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期刊信息
  • 岩土力学
    Rock and Soil Mechanics
    (月刊,1979年创刊)
    主管:中国科学院
    主办:中国科学院武汉岩土力学研究所
    主编:孔令伟
    编辑:《岩土力学》编辑部
    ISSN 1000-7598 CN 42-1199/O3
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2008年, 第29卷, 第8期 刊出日期:2008-08-11
基础理论与实验研究
基于力平衡的三维边坡安全系数显式解及工程应用
朱大勇 ,丁秀丽 ,邓建辉
. 2008 (8):  2011-2015. 
摘要 ( 1944 )  
将基于滑面正应力分布的二维极限平衡显式解法推广到三维边坡稳定性分析,提出适合一般形状空间滑面的三维边坡稳定性简便计算方法。首先,假设三维滑面正应力的初始分布,然后对其修正,使滑体满足所有力的平衡条件,导出关于安全系数的2次代数方程,最终得到三维边坡安全系数显式解。该方法克服了目前条柱法存在的一些难以解决的困难,不需要考虑条柱间作用力具体分布,满足主要平衡条件,计算过程简单。算例表明,该显式解与楔体三维极限平衡解析解完全一致,与对称三维边坡严格极限平衡解答接近。该方法已用于某重力坝坝肩三维滑体初步稳定性分析,计算结果有助于坝肩边坡的加固设计。
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局域地应力场获取的插值平衡方法
张传庆 ,周 辉 ,冯夏庭 ,张振华 ,董绍尧
. 2008 (8):  2016-2024. 
摘要 ( 2258 )   PDF(5752KB) ( 1231 )  
针对由整体地应场插值计算局域地应力场的问题计算量大、受地质结构的影响大、不过分追求高精度等特点,改进了反距离加权插值法,考虑了单元体积的影响,提高了该方法在此问题中的适用性。基于此,提出了平面问题、三维地面和地下工程局域地应力场的求取策略,建议了边界全平动约束和法向约束两种边界条件,并验证了其合理性和适用场合。最后,在大型水电工程深切河谷坝肩边坡分析中进行了应用分析。结果表明:该插值方法简单实用,能够满足工程分析的精度要求;局域地应力场的求取策略计算效率高,计算精度能够满足工程分析的要求。
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均质土坡的圆弧滑动分析
尤明庆
. 2008 (8):  2025-2032. 
摘要 ( 2031 )   PDF(515KB) ( 1951 )  
均质土坡圆弧滑动分析通常需要对圆心坐标和半径的3个参数进行搜索。通过分析圆心水平坐标即圆弧平移对失稳指数的影响,确认危险圆弧或通过坡脚,或圆心水平坐标由半径确定。利用不等式证明垂直边坡的临界滑面通过坡脚,且滑出角度大于内摩擦角。纯黏性边坡倾角大于 后圆弧滑面通过坡脚;而小于该角度圆心在坡面中垂线上,滑出角度?66.78?的圆弧在半径趋于无限时成为最危险滑面,相应的边坡临界高度为 ,保持恒定。具体计算表明,内摩擦系数为0.05,0.1和0.2时,边坡倾角小于40?,34?和22?时最危险滑面不过坡脚,但相应的失稳指数与过坡脚滑面的数值相差不到2 %;内摩擦系数大于0.3后最危险滑动圆弧都通过坡脚。就此而言,在评价均质边坡临界高度时直接对过坡脚的圆弧进行搜索即可。本文结果是基于数学分析得到的,可以作为边坡数值计算程序的参考。
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非饱和土的清华弹塑性模型
李广信 ,司 韦 ,张其光
. 2008 (8):  2033-2036. 
摘要 ( 2212 )   PDF(469KB) ( 1793 )  
为研究土在非饱和增湿情况下的应力、应变和强度关系,提出将含水率引入清华模型的硬化参数中建立非饱和土的清华弹塑性模型。通过在干土中掺加冰屑的方法进行增湿试验,表明该模型可以预测不同含水率的非饱和土的应力-变形和强度关系,从天然风干状态增湿到其他含水率的应力-应变全过程的计算结果也与试验结果相符合。将含水率直接引入弹塑性模型而不去研究复杂的基质吸力,可能是非饱和土本构模型工程应用的一条简便途径。
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采用挤压边墙技术的高面板坝裂缝成因分析
周 伟 ,花俊杰 ,常晓林 ,曹艳辉
. 2008 (8):  2037-2042. 
摘要 ( 1449 )   PDF(604KB) ( 1328 )  
为加快施工进度,国内很多高面板堆石坝都采用了挤压边墙技术,用上游坡面的挤压边墙代替传统的垫层。挤压边墙的施工特点决定了其与上覆面板之间的结构关系将与传统的面板-垫层有很大差别。虽然目前面板坝的施工技术和施工水平较以前有较大的提高,但少数工程仍然出现了比较严重的面板裂缝,而采用挤压边墙技术的面板坝施工期出现的裂缝分布规律与采用面板-垫层施工方法有明显的不同。面板裂缝的产生与面板施工期的应力变形状态密切相关,目前面板堆石坝计算中采用的整体模型方法对面板的概化较多,得到的面板应力精度较差。根据挤压边墙实际的施工特点,提出采用子模型法分析面板的应力变形,对某面板坝工程裂缝成因的分析结果表明,温降和上游坡面局部高程不平整引起的面板与挤压边墙之间的局部约束过大是导致面板裂缝的主要原因。
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软岩崩解分形机制的数学模拟
刘晓明,赵明华,苏永华
. 2008 (8):  2043-2046. 
摘要 ( 1530 )   PDF(430KB) ( 1286 )  
膨胀性软岩是工程中常见的岩体,其特点之一是吸水膨胀崩解。通过研究软岩崩解物的粒度及其分形特征变化规 律,根据分形概念建立了模拟红层软岩崩解的数学模型,模拟与实测结果的发展趋势基本相同,表明软岩的崩解过程是一个分形。根据该成果,工程中可通过少量的崩解试验数据确定数学模拟模型的参数,从而计算得到软岩崩解物的分数维不再变化的临界值,并可对更长时间后软岩的崩解分数维进行预测。
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边坡稳定的非线性有限元分析
谭晓慧 ,王建国 ,王 印
. 2008 (8):  2047-2050. 
