• 2021年第3期文章目次
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    • >“川藏线工程科考与研究”专栏
    • 古滑坡堰塞坝链生灾害演化过程分析——以巴塘措纳学错堰塞坝为例∗

      2021(3):403-411. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20210114002

      摘要 (220) HTML (0) PDF 1.92 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:沟谷型滑坡‐堰塞湖‐溃决洪水灾害链的影响是工程地质领域一直关注的热点,而其运动过程则主要体现在滑坡堵江形成的堰塞坝地貌形态上。通过野外调查、无人机航拍和模型分析深入探讨了四川省巴塘县措纳学错堰塞坝的形成过程和灾害链运动特征。研究结果表明,研究区空间分布的复杂微地貌反映了滑坡体不同的运动特征, 2#滑坡运动区与堆积区交界处滑坡物质由于左旋或右旋剪切运动形成滑坡垄;在堆积区 2#III‐1 由于拉伸运动形成了滑坡台地;同时,在 2#III‐1 边缘由于压缩运动形成了滑坡脊;在与 1#滑坡接触碰撞下,滑坡物质发生翻转并倾覆至坝体中央,形成巨型块石组成的甲壳相;在堆积区末端 2#III‐3 子区,滑坡体的径向扩展运动形成滑坡丘。同时通过现场调查分析了堰塞湖回水淹没过程,结果表明,回水淹没 77.2 d 后堰塞湖面由海拔 3 298 m 上涨到 4 410 m,此时堰塞坝发生溃决。最后,计算了堰塞湖溃决洪水运动参数并对下游演进过程进行了分析,计算得到峰值流量约为 27 392 m3 /s。

    • 降雨条件下拟建川藏铁路典型段潜在滑坡三维稳定性动态识别研究∗

      2021(3):422-431. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.202008015

      摘要 (90) HTML (0) PDF 1.66 M (296) 评论 (0) 收藏

      摘要:拟建川藏铁路是国家中长期规划网中的重要一线,具有重大的国防和经济意义。铁路横穿青藏高原东缘地形急变带,沿线发育崩塌、滑坡等众多山地灾害。以川藏铁路比选线邦达机场至然乌段作为主要研究区段,在对该段已有滑坡灾害进行野外调查和遥感解译的基础上,将降雨入渗斜坡稳定性分析模型(TRIGRS)中的降雨入渗模块和三维斜坡稳定性分析模型(Scoops3D)有机结合起来,对川藏铁路典型段的潜在滑坡进行系统的三维搜索及识别,分析天然状态下潜在滑坡的分布范围和 50 年一遇极端降雨情景下研究区段斜坡稳定性的动态变化。研究结果表明:(1)在天然状态下,高风险潜在滑坡主要集中分布于拟建怒江大桥附近,低风险潜在滑坡主要分布于冷曲河两岸陡峻斜坡和拟建怒江大桥附近;(2)在 50 年一遇极端降雨情景下,潜在滑坡区的分布范围较天然状态下均显著增大,高风险和低风险潜在滑坡在拟建怒江大桥附近和沿冷曲河两岸陡峻斜坡均有密集分布;(3)极端降雨情景下模型计算的潜在滑坡分布结果与历史滑坡灾害的分布特征基本是一致的。

    • 考虑冲刷影响的川藏线连续梁桥横向地震易损性分析∗

      2021(3):441-447. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201904083

      摘要 (148) HTML (0) PDF 844.16 K (274) 评论 (0) 收藏

      摘要:冲刷将减小土体对桥梁基础的横向支撑作用,削弱桥梁结构刚度,进而影响桥梁结构的动力学特性和抗震性能,因此有必要研究冲刷对桥梁结构抗震性能的影响。以川藏线常见的三跨连续梁桥为工程背景,利用有限元软件 SAP2000 建立桥梁结构有限元模型,利用 m 法考虑桩土相互作用,讨论了冲刷深度变化对桥梁结构动力学特性的影响。选取曲率延性作为桥墩和桩基的损伤指标,考虑材料和几何非线性,通过增量动力分析方法得到不同横向地震动强度下桥墩和桩基的峰值曲率,建立了不同冲刷深度下桥墩、桩基在轻微损伤、中等损伤、严重损伤以及完全破坏状态下的地震易损性曲线。研究结果表明:冲刷深度增加将增大桥梁结构自振周期;桥墩在各损伤状态下的损伤概率随冲刷深度的增大而不断减小;冲刷深度较小时,桩基的损伤概率随冲刷深度增加而增大,但当冲刷深度超过某一值时,桩基的损伤概率反而有所减小。

