研究
由于试件尺寸效应以及试验边界条件与工程岩体工作状态的差异,室内流变试验结果难以准确反映工程岩体流变性质,一些重大水电工程实施了现场岩体蠕变试验,其中现场载荷蠕变试验采用较多,但该试验方法存在一些不完善之处,建议采用五参量广义Kelvin模型描述岩体蠕变特征,并采用一级加载方式进行试验,且荷载水平应与工程荷载相一致。推导岩体载荷蠕变试验五参量广义Kelvin蠕变公式,并验证恒载时间t = 0,t→∞时,蠕变公式与弹性变形公式的统一性。最后,给出工程试验实例,采用非线性最小二乘曲线拟合法反演蠕变模型及其参数。反演结果表明,五参量广义Kelvin模型蠕变公式与试验曲线的相关性较好,明显优于三参量广义Kelvin模型。

基于遗传–组合核函数高斯过程回归算法的边坡非线性变形时序分析智能模型

作者: 刘开云 刘保国 徐冲 来源:岩石力学与工程学报 日期: 2023-01-04 人气:2
基于遗传–组合核函数高斯过程回归算法的边坡非线性变形时序分析智能模型
与支持向量机相比,高斯过程有着容易实现、灵活的非参数推断及预测输出具有概率意义等优点。将高斯过程回归引入边坡非线性变形时序分析,采用单一核函数之和作为高斯过程回归的组合核函数以提高其泛化性能。目前通常采用共轭梯度法求取训练样本对数似然函数的极大值以自适应地获得最优超参数,但共轭梯度法存在优化效果初值依赖性强、迭代次数难以确定、易陷入局部最优解的缺陷。改用十进制遗传算法在训练过程中搜索最优超参数,形成遗传-组合核函数高斯过程回归算法,并编制了相应的计算程序。卧龙寺新滑坡变形时序分析结果表明,与遗传-单一核函数高斯过程回归算法和遗传-支持向量回归算法相比,所提出的遗传-组合核函数高斯过程回归算法显著提高预测精度,可以应用于边坡变形的时序分析,并为类似工程提供借鉴。

对“地基沉降计算的新方法”的讨论

作者: 门楷 来源:岩石力学与工程学报 日期: 2023-01-03 人气:1
对“地基沉降计算的新方法”的讨论
杨光华教授在贵刊2008年第4期发表了《地基沉降计算的新方法》一文(以下简称“原文”),该文与《岩土工程学报》2006年第11期发表的《地基非线性沉降计算的原状土切线模量法》一文以及《土木工程学报》2007年第5期发表的《地基非线性沉降计算的原状土割线模量法》一文等可能需商榷,现在就此问题进行讨论。

超前液压支架群组-锚固耦合支护力学特性研究及实验验证

超前液压支架群组-锚固耦合支护力学特性研究及实验验证
为了研究超前液压支架群组与锚杆(索)耦合支护围岩的力学特性,采用中厚板理论对围岩力学特性进行描述,结合能量泛函对等效支架群组支撑力和锚杆(索)作用进行描述,建立超前液压支架群组-锚固耦合支护围岩力学模型,引入罚函数对模型边界条件进行约束,基于Hamilton原理变分获得系统控制方程。依据山西阳泉集团平舒公司温家庄煤矿15106工作面回采巷道超前支护参数,运用Ritz法对模型求解,获得锚固支护、等强支护、非等强支护三种策略下顶板变形量、弯矩、应力分布情况。通过对比3种支护策略下支护效果表明:超前液压支架群组耦合支护下顶板最大位移相对比锚固支护降低36.87%、弯矩降低35.85%、应力降低47.81%,耦合支护能够有效的维护顶板的稳定性;非等强耦合支护相对比等强耦合支护顶板最大位移降低10.29%、弯矩降低12.2%、应力降低29.53%,证明了非等...
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