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基于水平吸渗确定土壤水分扩散率的解析-修正法

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农业工程学报 2022年第2期38卷 67-75页

作者：帅嘉伟龙平胡世丽王观石杨耀杰罗嗣海江西理工大学土木与测绘工程学院赣州341000 江西理工大学江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室赣州341000

准确测试土壤水分扩散率是研究水分在土壤中运移的关键之一。针对水平吸渗法测试土壤水分扩散率易受边界效应影响的问题,该研究构建解析-修正法,以提高测试结果的精度。假设第一类边界条件下,一维水平入渗Richards方程解的形式与其对应... 详细信息

准确测试土壤水分扩散率是研究水分在土壤中运移的关键之一。针对水平吸渗法测试土壤水分扩散率易受边界效应影响的问题,该研究构建解析-修正法,以提高测试结果的精度。假设第一类边界条件下,一维水平入渗Richards方程解的形式与其对应线性化方程的解析解相似,结合常数变易法,推导了一维水平入渗Richards方程的近似解析解。将有限长土柱中测点含水率随时间的变化数据分为受边界影响和不受边界影响两部分,采用近似解析解修正受边界影响的数据,再采用水平吸渗法确定土壤水分扩散率,以此建立测试土壤水分扩散率的解析-修正法,并通过数值模拟试验和室内试验讨论方法的合理性。结果表明,采用解析-修正法得到的土壤水分扩散率与真实值的决定系数均在0.900以上,室内试验不同测点间测试结果的决定系数均大于0.950。由此可见,该方法可以准确地确定土壤水分扩散率。研究可为土壤水运动的模拟提供可靠参数。

关键词：土壤特性测试水平吸渗水分扩散率

非一致地震波动输入下大型钢筋混凝土框架结构-地基体系地震响应规律

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地震工程学报 2023年第4期45卷 887-893页

作者：彭浩高智能胡世丽谷音江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000 江西理工大学江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室江西赣州341000 福州大学土木工程学院福建福州350108 福州大学福建省土木工程多灾害防治重点实验室福建福州350108

为探索非一致地震波动输入对大型钢筋混凝土框架结构地震响应的影响,基于OpenSees软件平台建立二维钢筋混凝土框架结构-地基动力相互作用有限元模型。将El-Centro地震波按P波波形分别以0°、15°、30°和35°角入射该有限元模型进行计算... 详细信息

为探索非一致地震波动输入对大型钢筋混凝土框架结构地震响应的影响,基于OpenSees软件平台建立二维钢筋混凝土框架结构-地基动力相互作用有限元模型。将El-Centro地震波按P波波形分别以0°、15°、30°和35°角入射该有限元模型进行计算,对比分析框架柱内力和楼层层间位移的地震响应。研究发现非一致地震波输入方法对于大型钢筋混凝土框架结构建筑动力响应影响明显,随着地震波入射角的增大,钢筋混凝土框架结构底层柱的轴力幅值减小,剪力幅值增大,而弯矩幅值变化较小,楼层层间位移幅值也随之增大。研究结果对于大型钢筋混凝土框架结构抗震设计具有参考意义。

关键词：结构-地基相互作用大型钢筋混凝土结构非一致地震波动输入内力幅值层间位移

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基于空间插值算法确定离子型稀土矿体的底板

有色金属科学与工程 2023年第5期14卷 700-705页

作者：谢文强龙平胡世丽江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000

为了确定离子型稀土矿体底板,基于见石勘探孔数据,分别利用反距离权重法、径向基函数插值法、局部多项式法、普通克里金法和经验贝叶斯克里金法5种空间插值算法计算稀土矿体底板。通过随机选取不同数量的检验点进行独立数据集验证,以标... 详细信息

为了确定离子型稀土矿体底板,基于见石勘探孔数据,分别利用反距离权重法、径向基函数插值法、局部多项式法、普通克里金法和经验贝叶斯克里金法5种空间插值算法计算稀土矿体底板。通过随机选取不同数量的检验点进行独立数据集验证,以标准差、平均绝对误差和均方根误差作为评价指标。结果表明:径向基函数插值法的标准差和均方根误差均低于6.1,平均绝对误差低于4.9,插值精度优于其他4种插值方法,能够更准确地确定离子型稀土矿体底板形状。本研究可为离子型稀土矿体的注液、收液工程设计提供有力的技术支持。

关键词：离子型稀土矿体底板空间插值算法

浸矿剂浓度对离子型稀土矿体抗剪强度参数的影响

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稀土 2022年第6期43卷 58-64页

作者：彭浩胡世丽王观石洪本根王钰霖江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000 江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000

原地浸矿过程中离子型稀土矿体与浸矿剂发生离子交换和水化作用等,导致矿体颗粒成分、级配和矿体强度发生改变,从而影响矿山边坡的稳定性,甚至会造成山体滑坡等一系列工程问题。黏聚力、内摩擦角是影响矿体抗剪强度的主要参数,通过Zeta... 详细信息

