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摩擦效应影响下矩形移动荷载作用对地面的动力响应分析

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力学与实践 2024年

作者：王震强李奎奎汪过兵甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司西安理工大学岩土工程研究所

本文针对地面摩擦效应在工程车辆荷载作用下的动力响应问题，提出了一个考虑摩擦效应的三维计算模型和实用计算方法。通过将地面和地基土体视为半无限弹性体，并利用Dirac-delta函数和Heaviside函数描述矩形移动荷载，采用三重Fourier... 详细信息

本文针对地面摩擦效应在工程车辆荷载作用下的动力响应问题，提出了一个考虑摩擦效应的三维计算模型和实用计算方法。通过将地面和地基土体视为半无限弹性体，并利用Dirac-delta函数和Heaviside函数描述矩形移动荷载，采用三重Fourier变换以及降阶法进行求解并进行算法验证及动力响应分析。研究显示，摩擦效应减弱了矩形移动荷载对地面的纵向振动位移影响，而对横向振动及振动频率分布无显著影响。当土层厚度超过10米后振动影响基本消失，且荷载移动速度是影响振幅和频率分布的关键因素。

关键词：摩擦效应矩形移动荷载三重Fourier变换降阶法动力响应

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综合勘察技术在岩土工程勘察中的运用探析

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第8期 0085-0088页

作者：黄新亮巴州基安岩土工程勘察设计有限责任公司新疆巴音郭楞蒙古自治州841000

在经济不断发展的背景下,我国对基建行业的投入也逐渐增多。岩土工程勘察是各种建筑工程施工的前提,对建筑整体的稳定性有着决定性影响,其主要通过对建筑施工场地以及周边地理特征数据进行科学的计算,从而制定合理的施工方案,所以岩土... 详细信息

在经济不断发展的背景下,我国对基建行业的投入也逐渐增多。岩土工程勘察是各种建筑工程施工的前提,对建筑整体的稳定性有着决定性影响,其主要通过对建筑施工场地以及周边地理特征数据进行科学的计算,从而制定合理的施工方案,所以岩土工程勘察的质量十分重要。岩土工程勘察项目增加,勘察的范围扩大,地质复杂性也越来越高,给岩土工程勘察带来了更大的挑战。因此探究更为先进的勘察技术是提高岩土工程勘察水平的关键,将综合各大技术应用于岩土工程勘察,能够提高勘察的全面性和效率,促进岩土工程勘察水平进一步提高。本文通过介绍主要的综合勘察技术及其在岩土工程勘察中的应用,希望促进岩土工程勘察的发展进步。

关键词：综合勘察技术岩土工程勘察应用探析

地应力影响下钠长岩-片岩物理力学特征随赋存深度变化规律研究

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科学技术与工程 2024年第16期24卷 6674-6680页

作者：付俊蔡君郁华嘉何名声周罕吴灿萍中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司昆明650051 云南省岩土工程与地质灾害重点实验室昆明650051 凉山矿业股份有限公司会理615141

以西南地区凉山州拉拉铜矿的钠长岩-片岩物理力学特征为研究对象,研究物理力学特征随赋存深度变化规律,在标高+1 890~1 760 m共开展54个点的工程地质调查工作,标高+1 880~1 760 m 10次地应力测试,并在标高+1 984~1 760 m进行钠长岩、片... 详细信息

以西南地区凉山州拉拉铜矿的钠长岩-片岩物理力学特征为研究对象,研究物理力学特征随赋存深度变化规律,在标高+1 890~1 760 m共开展54个点的工程地质调查工作,标高+1 880~1 760 m 10次地应力测试,并在标高+1 984~1 760 m进行钠长岩、片岩的岩块取样,完成岩样的物理性质、单轴抗压强度、单轴压缩变形试验,获取各标高岩样的密度、孔隙率、单轴抗压强度、弹性模量、泊松比及岩体的节理间距、地应力测试数据。结果表明:该矿山钠长岩和片岩的单轴抗压强度、弹性模量、密度及泊松比均随赋存深度增加而增加,孔隙率及节理间距随赋存深度增加而减小。随着岩石的赋存深度增加,地应力值随之增加,直接改变了岩石的应力环境,岩体节理间距的变化同时反映了应力环境的改变。这也引起岩石孔隙率、密度的改变,进而组成岩石的矿物颗粒受到挤压,导致岩石的结构逐渐致密,岩石力学强度特性提高。