    • 轻小型无人机遥感在高山峡谷区山地灾害应急监测中的应用∗

      2021(3):448-454. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201910037

      摘要 (98) HTML (0) PDF 1.31 M (230) 评论 (0) 收藏

      摘要:高山峡谷区频发的山地灾害易堵塞河道形成堰塞湖,对下游城镇和重要基础设施影响极为严重。复杂的地形地貌环境中无法找到合适起降场地、航线规划不准、操作复杂等因素极大地限制了专业级无人机遥感系统在该区域的应用。针对高山峡谷区山地灾害发生后观测数据获取困难局面,探索将轻小型无人机应用于灾害应急监测。以藏东南深切峡谷地区 102 滑坡群 2# 滑坡、古乡沟泥石流为例,介绍了轻小型无人机遥感数据快速采集流程。基于航测影像数据对灾害现场进行三维模型快速重建,并将建模结果与三维激光点云模型对比,验证方法的可行性和准确性。结果表明:应急条件下基于轻小型无人机的山地灾害三维模型精度在分米级,平面方向精度高于高程方向 ,最大误差率低于 9.7%。 作为一种数据快速获取方法 ,可将其应用到山地灾害应急监测领域。

    • >“环境岩土技术研究”专栏
    • MICP技术对遗址土开裂抑制作用的试验探究∗

      2021(3):455-462. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020110917

      摘要 (95) HTML (0) PDF 1.39 M (191) 评论 (0) 收藏

      摘要:遗址土长期经受干湿循环作用,土体表面产生的裂隙对其保存构成威胁。为了探究 MICP 技术在土遗址修缮中的应用,基于巴氏芽孢杆菌开展微生物矿化作用的前期研究,确定了微生物最佳培养时间、菌液的最佳菌胶比、最佳胶结液浓度和拌合菌液的最佳体积分数;利用最优条件的研究结果对遗址土干缩开裂抑制作用进行研究, 设置纯水拌合的对照组,对比观察初次干湿循环下烘干过程中的裂隙发育情况,分析三次干湿循环后裂隙的二值化图像,对比裂隙率,证明了 MICP 技术对遗址土干缩开裂的有效抑制;结合电镜扫描图像,分析碳酸钙胶结物的作用机理。通过试验研究和电镜图像的拟合分析,证明 MICP 技术对减缓遗址土开裂具有积极作用,为土遗址的修缮和维护提供了新思路。

    • 高温状态下受热时间对膨润土物性指标的影响∗

      2021(3):463-469. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020110903

      摘要 (71) HTML (0) PDF 898.17 K (355) 评论 (0) 收藏

      摘要:高温状态下膨润土的物性指标变化是高放核废物深地质处置库设计的重要参数之一。通过高温状态下不同受热时间 MX80 钠基膨润土的比重、液塑限、自由膨胀率试验,研究了受热时间对膨润土基本物性指标的影响规律;并通过热重分析(TGA)、X 衍射(XDR)、电镜扫描(SEM)试验,从微观角度对上述变化规律进行了合理解释。 研究结果表明:随着受热时间的增加,膨润土的比重、液塑限、自由膨胀率在受热 15~30 天内急剧下降,降幅分别为 2.5%、3.1% 和 28.3%,之后各值变化量很小;高温状态下,膨润土的矿物成分转化、结合水脱附、微观形貌改变是膨润土物性指标发生变化的根本原因,三者之间相互作用和彼此影响。