摘要 ( 2334 )   PDF(3147KB) ( 1169 )  
基于有限元强度折减法,进行了边坡的弹塑性材料非线性及大变形几何非线性分析,并考虑了边坡的三维变形情况。在有限元分析中采用的是莫尔-库仑理想弹塑性模型,大变形分析采用的是更新的拉格朗日法。均质边坡的算例分析表明,有限元法与简化的毕肖普法的安全系数计算结果具有相同的规律,即安全系数都随着黏聚力及内摩擦角的增加而增加,随着重度的增加而减小,但是,各种有限元法的计算结果都比相应的毕肖普法的解要大,亦即毕肖普法偏于安全。各种方法对应的安全系数由大到小的顺序依次是:三维小变形有限元分析、二维大变形有限元分析、二维小变形有限元分析,简化的毕肖普法,前二者能更好地反映实际的边坡变形情况,二者的安全系数值也十分接近,因而是较好的方法。
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随机波浪作用下海床动力响应及液化的理论分析
王忠涛 ,栾茂田 ,Jeng Dong-Sheng ,刘占阁
. 2008 (8):  2051-2056. 
摘要 ( 1800 )   PDF(486KB) ( 1676 )  
运用随机波浪理论,基于广义Biot动力固结理论,建立了能够考虑波浪荷载随机特性影响的计算海床动力响应及液化深度的解析数值模型,并从时域上进行求解分析。通过与传统线性规则波浪荷载作用下海床动力响应及液化深度的数值结果的对比分析,详细讨论了考虑波浪荷载的随机特性对于求解海床动力响应及液化深度的影响程度。结果表明,根据随机波浪理论计算得到的海床中的超孔隙水压力、水平有效应力、竖向有效应力、剪应力表现出较强的不规则性,其幅值沿着海床深度方向的变化趋势与根据线性规则波浪理论计算得到结果的变化趋势基本相同,但在同数量级上更大,同时计算得到的海床最大液化深度明显大于根据线性规则波浪理论计算得到的结果。因此,在海洋地基设计和自由场地安全评估时应该合理地考虑波浪荷载的随机特性。
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海相结构软土的次固结研究
邵光辉 ,刘松玉
. 2008 (8):  2057-2062. 
摘要 ( 1528 )   PDF(4092KB) ( 1284 )  
现有次固结计算方法没有考虑土结构性的影响,但自然沉积土大都具有结构性。海相软土一维次固结试验研究表明,对于结构性土,次固结不仅在超固结状态时与荷载有关,且在土体结构破坏的过程中也与荷载有关。当固结压力小于先期固结压力时,次固结系数随压力增长较快;当固结压力大于先期固结压力且小于结构完全屈服压力时,次固结系数随固结压力增长缓慢;当固结压力大于结构完全屈服压力时,次固结系数不随固结压力变化。次固结系数变化与否的荷载分界点不是先期固结压力,而是结构完全屈服压力。对于海相结构软土,其次固结系数变化在超固结、结构破坏、正常固结3个阶段随荷载变化的规律不同。最后,提出了考虑土结构性的一维次压缩计算方法。
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考虑界面软化特性的垃圾填埋场斜坡上土工膜内力分析
林伟岸,朱 斌,陈云敏,詹良通
. 2008 (8):  2063-2069. 
摘要 ( 1564 )   PDF(601KB) ( 1170 )  
为分析垃圾填埋场斜坡上防渗系统中的土工膜在上覆垃圾堆体重力作用下产生的拉应力,考虑土工膜-黏土界面的应变软化特性,通过建立土工膜受力的平衡方程获得了土工膜拉应力的解析解。与传统方法相比,该方法可分析土工膜-黏土界面不同位置所处的3种应力状态:弹性状态、软化状态及残余状态,从而使得垃圾填埋场斜坡上土工膜的受力分析更为合理。参数分析显示,当软化阶段的强度损失及残余位移与峰值位移的差值较小时,土工膜-黏土界面的峰值强度对土工膜最大拉应力的影响较小,而其残余强度是主要控制因素;而当土工膜-黏土界面的软化特征较明显时,则峰值强度和残余位移的影响也更为明显。另外,土工膜上覆堆体高度、斜坡坡度及土工膜锚固长度对土工膜拉应力也有较大影响。
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饱和砂土地层中隧道结构动力离心模型试验
刘光磊,宋二祥,刘华北,龚成林
. 2008 (8):  2070-2076. 
摘要 ( 1789 )   PDF(1874KB) ( 1640 )  
饱和砂土地层中隧道结构可能会因地震地基液化而发生破坏。通过对可液化地层中地铁隧道结构的地震反应进行动力离心模型试验,研究了饱和松砂地基在地震作用下的反应特性、可液化地层中地铁隧道结构的上浮及变形特性和设置截断墙对限制隧道结构上浮的效果等问题。研究结果表明,地基液化引起的隧道衬砌上的附加变形内力以及隧道上浮量主要受地基液化时土水压力的变化影响。截断墙的设置限制了隧道两侧土体向隧道下方流动的趋势,有效减小了隧道结构的上浮量
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现浇混凝土薄壁管桩复合地基桩土应力比影响因素分析
刘汉龙 ,张 波
. 2008 (8):  2077-2080. 
摘要 ( 2100 )   PDF(390KB) ( 1448 )  
桩土应力比是复合地基设计计算中一个重要参数。基于盐―通高速公路单桩复合地基静载试验,通过有限元模拟,研究了褥垫层模量和厚度、桩体模量、桩长、基础刚度等影响因素对现浇混凝土薄壁管桩复合地基桩土应力比的影响。结果表明所建立的模型是合理的。褥垫层模量增大或厚度减小导致桩土应力比增大,桩体模量、桩长和基础刚度的增加可使桩土应力比增加。
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方形平板锚抗拉承载力的大变形有限元分析
王 栋 ,胡玉霞
. 2008 (8):  2081-2086. 
