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Chinese Journal of Acoustics 2024年第3期43卷 363-379页

作者： ZHANG Yong MIAO Jinqiang WANG Yong liu guanshi College of Civil Engineering Zhejiang University of TechnologyHangzhou310023 State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering Institute of Rock and Soil MechanicsChinese Academy of SciencesWuhan430071

To investigate the dispersion characteristics of shallow sandy sediments on the seabed,a comparative analysis was conducted on the longitudinal and transverse wave dispersion features in typical sandy sediments described by the three acoustic propagation models using the Biot model,the Biot-Stoll model and the Biot-Stoll with contact squirt flow and shear drag(BICSQS)model developed from the theory of porous *** effects of different dissipation mechanisms in the models on the acoustic dispersion relationship were ***,the applicability of the models to sandy sediments was explored using integrating empirical *** results indicate that the acoustic dispersion characteristics of sediments are the result of different dissipation mechanisms,which are different in different frequency bands and have different effects on the propagation of longitudinal and transverse waves in the same frequency *** the frequency increases,the measured acoustic speed and attenuation of sandy sediments exhibit higher dispersion trends than those predicted by the Biot and Biot-Stoll *** contrast,the BICSQS model demonstrates a more reasonable prediction and interpretation of experimental phenomena with better applicability.

关键词： sandy shallow dispersion

基于Biot理论的饱和砂质沉积物声传播模型及耗散机制分析

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声学学报 2024年第5期49卷 1073-1082页

作者：张勇缪金强王勇刘观仕浙江工业大学土木工程学院杭州310023 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

为研究海底浅表砂质沉积物的频散特性,利用由多孔介质理论发展而来的Biot模型、Biot-Stoll模型和附加接触喷流与剪切拖曳的Biot-Stoll模型(BICSQS模型),对比三种声传播模型描述下的典型砂质沉积物中纵波和横波频散特性,分析了模型中不... 详细信息

为研究海底浅表砂质沉积物的频散特性,利用由多孔介质理论发展而来的Biot模型、Biot-Stoll模型和附加接触喷流与剪切拖曳的Biot-Stoll模型(BICSQS模型),对比三种声传播模型描述下的典型砂质沉积物中纵波和横波频散特性,分析了模型中不同耗散机制对其声频散关系的影响;结合实测数据探讨了各模型对砂质沉积物的适用性。结果表明,沉积物的声频散特性是不同耗散机制共同作用的结果,不同频段内的主要耗散机制不同,相同频段内耗散机制对纵波和横波的传播影响亦不同;随着频率的增加,相比Biot和Biot-Stoll模型的预测结果,砂质沉积物的实测声速和衰减系数表现出更高的频散趋势,而BICSQS模型可更合理地预测和解释试验现象,适用性更好。

关键词：砂质沉积物 Biot 理论声传播耗散机制频散关系

Combination of effective color information and machine learning for rapid prediction of soil water content

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Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2023年第9期15卷 2441-2457页

作者： guanshi liu Shengkui Tian Guofang Xu Chengcheng Zhang Mingxuan Cai State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering Institute of Rock and Soil MechanicsChinese Academy of SciencesWuhan430071China Guangxi Key Laboratory of Rock and Soil Mechanics and Engineering Guilin University of TechnologyGuilin541004China

Soil water content(SWC)is one of the critical indicators in various fields such as geotechnical engineering and *** avoid the time-consuming,destructive,and laborious drawbacks of conventional SWC measurements,the image-based SWC prediction is considered based on recent advances in quantitative soil color *** this study,a promising method based on the Gaussian-fitting gray histogram is proposed for extracting characteristic parameters by analyzing soil images,aiming to alleviate the interference of complex surface conditions with color information *** addition,an identity matrix consisting of 32 characteristic parameters from eight color spaces is constituted to describe the multi-dimensional information of the soil ***,a subset of 10 parameters is identified through three variable analytical ***,four machine learning models for SWC prediction based on partial least squares regression(PLSR),random forest(RF),support vector machines regression(SVMR),and Gaussian process regression(GPR),are established using 32 and 10 characteristic parameters,and their performance is *** results show that the characteristic parameters obtained by Gaussian-fitting can effectively reduce the interference from soil surface *** RGB,CIEXYZ,and CIELCH color spaces and lightness parameters,as the inputs,are more suitable for the SWC prediction ***,it is found that 10 parameters could also serve as optimal and generalizable predictors without considerably reducing prediction accuracy,and the GPR model has the best prediction performance(R^(2)≥0.95,RMSE≤2.01%,RPD≥4.95,and RPIQ≥6.37).The proposed image-based SWC predictive models combined with effective color information and machine learning can achieve a transient and highly precise SWC prediction,providing valuable insights for mapping soil moisture fields.