原地浸矿过程中离子型稀土矿体与浸矿剂发生离子交换和水化作用等,导致矿体颗粒成分、级配和矿体强度发生改变,从而影响矿山边坡的稳定性,甚至会造成山体滑坡等一系列工程问题。黏聚力、内摩擦角是影响矿体抗剪强度的主要参数,通过Zeta电位测定试验、颗粒级配测定试验以及直剪试验,分析出不同浓度的浸矿剂硫酸铵溶液浸矿对离子型稀土矿样双电层厚度、颗粒级配和抗剪强度参数的影响规律。试验结果表明:浸矿作用下,对粒径小于0.075 mm的矿样,当硫酸铵溶液浓度小于2%时,随着溶液浓度增大,矿样颗粒间黏聚力减小,内摩擦角增大;当硫酸铵溶液浓度在2%~3.5%之间时,随着溶液浓度增大,矿样颗粒间黏聚力增大,内摩擦角减小。

关键词：离子型稀土滑动层颗粒级配黏聚力内摩擦角

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基于应力波频谱变化测试岩体节理的刚度

岩石力学与工程学报 2015年第8期34卷 1677-1683页

作者：龙平王观石胡世丽罗嗣海江西理工大学建筑与测绘工程学院江西赣州341000 江西理工大学工程研究院江西赣州341000

用线性变形节理描述宏观节理的变形特性,在节理的法线方向布置一条测线,测线上在节理两侧分别布置一个测点,用以记录入射侧和透射侧的波形,结合应力波垂直通过单一线性变形节理的透射系数和反射系数,利用透射侧波形的频谱,可以得到入射... 详细信息

用线性变形节理描述宏观节理的变形特性,在节理的法线方向布置一条测线,测线上在节理两侧分别布置一个测点,用以记录入射侧和透射侧的波形,结合应力波垂直通过单一线性变形节理的透射系数和反射系数,利用透射侧波形的频谱,可以得到入射侧测点处波形的计算频谱,令入射侧波形的频谱与计算频谱相等,提出应力波垂直入射时基于频谱测试节理刚度的方法。通过FLAC3D模拟,验证刚度测试方法的合理性,并分析入射波的峰值频率、节理刚度和节理两侧岩石的弹性模量对测试误差的影响,结果发现,节理刚度越大,测试误差越小;弹性模量越大,测试误差越大;峰值频率对测试结果影响较小;不同工况下,均具有较高的计算精度。在德兴铜矿露天开采临时边坡面上选择一个两侧岩体相对完整、所在坡面比较平整的宏观节理,进行了9次试验,9次试验的测试结果相近,9次试验的法向刚度测试值的方差为0.72,切向刚度测试值的方差为0.56,说明节理刚度测试方法具有稳定性高的特点。

关键词：岩石力学动力测试应力波线性变形节理节理刚度

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岩体软弱夹层的弹性模量动力测试方法

岩石力学与工程学报 2015年第9期34卷 1828-1835页

作者：王观石王星光胡世丽江西理工大学建筑与测绘工程学院江西赣州341000 中国地质大学工程技术学院北京100083

针对岩体软弱夹层的力学参数具有渐变性,假设软弱夹层的损伤度按照二次曲线规律变化,建立应力波在一维含软弱夹层岩体中的传播模型,研究应力波的波形变化规律,提出软弱夹层弹性模量的动力测试方法。现场试验研究表明:当采用波形变化系... 详细信息

针对岩体软弱夹层的力学参数具有渐变性,假设软弱夹层的损伤度按照二次曲线规律变化,建立应力波在一维含软弱夹层岩体中的传播模型,研究应力波的波形变化规律,提出软弱夹层弹性模量的动力测试方法。现场试验研究表明:当采用波形变化系数量化入射侧的计算波形和实测波形差异时,随着软弱夹层峰值损伤度增加,波形变化系数先减小后再增加,波形变化系数为最小值时,入射侧的计算波形和实测波形非常接近;随着子波主频增加,软弱夹层的动态弹性模量近似成线性增加,通过线性拟合求得软弱夹层的静态峰值弹性模量为0.74 GPa;基于变形相等原则计算得本次试验的软弱夹层的等效动态弹性模量为4.24 GPa,采用波速法测试得夹层动态弹性模量为4.70 GPa,波速法测试结果与等效动态弹性模量相近,表明该方法测试结果合理。