摘要 ( 2355 )   PDF(533KB) ( 1393 )  
基于网格重分和改进的REP应力恢复技术,建立了三维大变形有限元方法研究拉力作用下方形平板锚与黏性土地基的相互作用。与常规的小变形有限元不同,大变形分析能够完整模拟平板锚的上拔过程,如果平板锚底面与土体始终保持接触,三维大变形计算得到的方板与圆板抗拉力相差很小;在无重土中的平板在加载初始即与土体脱离时,方板的承载力略低于圆板。大变形分析给出的立即脱离承载力系数与模型试验数据基本吻合,而小变形有限元与下限分析忽略了方形平板锚的长距离上拔过程对其抗拉力的影响,可能高估深锚的承载力。改进估计方形平板锚抗拉承载力的简化方法,方便于工程应用。
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尾矿库环境影响指标体系及评价方法及其应用
冀红娟 ,杨春和 ,张 超 ,谢 婷
. 2008 (8):  2087-2091. 
摘要 ( 1322 )   PDF(535KB) ( 1962 )  
考虑到尾矿库事故对地质环境、自然环境和生态环境的破坏,建立了尾矿库环境影响评价指标体系,采用模糊综合层次分析模型对银山尾矿库进行了环境影响评价。该模型采用反映主观判断的模糊性和不确定性的模糊数据来构造判断矩阵,降低了专家的主观影响;采用多因素加权模型法来分层次计算评价的最终结果,并依据评价标准得出最后银山尾矿库对环境的影响程度为轻度影响。
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非均质地基中群桩竖向荷载沉降关系分析
江 杰 ,黄茂松 ,顾倩燕
. 2008 (8):  2092-2096. 
摘要 ( 1648 )   PDF(4105KB) ( 1386 )  
运用剪切位移法计算了桩轴向荷载传递因子。对于桩端采用线性的荷载传递函数,推导了基于弹塑性模型的单桩竖向荷载沉降的解析解。分析过程中考虑了土体强度沿深度线性变化的特性和桩土间的滑移现象,因此更符合大部分土体的实际性状。在此基础上,建立了考虑桩土滑移的桩-桩相互作用系数的计算公式,并将上述方法应用于群桩的分析,获得了群桩的荷载沉降特性。该分析方法克服了目前应用较多的弹性理论方法夸大桩土相互作用的缺点,单桩和群桩的荷载沉降曲线的分析结果和实测数据吻合,证明了该方法的合理性。
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桩板结构路基动力模型试验研究
詹永祥 ,蒋关鲁 ,牛国辉 ,魏永幸
. 2008 (8):  2097-2101. 
摘要 ( 1780 )   PDF(606KB) ( 1388 )  
桩板结构路基是高速铁路无碴轨道的一种新的路基结构形式,基于Bockingham π定理,采用量纲分析方法,确定了桩板结构路基模型的动力相似常数,通过室内大比例动态模型试验研究,分析了在循环加载的条件下浸水前、后桩板结构路基的动态力学特性。试验结果表明,路基动应力沿深度逐渐衰减,激振频率对动应力的影响不太明显;路基边坡浸水后,在相同加载频率下,动应力比浸水前略有增大;桩基加深了路基的动力影响范围,改善了路基土体部分的受力状态;桩底持力层受动力影响较大,是动力设计的关键环节之一。
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考虑试验阻尼效应的一种土体动力双型抛物线本构模型
陈学良 ,金 星 ,陶夏新 ,韦永祥
. 2008 (8):  2102-2110. 
摘要 ( 1928 )   PDF(877KB) ( 1841 )  
针对土动力试验中土体反向卸载(或加载)曲线形状有时表现为先变化平缓后变化剧烈这一特征,基于土体实验结果的 和 曲线,建立了不规则荷载作用下可调的双型抛物线形式的本构曲线规则,阐述了A型和B型抛物线的函数表达式及实现过程。采用9种方法对试验阻尼比的模拟对比,表明所建立的加卸载准则尤其能准确拟合试验阻尼值,是对广义Masing准则的一种简化及实用化。由于调制因子 的可变性,它具有更强地模拟试验本构曲线形状的能力。针对台湾Lotung DHB钻井台阵试验场地,以等效线性化方法SHAKE91、LSSRLI-1,时域非线性方法DESRA-2、Pyke方法、非Masing准则模型1、“隐式应力阻尼等效”模型、“阻尼比退化系数”模型和非Masing准则模型2以及双型抛物线本构模型等9种方法(或模型)分别进行了非线性地震反应分析,并将结果与强震观测记录进行比较,结果表明,双型抛物线本构模型计算的复合加速度地震动的峰值大小、波形大小相对关系及后续波形,与实际地震记录较相一致,说明了模型的合理性以及实际工程应用的可行性。
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从力矩效应和地下水分析缓倾角结构面成因
孙 强,张晓科,钱海涛,杨继红,王媛媛
. 2008 (8):  2111-2114. 
摘要 ( 1756 )   PDF(606KB) ( 1181 )  
在岩石剪切破坏中引入力矩模型并就剪切破坏过程进行了分析。在发生剪切破坏时岩石的破坏带有一定宽度,剪切带上的剪应力和支持力不是均匀分布的,在剪切过程中存在一个调整过程,并在局部集中,导致了剪切力矩的存在。当轴向压力 较小时,支持力和剪切力都很小,可视为均匀分布;随着 的增大,支持力和剪切力都增大,出现非均匀分布,局部表现为应力集中,出现局部破坏,而在整体上表现为力矩平衡。当剪切力矩大于支持力矩时,宏观上剪切破坏出现;分析研究了地下水引起的接触面积的变化,由此并推导了静水压力情况下结构面的稳定性。随着水压力p的增大,除了对岩体材料力学性质的弱化外,结构面上有效压力 和结构面上、下岩体的接触面积率 变小,使得发生失稳破坏的临界角 降低,也就是发生滑动的条件更容易满足。
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扩底抗拔桩扩大头作用机制的数值模拟研究
吴江斌 ,王卫东 ,黄绍铭
. 2008 (8):  2115-2120. 