关键词： Soil water content(SWC) Digital image Soil color Color space Machine learning

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

高速公路软土路基拓宽粉喷桩处治方案分析与验证

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岩石力学与工程学报 2008年第2期27卷 309-315页

作者：刘观仕孔令伟李雄威丁锋顾建武中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 沪宁高速公路镇江段扩建工程建设指挥部江苏镇江212028

交通量的迅速增长使越来越多早期建成的高速公路需要拓宽改建,而软基路段新老路基变形协调控制是主要技术难题之一。以沪宁高速公路镇江段扩建工程中采用粉喷桩处理的典型软基路段为背景,考虑老路基先期固结,采用FLAC3D程序分析桩长、... 详细信息

交通量的迅速增长使越来越多早期建成的高速公路需要拓宽改建,而软基路段新老路基变形协调控制是主要技术难题之一。以沪宁高速公路镇江段扩建工程中采用粉喷桩处理的典型软基路段为背景,考虑老路基先期固结,采用FLAC3D程序分析桩长、桩距、桩侧摩阻力、铺设土工格栅与否及填土速率等对新老路基变形协调的影响。其过程为先分析桩长与桩距的影响,然后在此基础上分析其他因素的影响。研究结果表明:桩长和桩距对拓宽路基的影响最为显著,桩长过大对减小沉降无太大意义,桩距过大则不能满足沉降控制要求,计算断面合理的桩长为进入持力层2.5 m左右,且合理桩距为1.1m。实际桩侧摩阻力相对设计值降低量不超过50%时,其对路基沉降的影响较小;有桩和桩帽时在路基底铺设土工格栅对减小路基沉降和不均匀沉降的作用很小。路堤填土速率较大时对沉降速率有一定影响,但对累计沉降基本无影响,小于10kPa/d的加载速率是可行的。基于以上结果,确定优化的路基处治方案,通过沉降监测证明计算结果与实测结果基本相符,拓宽路基沉降满足设计要求。

关键词：公路工程路基拓宽软基变形沉降计算

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中膨胀土路堤包边方案及其试验验证

岩石力学与工程学报 2006年第9期25卷 1777-1783页

作者：陈善雄余颂孔令伟郭爱国刘观仕中国科学院武汉岩土力学研究所

中膨胀土具有较强的吸水膨胀软化特性,其CBR值低于3%,不能满足路基对填料的强度要求,若用作路基填料必须进行处理。对中膨胀土路堤包边方案进行深入论证,对中膨胀土包边路堤边坡稳定性、路基强度与变形及石灰包边层的保湿作用进行分析... 详细信息

中膨胀土具有较强的吸水膨胀软化特性,其CBR值低于3%,不能满足路基对填料的强度要求,若用作路基填料必须进行处理。对中膨胀土路堤包边方案进行深入论证,对中膨胀土包边路堤边坡稳定性、路基强度与变形及石灰包边层的保湿作用进行分析。分析结果表明:中膨胀土包边路堤具有较好的浅层稳定性和整体稳定性;包边条件下,填土具有较高的强度和较低的变形,满足路用要求;包边层具有良好的防风化和保湿作用。在此基础上,提出中膨胀土路堤包边方案,并通过现场试验进行验证,试验验证表明,石灰包边方案能经受当地自然条件和气候条件的影响,能保证路基的稳定和安全营运。

关键词：土力学膨胀土工程特性处置包边路堤高速公路

板间距对风积沙金属装配式基础上拔承载力影响研究

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岩石力学与工程学报 2022年第10期41卷 2149-2160页

作者：张程程刘观仕杨景胜赵青松徐国方桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司湖北武汉430071

新能源电力工程建设的发展,正推动金属装配式基础在风积沙地区的应用,底板间距的设计关系到上拔承载力的计算与成本控制。为此,在风积沙地基中开展真型试验与活动门试验,研究板间距与板宽之比为1.0,1.5和2.0情况下,基础的承载力、应力... 详细信息