关键词：岩石力学软弱夹层弹性模量动力测试波形变化

弹性纵波垂直通过非线性结构面的傅里叶级数分析法

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岩土力学 2015年第6期36卷 1807-1814页

作者：龙平王观石胡世丽江西理工大学建筑与测绘工程学院江西赣州341000 江西理工大学工程研究院江西赣州341000

利用傅里叶级数计算任意函数形式的弹性纵波垂直通过非线性结构面的透射波和反射波的速度波形。采用双曲模型描述结构面的变形特性,基于位移不连续模型,结合波振面处动量守恒定律,推导了弹性纵波垂直通过非线性结构面的基本方程。假设... 详细信息

利用傅里叶级数计算任意函数形式的弹性纵波垂直通过非线性结构面的透射波和反射波的速度波形。采用双曲模型描述结构面的变形特性,基于位移不连续模型,结合波振面处动量守恒定律,推导了弹性纵波垂直通过非线性结构面的基本方程。假设应力波在含结构面岩体中传播时,结构面的存在不改变应力波波形函数的最小正周期,运用傅里叶级数理论和周期延拓方法,得到了任意函数形式的弹性纵波垂直入射时透射波和反射波速度波形的傅里叶级数解,并验证了傅里叶级数解是合理的。利用傅里叶级数解,分析了单一频率的正弦谐波入射至结构面时,透射波中各阶谐波的振幅和相位与谐波阶数的关系。研究结果表明,各阶谐波的振幅与阶数呈负指数关系衰减,前7阶谐波振幅的衰减指数为谐波阶数的二次函数,当谐波阶数大于7时,衰减指数为谐波阶数的一次函数;各阶谐波的相位与谐波阶数呈线性关系。

关键词：弹性纵波非线性结构面位移不连续模型傅里叶级数解

改进线弹性位移不连续模型和结构面弹性模量动力法测试

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岩石力学与工程学报 2016年第10期35卷 2022-2032页

作者：王观石刘单权胡世丽龙平江西理工大学工程研究院江西赣州341000 江西理工大学建筑与测绘工程学院江西赣州341000

线弹性位移不连续模型难以准确描述应力波穿过厚度较大的宏观结构面的传播过程,对结构面透射侧的位移分量和应力分量进行多次泰勒展开,建立改进线弹性位移不连续模型,运用原模型和改进模型测试结构面弹性模量,研究阻抗比和结构面厚度对... 详细信息

线弹性位移不连续模型难以准确描述应力波穿过厚度较大的宏观结构面的传播过程,对结构面透射侧的位移分量和应力分量进行多次泰勒展开,建立改进线弹性位移不连续模型,运用原模型和改进模型测试结构面弹性模量,研究阻抗比和结构面厚度对测试误差的影响,研究结果表明:当阻抗比较小时,应选择改进模型,基于反射波的波形差异测试结构面弹性模量;当阻抗比较大时,应选择原模型,基于透射波的波形差异测试结构面弹性模量;数值模拟得到测点振动波形,分析结构面厚度对测试偏差的影响,随结构面厚度增加,基于改进模型反射波波形差异的测试偏差减小,基于原模型透射波波形差异的测试偏差增加,现场试验与数值模拟的结果是一致的。

关键词：岩石力学线弹性位移不连续模型结构面弹性模量测试测试误差

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层状岩体滤波特性研究

振动与冲击 2015年第20期34卷 135-142,149页

作者：王观石龙平胡世丽江西理工大学建筑与测绘工程学院江西赣州341000 中国地质大学工程技术学院北京100083

用振幅、相位透射、反射系数描述应力波在结构面的波形变化,充分考虑应力波在层间、层内多重透射、反射条件下建立层状岩体中透射、反射系数计算模型;分别计算的层状岩体透射系数及波形与已有研究结果吻合,表明该模型计算结果合理。讨... 详细信息

用振幅、相位透射、反射系数描述应力波在结构面的波形变化,充分考虑应力波在层间、层内多重透射、反射条件下建立层状岩体中透射、反射系数计算模型;分别计算的层状岩体透射系数及波形与已有研究结果吻合,表明该模型计算结果合理。讨论结构面刚度、岩层厚度及结构面数量对层状岩体滤波特性影响。结果表明,结构面刚度及岩层厚度是影响弹性层状岩体滤波特性的主要因素,层状岩体具有多尺度梳状滤波器特性,随岩层厚度与波长之比γ增加,振幅透、反射系数成两种尺度周期性变化,由层内多重透、反射形成大尺度周期γ=0.5,并存在一个带通、一个带阻,在带通内又存在多个小尺度周期,由层间多重透、反射形成;层状岩体具有多带通滤波特性,结构面刚度增加,岩体带通上、下限频率同时增加,且上限频率增加幅度较下限大,随频率增加,带通宽度近似成负指数减小;所有岩层厚度相同时带通中心频率约为岩层一阶固有频率的整数倍,各岩层厚度不相等时层状岩体仅在各岩层共同谐振频率处表现为带通。

关键词：层状岩体多重透反射梳状滤波器低通滤波