摘要 ( 1763 )   PDF(686KB) ( 1452 )  
在上海软土地区进行的足尺试验表明,采用小扩展角度的扩底抗拔桩能大幅提高承载力。由于没有对桩身轴力进行量测,仅凭现有的试验成果无法深入认识扩大头的作用机理。采用数值方法模拟足尺试验,通过拟合试桩中荷载-位移关系曲线,确定相关计算参数,以了解扩底抗拔桩上拔过程中扩大头抗拔阻力的组成部分及各部分在上拔过程中的变化规律,分析扩大头对抗拔承载力提高所起的作用,同时对扩大头扩径倍数、扩大头长度、扩展角度及扩大头持力层性质等主要影响因素进行了敏感性计算,可以分析这些因素的变化对承载力的影响。最后结合数值分析结果和工程实际要求对扩底抗拔桩的设计提出了建议。
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自然营造力作用下岩体混凝土水力劈裂分析与探讨
李宗利 ,任青文
. 2008 (8):  2121-2125. 
摘要 ( 3633 )   PDF(4076KB) ( 1322 )  
水利水电、矿业等工程在自然营造力作用下的水力劈裂边界条件与人工致裂不完全相同,有其自身的特点。在总结自然营造力作用下水力劈裂特点的基础上,根据研究的尺度不同,将水力劈裂研究分为岩体宏观的、综合的、统计意义上的水力劈裂和单裂纹的水力劈裂研究两种。分析了单裂纹内水流特性,将单裂纹内的水力劈裂分为两个阶段(或两种情况)分别进行研究,并将此问题得以简化,同时还提出了不同阶段裂纹内水流运动分析的模型。
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铁晶砂胶结新型岩土相似材料的研制及其应用
张强勇 ,李术才 ,郭小红 ,李 勇 ,王汉鹏
. 2008 (8):  2126-2130. 
摘要 ( 1575 )   PDF(698KB) ( 1927 )  
根据地质力学模型试验的相似原理,经过大量力学试验,研制出一种新型铁晶砂胶结岩土相似材料。该材料由铁矿粉、重晶石粉、石英砂、石膏粉和松香酒精溶液按规定配比均匀拌和压实而成,其中铁矿粉、重晶石粉和石英砂作为主料,松香酒精溶液作为胶结剂,石膏粉作为调节剂。材料力学参数测试表明:该材料具有重度高、力学参数变化范围广、性能稳定、价格低廉、干燥快速、制作工艺简单、无毒无害等显著优点,可用来模拟从软岩到硬岩的大部分岩体材料。将铁晶砂胶结岩土相似材料应用于沪―蓉―西高速公路大型分岔隧道三维地质力学模型试验研究,有效地揭示了分岔隧道围岩的力学变形特性。
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复合土钉墙工作性状的有限元模拟与分析
胡敏云 ,彭孔曙 ,潘晓东
. 2008 (8):  2131-2136. 
摘要 ( 2276 )   PDF(1899KB) ( 1259 )  
针对软土地区复合土钉墙(CSNW)的应用特点及施工方法,采用非线性有限元方法建立简单土钉墙及复合土钉墙受力变形的计算模型。对两种计算模型的土钉轴力分布、超前桩的受力以及土体的位移模式等进行研究,以明确复合土钉支护在加入搅拌桩以后其与简单土钉支护工作性状的差异,为复合土钉支护设计计算方法的改进提供依据。
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脆性岩石侧向变形特征及损伤机理研究
朱泽奇,盛 谦,张占荣
. 2008 (8):  2137-2143. 
摘要 ( 1541 )   PDF(719KB) ( 1415 )  
进行了三峡花岗岩常规三轴压缩、保持轴向应变和保持轴向应力的卸围压试验,研究了脆性岩石在不同应力路径和不同加载控制方式下的侧向变形特征,可见临界侧向应变均稳定在(?0.004 ? 0.000 5)范围内。进一步进行三峡花岗岩的全过程应力-应变曲线和损伤力学分析,发现脆性岩石在不同应力路径和不同加载控制方式下均以侧向损伤为主,且侧向损伤曲线的形态近似,达到临界破坏状态时损伤值稳定在0.7?0.8左右。最后以侧向损伤变量表征花岗岩脆性破坏过程,建立了基于应变空间的、可以考虑卸荷应力路径的损伤模型和应变型破坏准则。
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深基坑工程中的咬合桩受力变形分析
胡 琦 ,陈 彧 ,柯 瀚 ,陈仁朋 ,杨 灏
. 2008 (8):  2144-2148. 
摘要 ( 1772 )   PDF(655KB) ( 1647 )  
对于深基坑工程问题的研究,围护结构大多简化为线弹性梁单元模型,该分析方法不能准确反映钢筋混凝土结构的实际受力情况。以杭州地铁一号线试验段秋涛路车站深基坑为工程背景,建立能够考虑钢筋与混凝土实际受力情况的非线性三维实体模型,对咬合桩这一特殊形式围护结构的受力机制进行了分析。通过与现场实测结果比较和分析,验证了计算方法的正确性,为今后类似工程的设计计算、开挖施工提供了理论依据。
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两体接触面剪切力学行为的三维数值分析
易 成,王长军,刘晋艳,郭婷婷
. 2008 (8):  2149-2156. 
摘要 ( 2141 )   PDF(914KB) ( 2148 )  
研究岩石-岩石节理或混凝土-岩石接触面的力学行为,对于评价岩体的稳定性及工程体与岩基的稳定性有重要的意 义。采用ANSYS有限元软件构建了在宽度方向一致的三维粗糙表面,模拟计算了Bandis等在玄武岩试件上的直剪试验结 果,并将数值计算结果与试验结果对比,验证了ANSYS在分析两体剪切力学行为方面的可行性。此外对于有规则起伏的锯齿界面,同样进行了三维直剪试验的数值模拟,获到了不同界面和应力边界条件下的剪切强度,并与Patton剪胀公式理论值进行比较,从理论上再次验证了ANSYS模拟直剪试验的适用性。同时重点分析了直剪试验下的剪切位移曲线、接触面的剪应力分布、剪胀作用;并初步探讨了ANSYS软件自身设定凝聚力对接触面力学性能的影响。
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混凝土夯扩桩和土工格室加固铁路基床试验研究
肖 宏 ,罗 强 ,邓江东 ,华 明
. 2008 (8):  2157-2162. 