    • 垃圾填埋场PBFC防渗浆材吸附性能试验研究∗

      2021(3):470-476. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201907050

      摘要 (69) HTML (0) PDF 1.08 M (242) 评论 (0) 收藏

      摘要:以水泥?膨润土为主要材料,以粉煤灰替代部分水泥,辅以碳酸钠,聚乙烯醇(PVA)等外掺剂制备一种低渗透性,对垃圾渗滤液具有较好吸附阻滞效果的防渗浆材(即 PBFC 防渗浆材)。通过该浆材的吸附阻滞试验及 SEM 微观分析探讨了其吸附阻滞作用机理。SEM 图显示,掺入 PVA 可使水泥水化反应更充分,从而提高浆材吸附性能。 PBFC 防渗浆材的 PVA 掺量为 1.5 g/L 时,其渗透系数最低可达到 0.7×10-8 cm/s。通过 PBFC 防渗浆材吸附阻滞作用的有效发挥,垃圾场渗滤液中部分有害成分的浓度达到了《城市生活垃圾填埋场污染控制标准》的要求,且 PVA 掺量为 1.5 g/L 时,渗滤液有害成分的浓度值降到最低,这与 PVA 对防渗浆材渗透系数的影响是一致的。PB? FC 防渗浆材对铅、汞等重金属离子的吸附阻滞率接近 100%,满足生活垃圾填埋场的使用要求。

    • 微生物修复柴油污染土试验研究∗

      2021(3):477-484. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020110912

      摘要 (1745) HTML (0) PDF 1.16 M (170) 评论 (0) 收藏

      摘要:为比较提取的 5 种降解菌及混合菌修复柴油污染土的能力,利用超声萃取-紫外分光光度法对修复后柴油污染土剩余油浓度进行测定,研究温度、pH、含水率及接种量等对柴油污染土降解效果的影响。结果表明,降解菌的降解率随温度升高先增大后减小,且温度为 32 ℃时,六种组合柴油污染土的降解率均达到最大值;随 pH 增大,苍白杆菌属的降解率逐渐减小,铜绿假单胞菌的降解率逐渐增加,假单胞菌属、戈登氏菌属和混合菌的降解率先减小后增大,博德特氏菌的降解率先增大后减小;随含水率增大,苍白杆菌属和混合菌的降解率先增大后减小,假单胞菌属、戈登氏菌属、铜绿假单胞菌和博德特氏菌属的降解率呈上升趋势;随接种量增大,苍白杆菌属和混合菌的降解率先增大后减小,假单胞菌属、戈登氏菌属、铜绿假单胞菌和博德特氏菌属的降解率先减小后增大。通过对比试验建议使用混合菌修复柴油污染土,并给出了降解优化条件。

    • 胶结液注入轮数和体积对微生物加固粉土的影响∗

      2021(3):485-490. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201904056

      摘要 (60) HTML (0) PDF 922.40 K (146) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过微生物诱导碳酸钙沉积可以将松散土颗粒胶结成整体从而达到加固目的。胶结液的注入轮数和每轮使用的胶结液体积会影响加固效果,但目前关于这方面的研究还不充分。以海相粉土为处理对象,通过室内试验来研究胶结液的注入轮数和体积对加固效果的影响。改变胶结液注入轮数的试验结果表明:随着注入轮数的增加, 试样中沉积生成的碳酸钙逐渐增多,碳酸钙的分布比较均匀,加固后的无侧限抗压强度逐渐提高;但当胶结液的注入达到一定轮数后,强度的增长幅度逐渐减缓。改变每轮胶结液体积用量的试验结果表明:胶结液体积的增加会带来碳酸钙数量的增加和强度的提高,但当胶结液体积从 1.5Vv( 孔隙体积)增加至 2Vv后,效果改善不明显。从钙离子用量与无侧限抗压强度的关系也表明,每轮注入的胶结液体积应选择 1.5Vv