关键词：赋存深度物理力学特征钠长岩片岩

高速铁路微膨胀泥岩破碎土非饱和渗透特性研究

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中国铁道科学 2024年第1期45卷 1-11页

作者：余云燕丁小刚薛彦瑾罗崇亮李永鹏兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 甘南藏族自治州交通运输局甘肃甘南747000

非饱和渗透系数是非饱和膨胀泥岩土体渗流分析及水-力耦合研究的基础,对工程建设和工程病害预防具有重要意义。以新疆哈密地区微膨胀泥岩破碎土为例,制备4种不同初始干密度重塑土样,采用压力板法和滤纸法试验测量其土-水特征曲线,采用... 详细信息

非饱和渗透系数是非饱和膨胀泥岩土体渗流分析及水-力耦合研究的基础,对工程建设和工程病害预防具有重要意义。以新疆哈密地区微膨胀泥岩破碎土为例,制备4种不同初始干密度重塑土样,采用压力板法和滤纸法试验测量其土-水特征曲线,采用变水头试验测量土样饱和渗透系数;通过自主研制的土柱渗流试验装置进行恒定体积条件下一维土柱入渗试验,探究湿润锋前进法和瞬态剖面法的适用性,以获得不同初始干密度土体的非饱和渗透性曲线,并结合试验值对Childs和Collis-Geroge (CCG)渗透系数预测模型进行修正。结果表明:新疆哈密微膨胀泥岩破碎土的基质吸力范围为1~10^(5)kPa,渗透系数范围为10^(-9)~10^(-4)cm·s^(-1);试验土样初始干密度越大,大孔隙占比越小,阻渗作用越明显;CCG渗透系数预测模型可较好地反映土体渗透性曲线发展趋势,但在量值上随吸力的增加逐渐“远离”土体实测渗透性曲线;修正后的CCG渗透系数预测模型可反映不同初始干密度下土体渗透性曲线的发展规律。

关键词：高速铁路膨胀泥岩瞬态剖面法土-水特征曲线渗透系数 CCG渗透系数预测模型

钢框架结构黄土地基基础注浆花钢管桩加固研究

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甘肃科技 2024年第6期40卷 21-24,29页

作者：董圣君汪过兵王月圆甘肃省建材科研设计院有限责任公司甘肃兰州730020 西安理工大学岩土工程研究所陕西西安710048 甘肃第四建设集团有限责任公司甘肃兰州730060

注浆钢管桩在实际工程中有广泛应用和巨大潜力。以某钢框架结构黄土地基基础注浆钢管桩加固前后的实例为背景,通过选取1#、2#、3#3个测点,对钢管桩注浆前后的承载力进行研究。研究结果显示,注浆后的沉降变形相较于未注浆前显著降低,降... 详细信息

注浆钢管桩在实际工程中有广泛应用和巨大潜力。以某钢框架结构黄土地基基础注浆钢管桩加固前后的实例为背景,通过选取1#、2#、3#3个测点,对钢管桩注浆前后的承载力进行研究。研究结果显示,注浆后的沉降变形相较于未注浆前显著降低,降幅达到了67.3%~91.26%。注浆后的承载力相较于未注浆前也有显著提升,提升幅度为11.5%~14.6%。特别是在荷载加载到约15.5 t后,未注浆钢管的变形曲率明显增加,并且大于注浆钢管的变形曲率。同时还发现:采用注浆钢管桩不仅具有显著的经济效益,而且在实际工程中未发现明显的继续沉降变形。通过注浆花钢管桩加固钢框架结构黄土地基基础,为工程的安全稳定提供了坚实保障,证明了该技术安全、经济、高效和科学性,为今后类似工程地基基础加固处理和推广使用提供重要的科学依据。