摘要 ( 1714 )   PDF(603KB) ( 1239 )  
为了考察半干硬性混凝土夯扩桩与土工格室联合作用加固既有线路基基床病害的效果,结合达成铁路k337段成都黏土(膨胀土)基床病害工点的整治,选取了3个测试断面,分别测试了经不同加固方案处理后的轨道平顺性与基床不同高度处在机车荷载作用下的动应力、振动变形和加速度等动力响应。试验表明,3个测试断面的动力作用水平均在合理的范围内,动力学指标均低于相关限值;行车速度对动应力、动位移、加速度都有不同程度的影响。其中,加速度随行车速度的提高而增大最为明显;线路的平顺性与稳定程度对线路及路基结构的动力学(动应力、振动变形、加速度)响应有显著影响。
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软土非线性固结计算若干表格及应用
温介邦 ,王跃伟 ,谢康和 ,胡安峰 ,应宏伟
. 2008 (8):  2163-2169. 
摘要 ( 2058 )   PDF(486KB) ( 1380 )  
为方便非线性固结理论在实际工程中的应用,基于软黏土非线性一维固结理论,给出了能综合考虑软土压缩性和渗透性的非线性特性、自重应力沿深度实际分布、逐渐加荷等影响的软土非线性固结计算若干表格,并通过算例说明了其应用。为工程计算和相关理论研究提供了工具和参考。
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土层非线性地震反应一维时域分析
卢 滔 ,周正华 ,霍敬妍
. 2008 (8):  2170-2176. 
摘要 ( 1597 )   PDF(789KB) ( 1982 )  
等效线性化方法在工程中经常被用于土层非线性地震反应一维数值分析,但考虑大震作用将较大峰值加速度时程作为输入时,该方法会引起过大的“共振”效应,造成对地表地震反应的误估。为了更合理的估计非线性地震反应,提出了一种考虑拟合阻尼比、刚度比试验曲线的时域分析方法,并用于响嘡台阵场地土层地震一维非线性反应分析,通过数值模拟结果与实际记录的比较,验证了该方法的可行性。最后,通过数值模拟证明该方法对大震情况下对地表地震反应的估计比等效线性化方法更为合理。
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双参数黏弹性地基上连续配筋混凝土路面振动参数分析
卢 正 ,姚海林 ,罗海宁 ,杨 洋 ,杨明亮
. 2008 (8):  2177-2182. 
摘要 ( 1547 )   PDF(559KB) ( 1130 )  
以连续配筋混凝土路面(CRCP)近年来应用比较广泛的路面结构形式为研究对象,采用考虑地基压缩系数和水平剪切系数的双参数地基模型,建立了考虑地基土体滞回阻尼的黏弹性地基上CRCP的振动微分方程,运用三角级数和Fourier变换得到了简谐、矩形均布荷载作用下路面竖向位移的解答,并利用Fourier逆变换得到了数值结果,较为全面的分析了荷载速度、频率、路面配筋率、板厚以及地基参数对板的动力响应的影响。研究结果可为路面动力响应分析及连续配筋混凝土路面的质量评价提供参考。
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水平荷载下黄土地基单片地下连续墙现场试验研究
宋 章 ,程谦恭 ,孟凡超 ,龚维明
. 2008 (8):  2183-2188. 
摘要 ( 1692 )   PDF(812KB) ( 1190 )  
基于墙顶水平荷载作用下黄土地基中单片地下连续墙的现场试验,分析和研究了地下连续墙的水平受力变形特性,得出了在不同荷载作用下墙身各截面弯矩、水平位移及墙侧土抗力等沿墙深的分布规律。结果表明,在水平荷载下墙体上部的1/3段受荷载的影响最为显著,墙身水平位移及转角沿墙深非线性衰减,并随墙顶荷载的增加而增大;墙身弯矩及墙侧土抗力最大值发生在地表以下一定深度范围内,随荷载的增加其最大值及0值点沿墙身逐渐向下迁移,且土抗力-位移曲线呈现双曲线的特征;墙体剪力在地表处最大,沿墙身向下呈非线性变化。
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斜坡地基上加筋路堤工作性状及稳定性研究
王志斌 ,李 、 亮 ,邹金锋 ,杨小礼
. 2008 (8):  2189-2192. 
摘要 ( 2190 )   PDF(634KB) ( 1201 )  
采用大型室内模型试验的方法,研究了斜坡地基上一个土工格栅加固的填方路堤和一个未加固填方路堤在坡顶荷载作用下的变形与破坏规律。重点介绍了该模型的试验设计、测试和试验数据分析方法。试验主要测试了填方路堤边坡坡面的水平和垂直位移、填方路堤顶部垂直位移、填方路堤内部应力、填方路堤内部土体位移、填方路堤的破坏面形态等。试验结果表明,加筋能够提高斜坡地基上填方路堤的稳定性及承载力,并且能够大幅减小路堤的水平位移,该模型试验结果对西部山区高速公路的建设具有一定的指导意义。
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细粒含量对粉土动孔压发展模式影响的试验研究
曾长女 ,刘汉龙 ,陈育民
. 2008 (8):  2193-2198. 
摘要 ( 1625 )   PDF(502KB) ( 1450 )  
采用多功能静动液压剪切仪进行了粉土动荷载下的孔压试验,探讨了黏粒含量和粉粒含量对重塑粉土动孔压发展的影响。试验模拟大震时细粒含量影响的孔压发展规律,对已有的指数形式孔压模式进行修正,以便模拟初始液化发生后达到一定液化程度的实际情况,该模式包含2个参数a和b。研究结果表明,细粒含量对粉土动孔压发展影响较大,其影响主要体现在孔压发展模式参数b上。粉土中粉粒含量与孔压参数b的关系呈单调的线性关系,而黏粒含量与孔压参数b的关系则不是单调的线性关系,是在黏粒含量为8 %时孔压参数b达到的最大值,试验数据验证该修正的动孔压模式有更广泛的应用性。
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固化粉质土应力应变特性试验研究
朱志铎,郝建新,周礼红
. 2008 (8):  2199-2202. 