    • 生活垃圾焚烧底灰对亚甲基蓝的吸附性能研究∗

      2021(3):491-496. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020110928

      摘要 (57) HTML (0) PDF 863.97 K (151) 评论 (0) 收藏

      摘要:垃圾焚烧底灰(MSWI 底灰)是垃圾焚烧的副产品之一,将 MSWI 底灰应用于透水路基,不仅能满足透水路基强度和渗透性需求,还能吸附雨水径流中的有机污染物。以苏州七子山垃圾焚烧厂 MSWI 底灰为原料,通过吸附试验及扫描电子显微镜(SEM),对其作为透水路基材料的吸附性能及机理进行了研究。结果表明,MSWI 底灰的微观结构为球状结构,具有较大比表面积,粒径小于 7.6 mm 的底灰比表面积约为 10 m2 /g。可溶盐的溶解也能够增加吸附点位,从而促进有机物的吸附。动力学模型和等温吸附模型揭示了吸附为单分子层吸附,吸附能够在 200 min 内达到平衡。由于可溶盐的溶解,表面具有一定的非均匀性,非均匀系数为 0.75。根据 Langmuir 等温吸附模型计算,其对亚甲基蓝的最大吸附量约为 5.44 mg/g。

    • 珊瑚碎屑颗粒内孔隙特性微观试验研究∗

      2021(3):497-503. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020110904

      摘要 (45) HTML (0) PDF 938.07 K (187) 评论 (0) 收藏

      摘要:珊瑚碎屑是一种特殊的岩土材料,其显著特征是存在大量的内孔隙。为了深入揭示珊瑚碎屑内孔隙特性,通过电镜扫描(SEM)和压汞试验(MIP),分别定性和定量化地分析了珊瑚碎屑颗粒表面及内部孔隙形态特征和分布规律。结果表明:珊瑚碎屑存在由珊瑚虫生长和微生物共生形成的两类大小、形态及分布不同的内孔隙;珊瑚碎屑的整体孔隙度为 9%~25%,由珊瑚虫生长而形成的孔隙等效直径为 10~200 μm;由微生物形成的孔隙面孔隙度低,孔隙直径多为 4 μm 以下,且等轴或不等轴孔隙占绝大部分。

    • MICP技术加固岩石节理的力学机理试验研究∗

      2021(3):504-510. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201905003

      摘要 (86) HTML (0) PDF 1.61 M (202) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)是近年国内外兴起的一种微生物岩土技术,即利用微生物新陈代谢的矿化作用诱导产生碳酸盐沉淀,在土体抗液化、堤坝加固等领域得到广泛实验和应用,相较传统边坡加固手段,其绿色环保的特点更符合可持续发展理念。为探究 MICP 技术在完全分离的岩石节理试件中的胶结效果,通过一种可采用流体分阶段胶结岩石节理面的实验装置,实现 MICP 胶结液对岩石节理试件的胶结,在不同法向应力下探究其抗剪强度。结果表明:(1)MICP 技术对岩石节理具有一定胶结作用;(2)随剪切位移的增加,MICP 胶结实验组与无充填对照组的剪切强度维持一致,即二者抗剪残余应力基本相等;(3)胶结养护 7 d 的抗剪强度可达无充填对照组的 85%。

    • >论文
    • 锈蚀箍筋约束混凝土的单轴受压试验与本构关系模型∗

      2021(3):511-519. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201904062

      摘要 (65) HTML (0) PDF 1.93 M (240) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究揭示锈蚀箍筋约束混凝土的单轴受压特性,基于 36 组锈蚀箍筋约束混凝土试件的单轴受压试验,获得了不同锈蚀程度箍筋约束混凝土的应力—应变曲线试验数据,分析了箍筋质量锈损率对约束混凝土的峰值应力、峰值点应变、极限应变以及破坏形态的影响规律,并分别建立相应的计算模型,进而研究提出了锈蚀箍筋约束混凝土的单轴受压本构关系模型。结果表明:随着箍筋质量锈损率的增加,约束混凝土的峰值应力、峰值点应变和极限应变逐渐降低;箍筋体积配箍率越小,箍筋质量锈损率对峰值应力和极限应变的影响越显著;当箍筋质量锈损率分别超过 15%、10% 和 30% 左右时,大部分方形箍、棱形箍和螺旋箍在试件轴压破坏位置处发生断裂;锈蚀箍筋约束混凝土单轴受压本构关系模型的计算值与试验数据吻合较好,说明该模型能够合理描述箍筋锈蚀程度对约束混凝土单轴受压应力—应变曲线的影响规律。