新能源电力工程建设的发展,正推动金属装配式基础在风积沙地区的应用,底板间距的设计关系到上拔承载力的计算与成本控制。为此,在风积沙地基中开展真型试验与活动门试验,研究板间距与板宽之比为1.0,1.5和2.0情况下,基础的承载力、应力、周边土压力变化规律及板间土拱发展规律。结果表明,金属装配式基础的上拔承载力随板间距增大而线性减小;支架应力随板间距增大而减小,随距底板高度增大而增大,底板应力变化与支架相反,最大应力多出现于板条悬挑处;板间距对基础破裂面位置几乎无影响,反算的上拔角为20°;活动门试验发现,板间距越大,土拱越高,板间损失土体的体积越大,导致基础抗力损失越多;考虑板间土拱效应对土重法进行修正,计算结果更接近上拔承载力实测值。研究成果可为金属装配式基础板间距的合理设计提供参考依据。

关键词：土力学风积沙金属装配式基础板间距土拱效应上拔承载力

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高速公路高填方路堤拼接离心模型试验研究

岩石力学与工程学报 2007年第3期26卷 580-586页

作者：孟庆山孔令伟郭爱国胡明鉴刘观仕中国科学院岩土力学重点实验室湖北武汉430071

针对高速公路拓宽工程高填方路段新老路堤拼接问题,通过室内物理力学试验确定地基土、素土填料及其石灰改性土在拼接路堤填筑时的含水量和压实度控制参数;利用离心模型试验手段,进行提高填料压实度和石灰改性措施下拼接路堤协调变形试... 详细信息

针对高速公路拓宽工程高填方路段新老路堤拼接问题,通过室内物理力学试验确定地基土、素土填料及其石灰改性土在拼接路堤填筑时的含水量和压实度控制参数;利用离心模型试验手段,进行提高填料压实度和石灰改性措施下拼接路堤协调变形试验研究。试验结果表明,将拼接路堤不同位置填料压实度从90%,93%和95%相应提高到93%,94%和96%时,能够有效减小路堤本身变形,但对差异沉降的控制效果不大。进而对素土填料进行6%石灰改性后,不但可大大减小路堤本身的变形,而且还能减小路面不同部位之间的差异沉降,提高拼接路堤的协调变形效果。现场监测数据资料表明,离心模型试验能够反映原型施工工况效果。

关键词：土力学路堤拼接离心模型试验石灰改性变形协调

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基于RGB颜色信息的风积沙含水率测试

实验室研究与探索 2021年第5期40卷 22-26,96页

作者：赵青松刘观仕莫燕坤肖飞桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

基于土样摄影图像RGB颜色信息特征值的提取方法与自编MATLAB处理程序,测试分析不同含水率下压实风积沙的颜色信息变化规律,发现风积沙摄影图像的颜色特征分量R_E值与其含水率w呈明显的负相关函数关系,据此建立形如w=aR_E﹢b的含水率预... 详细信息

基于土样摄影图像RGB颜色信息特征值的提取方法与自编MATLAB处理程序,测试分析不同含水率下压实风积沙的颜色信息变化规律,发现风积沙摄影图像的颜色特征分量R_E值与其含水率w呈明显的负相关函数关系,据此建立形如w=aR_E﹢b的含水率预测模型,其参数a、b可通过两组或多组含水率标定试验确定。随后,采用上述方法对不同干湿程度风积沙试样进行含水率测试,然后与烘干法测试结果进行对比,验证了该预测方法的有效性和可靠性,为连续快速测试风积沙含水率提供了一种新途径。最后,讨论了该方法的优缺点,也尝试从微观角度解释R_E随含水率增加而降低的机理。

关键词：风积沙含水率摄影图像 RGB颜色信息预测模型

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砂石桩与强夯地基处理效果的动力触探评价

土工基础 2012年第1期26卷 12-15页

作者：钱晓彬张震勇刘观仕武汉王家墩中央商务区建设投资股份有限公司武汉430000 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

拟建的武汉王家墩堆山公园位于软弱地基上,采用砂石桩+强夯联合固结预压法进行地基处理。为了初步检验设计方案的可行性,选取了2块区域进行试验并进行整体效果评价,其中采用动力触探试验对桩间土在处理前后力学性能的变化进行评价。通... 详细信息

拟建的武汉王家墩堆山公园位于软弱地基上,采用砂石桩+强夯联合固结预压法进行地基处理。为了初步检验设计方案的可行性,选取了2块区域进行试验并进行整体效果评价,其中采用动力触探试验对桩间土在处理前后力学性能的变化进行评价。通过对比研究地基处理前后桩间土在同一深度的动探贯入击数的变化,发现砂石桩施工完成后,地基土体的强度整体均有所提高,而强夯处理后,深层土体的强度有所提高,表层土体强度反而有所降低。

关键词：地基处理砂石桩强夯动力触探