摘要 ( 1553 )   PDF(364KB) ( 1008 )  
对固化粉质土进行了单轴和三轴应力应变试验,分析了单轴应力-应变曲线和不固结不排水三轴应力-应变曲线的特点,初步探讨了龄期、固化剂掺量及围压对曲线形状的影响。单轴应力应变试验结果表明,固化粉质土后期的强度和变形特性变化较小,随着固化剂掺量的增加,单轴应力-应变曲线形状变化明显。三轴应力应变试验结果表明,随着固化剂掺量的增加,其破坏应变和破坏偏应力均呈现正向增长的态势,曲线在高围压下呈现弱软化型,在较低围压时呈现软化型。
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爆破振动作用下城门洞形衬砌的临界振速研究
易长平 ,卢文波 ,张建华 ,张爱平
. 2008 (8):  2203-2208. 
摘要 ( 1483 )   PDF(791KB) ( 1336 )  
根据应力波理论,采用复变函数方法,对爆破振动作用下城门洞形衬砌的应力和振速分布进行了研究,进而求解了入射波入射角度不同时衬砌的临界振速。首先将城门洞形衬砌映射为一个内径为1,外径大于1的圆环,再求解稳态P波作用下圆环的动态响应;计算结果表明:入射波的入射方向对于城门洞形衬砌的临界振速有较大的影响,入射角度为90?时,衬砌的临界振速最大,入射角为0?时次之,入射角为270?时最小。
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消石灰对膨胀土团粒化作用的研究
程 钰 ,石名磊 ,周正明
. 2008 (8):  2209-2214. 
摘要 ( 1674 )   PDF(577KB) ( 1439 )  
用消石灰作为外掺剂,进行了两种不同的膨胀土的对比试验。研究了不同灰剂量和龄期对膨胀土“团粒化”作用效果的影响。对于消石灰改性膨胀土而言,不同性质膨胀土界限含水率的改性效果不尽相同。强膨胀土的改性效果相对较为明显,而弱膨胀土的改性效果相对较差,其改性效果存在一个下限。在膨胀土路基的施工中,二次掺灰工艺的闷料周期可以相对缩短。这样不仅有利于加快施工进度,同时对提高石灰改良土碾压质量和加固效果十分有利。
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临近基坑既有建筑物地基的抗剪强度指标取值问题
王红雨
. 2008 (8):  2215-2220. 
摘要 ( 1560 )   PDF(2122KB) ( 1209 )  
基坑开挖不仅改变了半无限空间体边界条件,卸载时还会引起周围地层移动,导致既有建筑物地基承载力的附加损失。在临近基坑既有建筑物地基承载力计算中,其抗剪强度参数的选取有别于斜坡上地基计算参数的常规取值方法。通过探讨临近基坑既有建筑物地基抗剪强度指标的取值问题,建议以地基土的完全软化强度与残余抗剪强度的平均值作为临近基坑既有建筑物地基抗剪强度指标,并据此估算了临近基坑既有建筑物地基承载力。所得结果与斜坡上地基承载力的试验值和理论解对比分析后显示出其具有一定的合理性。所建议的抗剪强度指标取值方法,还有待于试验的进一步验证。
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ADINA有限元软件中材料本构的二次开发
熊玉春 ,房营光
. 2008 (8):  2221-2225. 
摘要 ( 1902 )   PDF(469KB) ( 1777 )  
美国ADINA R&D公司开发的软件产品ADINA经过20多年的商业开发,目前已成为全球最重要的非线性求解软件,尤其对结构非线性、流-固耦合等复杂问题的求解具有强大优势,被认为是非线性有限元发展方向的先导。然而,任何商业化的有限元软件都不可能满足客户的所有要求,例如,ADINA软件中没有岩土工程领域常用的Duncan-Chang模型。以土工数值分析中广泛应用的Duncan-Chang E-B模型为例,介绍在ADINA软件中进行材料本构二次开发的方法,给出了开发过程,通过对3个常规三轴压缩模型的数值模拟验证程序的可靠性。结果表明,基于ADINA开发的材料本构模型具有计算速度快、精度高和前后处理快捷方便的优点。另外,验证结果也表明该软件具有超强的非线性求解能力和可靠的求解结果。
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地震液化条件下地面的大变形三维数值分析
童立元 ,王 斌 ,刘义怀 ,张 波
. 2008 (8):  2226-2230. 
摘要 ( 2403 )   PDF(691KB) ( 1851 )  
地基液化条件下地面大变形是造成工程结构破坏的主要原因之一。考虑地形、地震、土层、地下水等影响因素,针对典型的岸坡场地3层土地基模型,利用有限差分法FLAC3D,对可液化场地在地震作用下发生地面大变形的过程进行了数值模拟。结果表明,临空面坡比愈大、地表坡度越陡,地基液化地表侧向位移值愈大;变坡度的场地在地震作用下发生的侧移要比单一倾斜率的场地大;地震最大加速度越大、地震持续时间越长,地基液化侧向位移、地表沉陷和隆起现象越严重;液化层的埋深、厚度以及地下水位都对地面大变形的产生有着不同程度的影响,应选择合理的地基处理方案进行处理。
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基于CFD的地震液化研究新进展
黄 雨 ,郝 亮
. 2008 (8):  2231-2235. 
摘要 ( 3975 )   PDF(533KB) ( 1502 )  
综述了近年来关于液化土体流体动力学特征的试验发展状况,以及基于计算流体动力学(简称CFD)的地震液化数值模拟现状,重点介绍了目前比较活跃的可以较高精度模拟液化土体流动状态的三次伪质点数值方法(简称CIP法)。通过对CFD和传统固体力学在地震液化研究中的应用比较,指出了应用CFD的三大优势,即土体大变形问题、液化土体参数分析以及液化土体中结构物的变形应用CFD分析,均可获得较好的结果。进一步提出,在地震液化应用中,未来CFD的发展应该考虑整合液化前的土体性状研究和地震液化中桩-土-结构物的综合分析。
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基于SOFM神经网络的边坡稳定性评价
薛新华 ,张我华 ,刘红军
. 2008 (8):  2236-2240. 
摘要 ( 1925 )   PDF(462KB) ( 1170 )  
针对边坡工程稳定性分析中参数的不确定性,在分析自组织特征映射神经网络(SOFM)基本学习算法的基础上,从提高算法收敛速度和性能出发,将自组织特征映射神经网络基本学习算法加以改进,据此建立了评价边坡稳定状态的SOFM神经网络模型。然后用收集到的边坡稳定工程实例作为样本,对该模型进行训练和检验,并与BP神经网络判别结果对比。结果表明,SOFM神经网络性能良好、预测精度高,是边坡稳定性评价的一种有效方法。
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非饱和击实粉土的强度和屈服特性研究
彭丽云,刘建坤,陈立宏
. 2008 (8):  2241-2245. 