    • 剪切失效型钢筋混凝土柱滞回模型参数识别与经验预测∗

      2021(3):520-530. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201903077

      摘要 (83) HTML (0) PDF 1.14 M (256) 评论 (0) 收藏

      摘要:在我国中低抗震设防烈度地区的既有钢筋混凝土结构中,有很大一部分既有钢筋混凝土柱在地震作用下容易发生剪切破坏,失去竖向承载力,导致既有建筑发生倒塌,造成严重的经济损失和人员伤亡。一个简单、高效的滞回模型对剪切失效型既有钢筋混凝土柱的抗震性能评估具有重要意义。首先提出了一个简化的七参数折线型滞回模型,然后基于 SERIES 数据库中的剪切失效型钢筋混凝土柱试验结果,采用微分进化算法,对七参数折线型滞回模型进行了参数识别。最后,采用经验回归分析方法,提出了七参数折线型滞回模型中关键参数的经验预测方程。结果表明:给定设计参数,提出的七参数折线型滞回模型可以方便、快速地预测剪切失效型钢筋混凝土柱的恢复力-位移关系,便于工程应用。

    • 约束屈曲纵筋摇摆柱滞回性能研究∗

      2021(3):531-539. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201904014

      摘要 (54) HTML (0) PDF 1.12 M (154) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种新型约束屈曲纵筋摇摆柱构造,即在传统钢筋混凝土柱中采用约束屈曲纵筋代替普通钢筋并放松柱与基础的约束而形成的一种新型摇摆柱,并提出了相应的恢复力模型。对约束屈曲纵筋进行了单调受压试验和数值模拟,验证了约束屈曲装置对纵筋的约束功能并研究了钢筋直径、约束屈曲装置与钢筋间空隙对其约束功能的影响;对约束屈曲纵筋摇摆柱进行了数值模拟,研究纵筋直径以及轴压比对其滞回性能的影响。结果表明:约束屈曲纵筋摇摆柱的滞回曲线为典型旗帜型,其强度为混凝土部分强度和纵筋部分强度叠加,柱的摇摆发生在受拉侧纵筋屈服之后。通过设计可使结构在小震阶段不摇摆,中震阶段柱纵筋屈服结构发生摇摆。轴压比以及纵筋直径的增加都可以在不同程度增加约束屈曲纵筋摇摆柱的侧向承载能力。

    • 不同桩芯微型桩抗弯承载力试验研究∗

      2021(3):540-548. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201904001

      摘要 (59) HTML (0) PDF 1.88 M (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同桩芯微型桩在隧道洞口不良地质边坡中的治理效果,拟对钢筋?混凝土、工字钢?混凝土、钢管?钢筋?混凝土、钢管?工字钢?混凝土微型桩开展抗弯极限承载力试验。研究表明,工字钢?混凝土微型桩相比钢筋?混凝土微型桩极限抗弯承载力不仅大幅度提升,其抵抗位移变形的能力也有所增加。钢筋?混凝土微型桩和工字钢?混凝土微型桩桩径由 140 mm 变化到 203 mm,韧性分别提高 25%、50%,抗弯承载力分别提高 89%、91%。钢管微型桩的韧度、极限抗弯承载力都明显强于裸露混凝土桩,即使变形已非常显著,仍能继续受力。钢管?钢筋?混凝土微型桩、钢管?工字钢?混凝土微型桩桩径由 140 mm 变化到 203 mm,抗弯承载力分别提高近 256%、265%。