关键词：黄土地基注浆钢管桩地基加固静载试验承载力

既有钢筋混凝土框架结构纠倾加固过程内力变化规律研究

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甘肃科技 2024年第8期40卷 23-26页

作者：樊建祥汪过兵曾民军闫小东赵彦龙温浩甘肃省建材科研设计院有限责任公司甘肃兰州730020 西安理工大学岩土工程研究所陕西西安710048 兰州铁路技师学院甘肃兰州730030

在棚户区改造中,住宅楼的顶升纠倾技术至关重要。为探究不同顶升与托换方式对结构内力的影响,采用先进的数值仿真技术,分析不同优化顶升和托换方式工况下结构的内力变化规律,旨在持续优化方案,提升纠倾加固效果并保障施工安全。通过系... 详细信息

在棚户区改造中,住宅楼的顶升纠倾技术至关重要。为探究不同顶升与托换方式对结构内力的影响,采用先进的数值仿真技术,分析不同优化顶升和托换方式工况下结构的内力变化规律,旨在持续优化方案,提升纠倾加固效果并保障施工安全。通过系统研究,精确模拟分析加固过程中框架结构的内力变化及安全性因素。分析结果表明:等比例顶升时结构最大应力线性减小且分布均匀,低于分段顶升,从受力与稳定性角度看,等比例顶升更具优势。对比4种托换方法,发现混凝土地梁加大截面法虽增大结构应力,但施工简便。因此,在钢筋混凝土框架加固中,可优先考虑此法。研究成果为类似工程提供了重要科学依据,并为技术推广奠定了坚实基础。

关键词：既有钢筋混凝土框架结构地基基础托换方式纠倾方式纠倾加固

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挟沙水流对堰塞坝溃决过程的影响机制试验

工程科学与技术 2024年

作者：马晨议彭铭石振明朱艳林伟强同济大学土木工程学院地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室中船第九设计研究院工程有限公司

在山洪、暴雨冲刷、堰塞坝群溃决等导致上游出现水土流失的情形下，堰塞坝的上游入流会形成挟沙水流。挟沙水流相对于清水会引发更复杂的入渗、侵蚀和沉积作用，显著影响堰塞坝的溃坝过程和峰值流量。本文通过水槽模型试验，研究了挟沙... 详细信息

在山洪、暴雨冲刷、堰塞坝群溃决等导致上游出现水土流失的情形下，堰塞坝的上游入流会形成挟沙水流。挟沙水流相对于清水会引发更复杂的入渗、侵蚀和沉积作用，显著影响堰塞坝的溃坝过程和峰值流量。本文通过水槽模型试验，研究了挟沙水流的浓度和粒径对堰塞坝溃决过程的影响机制，探讨了挟沙水流在堰塞坝溃决过程中的侵蚀、沉积和淤堵效应。试验结果表明，相比于清水，挟沙水流的粘性增加，增强了挟沙水流的侵蚀能力，同时也增强了沉积作用。在溃口形成阶段和溃口发展阶段末期，低速的高浓度挟沙水流产生较强的沉积作用，导致其侵蚀速率略有降低，坝前最高水位和残余坝高增加。在溃口发展阶段前中期，高速的挟沙水流侵蚀能力增强，沉积作用变弱，表现为侵蚀速率提高，溃决峰值流量增加。随着挟沙水流体积浓度的增加，挟沙水流的粘性显著增加，导致堰塞坝的侵蚀速率、溃口尺寸以及溃坝峰值流量均增加。随着挟沙水流最大粒径的增加，挟沙水流粘性变化不大，坝体侵蚀速率、溃坝峰值流量等变化也不大。挟沙水流在溃坝过程中产生了明显的淤堵效应，并在坝体内部形成具有致密结构的滞留层。该滞留层使得挟沙水流的入渗程度降低，溃口侧坡的饱和区位置降低，进而导致侧坡滑塌的规模增加。

关键词：堰塞坝挟沙水流水槽试验漫顶溃决峰值流量

Sentinel-1/2影像在兰州北山削山造地范围识别中的应用

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自然资源遥感 2024年

作者：牛全福雷姣姣刘博王浩张瑞珍王刚兰州理工大学土木工程学院甘肃省应急测绘工程研究中心甘肃大禹九洲空间信息科技有限公司院士专家工作站

削山造地是空间发展受地形所限的城市克服土地资源稀缺、解决城市空间拓展最为直接的途径,利用遥感技术快速准确获取削山造地范围信息,为科学评估区域生态环境和新城发展规划具有十分重要的意义。本研究基于GEE遥感云计算平台,利用Senti... 详细信息