摘要 ( 3550 )   PDF(496KB) ( 1163 )  
由于吸力量测技术的困难,对京―九线粉土在不同含水率下击实并进行三轴不排水剪切试验,研究其强度和屈服特性,为非饱和击实粉土力学模型的建立提供依据。试验结果表明:该击实粉土在剪切过程中,在最优含水率干侧击实的土样具有较高的强度,应力-应变关系曲线呈软化趋势,土样先剪缩后剪胀,湿侧击实的土样具有较低的强度,应力-应变关系曲线呈硬化趋势,土样不断剪缩;随着试样击实含水率的增加,击实粉土的强度和屈服应力不断减小,水对土体具有一定的软化作用;不同击实含水率下,土样在q-p平面内破坏时的屈服轨迹为近似平行的斜直线,含水率对临界状态线的斜率没有影响;含水率对击实粉土抗剪强度的贡献表现为土体的似黏聚力的增加,似黏聚力与含水率之间呈乘幂关系,得出以含水率为变量的击实粉土强度计算公式,可在实际工程中推广应用。
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双圆盾构掘进施工扰动土体附加应力分析
孙统立 ,张庆贺 ,韦良文 ,吴敏慧 ,张冬茵
. 2008 (8):  2246-2251. 
摘要 ( 1767 )   PDF(519KB) ( 890 )  
应用弹性力学Mindlin解建立了双圆盾构掘进引起土体附加应力积分表达式。运用复化Gauss-Legendre数值积分公 式,定量分析了双圆盾构正面推力、盾构与土体侧摩阻力对土体扰动的程度及范围。分析表明,双圆盾构掘进对土体扰动具有区域性特征,盾构机上部表现为背土挤土,侧面则表现为挤压剪切效应,并且侧摩阻力对土体的扰动程度更大。所得结论对于双圆盾构穿越临近地下管线或建筑物桩基的施工提供理论依据。
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精细积分法在地基震动响应分析中的应用
李渊印 ,金先龙 ,李根国 ,李 治
. 2008 (8):  2252-2256. 
摘要 ( 1625 )   PDF(1080KB) ( 781 )  
精细积分法是求解结构动力响应问题的一种高精度算法,将其应用于地基震动响应问题的求解。在不影响算法精度的前提下,采用节省存储量的矩阵向量乘法和精细积分级数解,降低了精细积分法的存储需求。开发了地基震动响应分析程序,并对一重大工程的建筑地基进行了震动响应分析,通过与著名有限元分析软件Nastran的计算结果进行对比,证明前述方法和程序是正确的。
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BS-100型土壤固化剂在季冻区的路用性能试验研究
戴文亭 ,陈 瑶 ,陈 星
. 2008 (8):  2257-2261. 
摘要 ( 1687 )   PDF(472KB) ( 1531 )  
采用美国Base-Seal固化剂(BS-100型),对长春地区典型黏性土进行了固化处理,同时对其加固土的路用性能进行了系统地试验研究。首先,进行了Base-Seal固化剂加固土的最佳配合比筛选试验,在此基础上进行了最佳配合比条件下加固土的无侧限抗压强度、间接抗拉强度、室内回弹模量、冻稳定性、水稳定性和渗透性等路用性能指标方面的试验研究,得出Base-Seal固化剂加固土作为路面基层材料具有早期强度和回弹模量高、抗弯拉性能、冻稳定性能、水稳定性能和抗渗性能好的结论,适合在长春地区及其气候、土质相似地区的道路工程中应用。
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三峡库区泄滩滑坡非饱和渗流分析及渗透系数反演
魏进兵 ,邓建辉 ,高春玉 ,谭国焕 ,李焯芬
. 2008 (8):  2262-2266. 
摘要 ( 1888 )   PDF(520KB) ( 856 )  
泄滩滑坡的水文地质结构比较复杂,滑体、滑带及滑动影响带为多孔连续介质,透水层基岩为裂隙介质。采用等效连续介质模型模拟裂隙岩体,建立了泄滩滑坡饱和-非饱和渗流的有限元计算模型。然后采用BP网络对非饱和有限元渗流计算进行了模拟,并根据蓄水期水库水位及滑坡体地下水位监测资料,采用遗传算法对泄滩滑坡各地层渗透系数进行了反演。反演的滑体饱和渗透系数为4.89?10?2 cm/s,与现场原位试验值1.78?10?2 3.2?10?2 cm/s相当;反演的滑带饱和渗透系数为4.66?10?5 cm/s,远比室内试验值2.74?10?7 5.73?10?7 cm/s大。这种差异在一定程度上反映了土体参数的尺度效应。
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非饱和重塑黏土渗透性试验研究
高凌霞 ,栾茂田 ,杨 庆 ,汪东林
. 2008 (8):  2267-2270. 
摘要 ( 2068 )   PDF(402KB) ( 1153 )  
工程中常常遇到非饱和土渗流问题,其渗透性是非饱和土的重要研究内容。采用常规压力板仪详细研究了重塑黏土在3种不同击实功和5种不同击实含水率下的土-水特征曲线,并用变水头法测量了相应的饱和土渗透系数。结合土水曲线和饱和渗透系数,基于Van Genuchten模型和Fredlund模型,详细探讨了重塑非饱和重塑黏土在不同击实条件下的渗透性。结果表明,土样饱和渗透系数随着击实含水率的增大而减小,且随着基质吸力的增大土样渗透性差别逐渐减小。当试样吸力达到1 MPa时,可认为不同击实含水率下试样的渗透性基本相同;在轻型击实和简化轻型击实下,试样渗透性很相似。重型击实功下试样的渗透系数和轻型击实下土样渗透系数的比值 随着吸力的增大而逐渐增大,在饱和状态时比值约为1/100,当吸力达到1 MPa时比值逐渐稳定在1/10右。
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桩承加筋路堤中路堤与褥垫层共同作用理论分析
谭慧明 ,刘汉龙
. 2008 (8):  2271-2276. 