    • 型钢混凝土受拉柱恢复力计算模型试验研究∗

      2021(3):549-557. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201903038

      摘要 (60) HTML (0) PDF 1.44 M (258) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究型钢混凝土构件在偏心受拉作用下的抗震性能,以剪跨比、轴拉比以及偏心距为主要设计参数,对 7 根型钢混凝土受拉柱进行了低周反复试验中观察了试件的受力过程和破坏形态,得到滞回曲线以及骨架曲线等。通过理论推导和回归分析,提出了各特征点的计算公式。在此基础上,结合受拉柱的滞回特性,给出卸载刚度计算公式以及相应的滞回规则,并建立了型钢混凝土受拉柱四折线恢复力模型。结果表明:通过试验骨架曲线和计算骨架曲线的对比,二者结果吻合较好,能够较为全面地反映构件的受力性能,建议的四折线恢复力模型较为合理,可用于型钢混凝土受拉柱抗震性能的评估。

    • 基于蒙特卡洛模拟的城市道路网络地震易损性分析∗

      2021(3):558-567. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201904061

      摘要 (112) HTML (0) PDF 1.55 M (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市道路网络是重要的生命线工程系统,其抗震性能直接影响城市震时人员逃生和震后救灾是否能够迅速开展。现阶段,地震工程学界已发展了完善的单一路段地震易损性分析方法,但对道路网络整体性态水平划分、破坏指标选取和地震易损性评价等问题尚无明确结果。基于此,利用二维平面网络统计特征量作为破坏评价指标, 提出了一类城市道路网络地震易损性的评价方法,并利用蒙特卡洛模拟方法计算了实际城市路网的地震易损性矩阵。首先,给出了城市道路网络地震破坏模拟步骤,包括路网建模、空间变化地震动模拟和基于路段易损性函数的路网地震破坏模拟;然后,利用分支数量和最大分支直径作为指标,对城市道路网络性态水平进行了划分,给出了基于蒙特卡洛方法的路网地震易损性分析框架;最后,以河北省秦皇岛市为例,计算了城市道路网络的地震易损性矩阵。本文发展的城市路网地震易损性分析方法可为城市道路系统整体抗震安全性评价及优化设计提供参考。

    • 双层打包带加固村镇砖墙的抗震性能试验研究∗

      2021(3):568-572. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201906051

      摘要 (67) HTML (0) PDF 744.67 K (143) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高村镇砖墙的抗震性能,对 2 片双层打包带加固墙体和 2 片未加固对比墙进行拟静力试验,研究 0.35 MPa 和 0.6 MPa 竖向应力的作用下,墙体的破坏形态、水平承载力、滞回性能和耗能等抗震性能。试验结果表明原墙体均发生剪切破坏,加固后墙体在 0.35 MPa 竖向应力作用下,发生弯曲破坏,在 0.6 MPa 竖向应力作用下,发生剪切破坏,加固减轻墙体破坏程度,减小了裂缝宽度,破坏时加固层和墙体整体性较好;加固后墙体的开裂和极限荷载均得以提高,竖向应力大时的墙体提高幅度大;加固后墙体的滞回曲线更为饱满,试件延性和耗能能力都有提高,竖向应力较小时,加固墙体水平荷载-顶点位移骨架曲线的下降阶段更为平缓,试件延性提高了 50%,耗能能力提高了 447%。双层打包带加固法可明显减轻墙体的破坏,有效提高墙体抗震性能,尤其对承受较小的竖向应力时效果更好,研究成果为打包带加固方法的发展和村镇砖墙实地加固提供参考。

    • 基于功率法的结构⁃TMD减震控制分析∗

      2021(3):573-578. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201902030

      摘要 (52) HTML (0) PDF 854.33 K (212) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立了结构?TMD 振动方程,推导了无控结构和带 TMD 受控结构基于功率表达的运动方程,分别解释并给出了各种功率表达参数的物理意义,推导了随机激励下结构耗能功率流均值的随机表达式,对比分析了基于功率法的结构?TMD 优化方法与其他优化方法的优化分析结果,并对其减震控制效果进行了对比分析。结果表明,结构?TMD 系统的参数可以通过耗能功率流随机分析方法所得均值进行优化,且通过功率法优化后,结构在减震效果上优于其他传统方法得到的结果,从耗能功率均值的随机分析和时程功率分析角度证明了 TMD 控制的有效性; TMD 做功功率为负时对结构有控制效果,起吸收转移能量的作用,且功率幅值越大控制效果越好,做功功率为正时则相反。