削山造地是空间发展受地形所限的城市克服土地资源稀缺、解决城市空间拓展最为直接的途径,利用遥感技术快速准确获取削山造地范围信息,为科学评估区域生态环境和新城发展规划具有十分重要的意义。本研究基于GEE遥感云计算平台,利用Sentinel-1 SAR和Sentinel-2 MSI数据,结合多时相变化监测和随机森林算法获取了研究区2017—2022年削山和造地范围时空分布,研究结果表明:(1)采用组合升轨+降轨影像,在噪声滤除和多时相影像合成的基础上,计算削山造地前后后向散射强度的差值,并采用百分位阈值法结合样本数据确定阈值进行开挖区范围提取,得出该方法的可操作性强,提取的总体分类精度和Kappa系数分别达85%和0.83。(2)利用Sentinel-1的VH极化波段多时相变化监测法,采用组合升轨+降轨影像提取了研究区2017—2022年逐年削山造地开挖区空间分布。发现2019年前开挖区主要集中在九州开发区、碧桂园和保利领秀山,2020年以后新增加了刘家沟、水源站等开挖区,开挖范围和强度逐渐增大。(3)联合SAR和光学数据的光谱特征、纹理特征和地形特征,在特征优化的基础上结合随机森林算法获取了2017—2022年逐年削山造地范围空间分布。其中,2018年前造地规模较小,面积为2.655 km2;2019年以后造地规模逐年增大,特别是2021年,其造地面积达12.607 km2,占监测期间总造地面积的34.56%,2022年在原造地基础上开挖,因坡度和开挖量逐渐增大,造地面积仅2.686 km2。本文构建的削山造地开挖区监测和造地范围提取方法可有效获取削山和造地范围快速监测与提取。

关键词：削山造地 Sentinel影像多时相变化监测随机森林

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隧道衬砌裂缝特征对承载力的影响分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 37-45页

作者：刘学增李振杨芝璐桑运龙孙州同济大学土木工程学院上海200092 岩土及地下工程教育部重点实验室(同济大学) 上海200092 上海地下基础设施安全检测与养护装备工程技术研究中心上海200092 上海同岩土木工程科技股份有限公司上海200092

为明确松动荷载作用下,衬砌裂缝特征对结构承载性能的影响,通过1∶10模型试验和数值分析研究了带裂缝结构的受力变形特征、破坏模式和极限承载能力。结果表明:对于预制裂缝长度不超过L/3(试件纵向长度)、深度不超过0.7 H(试件厚度)的试... 详细信息

为明确松动荷载作用下,衬砌裂缝特征对结构承载性能的影响,通过1∶10模型试验和数值分析研究了带裂缝结构的受力变形特征、破坏模式和极限承载能力。结果表明:对于预制裂缝长度不超过L/3(试件纵向长度)、深度不超过0.7 H(试件厚度)的试件,裂缝发展存在阶段性特征,试件破坏由拱腰失效引起,属于延性破坏。对于预制裂缝长度不低于2 L/3或深度不低于0.9 H的试件,裂缝发展过程不存在阶段性特征,试件破坏由拱顶失效引起,属于脆性破坏;随裂缝长度和深度增加,结构极限承载力降低。当预制裂缝长度为L/3且深度为0.3 H、0.7 H、0.9 H,以及长度为2 L/3且深度为0.3 H、0.7 H时,试件极限承载力依次为完整试件的86.96%、78.26%、73.91%、69.57%、60.87%。相比于裂缝深度,纵向长度对结构承载性能影响更明显,可作为裂缝评价的重要指标;提出了基于裂缝特征的衬砌承载力预测公式,可明确带裂衬砌的极限承载力,为结构性能评估、加固时机及加固参数的选取提供依据。

关键词：隧道工程极限承载力模型试验裂缝特征扩展有限元

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