摘要 ( 1529 )   PDF(4119KB) ( 939 )  
从桩承加筋路堤中加筋褥垫层与路堤填土共同作用的实际情况出发,利用弹性力学对路堤填土单元进行了力学平衡分析,同时考虑到加筋褥垫层的工作状态类似于连续梁板的特性,根据PCC桩承加筋路堤的设计参数及现场测试结果,将现浇混凝土薄壁管桩(PCC)桩承加筋路堤中的加筋褥垫层视为弹性薄板,再根据薄板小挠度理论,推导出了桩土差异沉降等计算公式。又根据填土与褥垫层变形协调、应力连续的条件,在忽略褥垫层材料本身压缩量的前提下将加筋褥垫层变形分析与填土变形分析相结合,提出了求解填土等沉面高度、桩土应力、桩土差异沉降的方法,最后通过与现场实测结果对比,验证了方法的正确性。
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饱和黏土不排水剪切特性及双曲线模型
齐剑峰,栾茂田,王忠涛,聂 影,范庆来
. 2008 (8):  2277-2282. 
摘要 ( 1541 )   PDF(579KB) ( 1095 )  
采用真空抽吸制样技术制备的饱和重塑黏土,在0.015?3.75 %/min应变速率范围内进行了多组不固结不排水(UU)剪切试验。通过对试验结果的分析,着重探讨了应变速率和约束压力对应力-应变关系及其强度特性的影响。试验结果表明,黏土的应力-应变关系与强度特性基本上不依赖于约束压力,而受应变速率的影响较为显著,强度随应变速率的增加而增长,增长幅度可达70 %,通过对数据的归一化,采用线性拟和建立了不排水强度与应变速率之间的经验关系。进而考虑应变速率对不固结不排水应力-应变关系的影响,对双曲线非线性本构模型进行了研究,详细介绍了模型参数的确定方法,并分别采用静力三轴和扭剪试验结果对模型进行了验证。
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地铁联络通道冻结加固融沉注浆研究
岳丰田 ,张水宾 ,李文勇 ,黄海滨
. 2008 (8):  2283-2286. 
摘要 ( 1982 )   PDF(531KB) ( 1799 )  
介绍了国内首个地铁联络通道强制解冻融沉注浆工艺的设计与施工。整个施工过程中对土体温度和地表变形进行了监测,得到了温度和地表变形的变化规律。由于冻结法施工中存在冻胀和融沉问题,过量的冻胀、融沉会对地表建筑和地下管线产生危害。结合工程实例,对强制解冻融沉注浆进行了研究,该工程对冻结加固体分区强制解冻、及时进行融沉注浆、二次加固土体,消除了后期压密沉降发生的可能,地表变形的监测表明强制解冻融沉注浆技术在该类工程中应用效果良好。
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洞庭湖区堤防垂直防渗模型研究
罗谷怀 ,罗玉龙 ,彭 华
. 2008 (8):  2287-2291. 
摘要 ( 1640 )   PDF(4236KB) ( 685 )  
根据洞庭湖区堤防工程地质、地形特性,建立了多元结构堤基垂直防渗概化模型,并按照优化思想,采用渗流有限元法,对垂直防渗墙在砂卵石、相对不透水堤基中的贯入深度和堤内最大渗透坡降的位置、大小的关系做了系统地分析研 究。再根据有限元计算结果,全面地评价了两种型式防渗墙的防渗效果,提出了临界最优贯入深度的概念。最后,将有限元法应用到大东口电排高喷防渗墙工程中,实际工程的安全运营表明了研究结果的正确性和实用性。
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浅埋大跨隧道施工爆破监测与减震技术
李利平 ,李术才 ,张庆松 ,王 刚 ,马富奎
. 2008 (8):  2292-2296. 
摘要 ( 1524 )   PDF(499KB) ( 1254 )  
以沪—蓉线庙垭分岔隧道工程为背景,研究了其浅埋大跨段掘进爆破的地表震动效应及大断面开挖减震控制技术,并结合爆破监测数据的回归分析,确立了地震波垂向衰减规律的数学模型。综合分析地表及洞内地震波的震动特性发现,地表质点振动主振频率主要集中在低频段;由于表土的滤波作用,主振频率随距离的增加而减小的趋势并不明显;洞内混凝土衬砌减弱了爆破对围岩的冲击,高频地震波衰减极快;开挖区上部的地表振速通常大于未开挖区的振速,浅埋大跨隧道爆破安全控制应以已开挖区顶部的地表振速为准。
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基于A*算法的边坡稳定分析方法
郭炳跃 ,张发明 ,刘建东 ,薛怀友
. 2008 (8):  2297-2301. 
摘要 ( 1593 )   PDF(2019KB) ( 791 )  
岩质边坡的失稳大都是沿各软弱结构面而发生的,其滑动面往往是软弱结构面的组合,呈阶梯状。岩石边坡中存在大量的随机结构面,从中找出抗剪力最小的滑裂面是边坡工程中的一个研究方向。在岩体结构面调查统计的基础上,用随机网络模拟再现结构面的空间分布,在此基础上应用A*算法,搜索出岩石边坡的临界滑裂面,并对临界滑裂面上的边坡体任意斜条分,与Sarma分析方法相结合,形成一种改进的分析岩石边坡稳定性的方法—— Sarma-A*分析法,通过工程实例验证该方法的合理性。
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复合加筋排水褥垫加固路基有限元计算
蔡晓光,刘汉龙
. 2008 (8):  2302-2306. 
摘要 ( 2024 )   PDF(7307KB) ( 368 )  
复合加筋排水褥垫是针对沿海缺砂地区开发的,具有水平排水与加筋作用的一项新型专利技术,可取代软基加固中的排水砂垫层。采用二维平面应变Biot固结有限元模型对复合加筋排水褥垫软土路堤进行了数值模拟,结果表明复合加筋排水褥垫可以满足水平排水要求,另外与传统的水平排水砂垫层相比,该技术可降低地基附加正应力和超孔隙水压力,有效抑制路基侧向变形的发展,减小路基沉降与不均匀沉降,提高路基稳定性,加筋效果显著。
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