    • 双线地铁盾构隧道的拟静力弹塑性抗震分析∗

      2021(3):579-585. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201903056

      摘要 (72) HTML (0) PDF 821.08 K (153) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前地铁抗震设计规范中常用的地下结构抗震设计方法主要是位移响应法和应变传递法。这两种方法都是基于弹性假设,不能体现土体和地下结构的非线性。在刘晶波提出的地下结构 Pushover 分析方法的基础上,利用自主编制的一维土层地震反应分析软件 APALS 给出了随着地震动幅值增大而逐渐变化的地震荷载加载模式,并针对实际的双线地铁盾构隧道进行了拟静力弹塑性抗震分析,对其抗震性能进行了评价。结果表明:(1)隧道内力趋于一个极限值;(2)隧道的内力在 θ=45°、135°、225°和 315°的位置最大;(3)在隧道尚未破坏时,隧道周围的土层已经先达到破坏状态。

    • 基于动土压力响应特性的黄土滑坡振动台试验研究∗

      2021(3):586-593. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201911064

      摘要 (62) HTML (0) PDF 1.37 M (225) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨地震作用下动土压力沿高程和滑面的响应规律,通过大型振动台实验输入 X 向和 Z 向地震波,输入幅值逐级增大直到边坡破坏,对沿滑面和沿高程的 5 个土压力传感器的动土压力峰值分布规律进行分析,并利用基于小波变换的能量提取工具对加载 X 向和 Z 向的 EL 波进行分解,分析其在不同频带的动力响应特性,并进行了加速度峰值分析与动土压力峰值的组合响应分析。研究结果表明:①土压力沿高程和滑面都呈现非线性增加的趋势,加载 X 向地震波对滑面土体应力影响较为显著,而加载 Z 向地震波对坡顶面附近土体应力影响较为显著,且加载 Z 向地震波土压力沿高程放大趋势比加载 X 向地震波更明显;②输入加速度峰值 0.6g 时,滑体开始向下滑动,贯通破裂面的产生和动土压力峰值以及加速度峰值同时突变可作为边坡破坏的依据;③使用基于小波变换的能量提取工具对各频段的能量进行提取,发现第一频段的能量占比在 95% 以上,说明第一频段内土体响应最为剧烈,黄土边坡对地震波运动过程中高频部分具有“滤波作用”,因此进行防护设计时应把这一现象作为设计的考虑因素之一。

    • 基于提升小波变换和统计理论的简支梁桥损伤识别分析∗

      2021(3):594-602. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201904047

      摘要 (46) HTML (0) PDF 1.12 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决损伤识别中对健康结构响应数据的依赖问题和小损伤难以识别情况,提出基于提升小波变换和统计理论的简支梁桥损伤识别分析方法,通过测得损伤状态下的动态应变响应即可对损伤位置直接判断。首先基于应变响应对结构局部损伤的敏感性,利用提升小波变换分解重构出比原始应变响应更加光滑的低频应变响应;然后根据统计理论,构建出应变方差局部概率(Strain Variance Local Probability,SVLP3)损伤指标进行损伤定位分析。以简支梁桥为研究对象,在数值模拟中讨论了单处、多处损伤、不同车速与荷载、抗噪性以及测点稀疏布置等方面对损伤识别效果的影响;最后通过简支梁桥模型进行了实验验证,结果表明所提方法在简支梁桥损伤识别中简单有效,对微小损伤也能准确识别。

    • 船桥撞击力影响因素有限元仿真模拟分析∗

      2021(3):603-611. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201903065

      摘要 (159) HTML (0) PDF 1.31 M (522) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究船桥碰撞时船撞力的影响因素,选取合适的船撞力为桥梁设计提供参考,采用动力分析软件 LS ? DYNA,结合沪通长江大桥、天生港专用航道桥以及厦漳大桥三座实桥,分别进行了不同船速、不同通航水位、不同基础形式和不同船型等因素对船撞力的影响分析研究。研究结果表明:船撞力峰值和船速正相关;中通行水位时, 船桥撞击动力响应最大;不同桥墩基础和不同船型对船撞力有较大影响。基于中国铁路规范和有限元计算结果, 考虑了船舶类型和基础类型对船撞力的影响,对船撞力计算公式提出改进方法,所得研究结果可为桥梁抗撞设计和研究提供参考。

    • 地震作用下混合式加筋土挡墙动力特性∗

      2021(3):612-621. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201901009

      摘要 (104) HTML (0) PDF 1.50 M (216) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究混合式加筋土挡墙在地震作用下的动力特性,采用 FLAC3D动力分析模块建立了混合式加筋土挡墙的三维动力分析模型,对挡墙墙背填土为全砂土和混合式(薄砂层厚度分别为 3、5、8、10 cm)2 种情况下的加筋土挡墙在地震作用下的水平位移响应、筋材内力以及破坏模式、加速度响应进行了计算。通过对比分析了 2 种情况下加筋土挡墙受力及受形特性,揭示了混合式加筋土挡墙的作用机制。分析结果表明:混合式加筋土挡墙的薄砂层厚度存在一个最优值;在同样的地震峰值加速度作用下,在薄砂层厚度由 3 cm 增加到 10 cm 的过程中,水平位移、加速度放大系数、筋材最大内力均呈现出先减小后增大的变化趋势;在地震峰值加速度为 0.4g 的情况下,薄砂层厚度为 5 cm 时,水平位移达到最小值 31 cm,加速度放大系数达到最小值 1.74,筋材最大内力达到最小值 22.5 kN。

    • 高分解度泥炭土-土水特征曲线研究∗

      2021(3):622-628. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201909015

      摘要 (73) HTML (0) PDF 988.30 K (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了明确非饱和泥炭土的土水特征及其影响因素,以原状泥炭土和人工调配的 5 种不同有机质含量的重塑泥炭土为研究对象,采用滤纸法测试其基质吸力,绘制出相应的土水特征曲线,分析泥炭土原状样和重塑样土水特性的差别,以及不同有机质含量对于泥炭土土水特性的影响;选用 Gardner 模型、Van Genuchten 模型和 Fredlund & Xing 模型对试验结果进行拟合,比较 3 种模型对泥炭土的适用性;最后分析比较高分解度泥炭土的土水特征曲线与其他土类的差异。试验结果表明:有机质含量相同时,原状土样的进气值和残余值小于重塑土样的进气值和残余值,说明原状土样的持水能力弱于重塑土样;有机质含量对泥炭土的土水特征曲线有很大影响,随着土中有机质含量的增加,土的持水能力变强,土样的进气值从 155 kPa 增长到 1 486 kPa,残余值从 4 796.7 kPa 增长到 35 101.5 kPa;3 种模型拟合优良度依次为 Van Genuchten 模型、Fredlund & Xing 模型、Gardner 模型;通过对比,发现高分解度泥炭土持水能力最强,其特征值大于膨润土。

    • GCL材料用于路基工程抗碾压性能试验研究∗

      2021(3):629-634. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201904011

      摘要 (61) HTML (0) PDF 1.17 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究 GCL 材料应用于路基工程时的抗碾压性能,选用颗粒型双层无纺布 GCL 和颗粒型 GCL 进行室内击实损伤试验和现场碾压试验。首先统计击实试验后两种 GCL 破坏情况,然后将 GCL 材料放入土柱模型槽内测试模拟降雨后材料的隔水性能,最后测试现场碾压试验后两种 GCL 的拉伸强度和渗透系数。试验结果表明,击实损伤试验造成的 GCL 破坏主要表现为刺穿型孔洞和表面无纺布的破坏,击实损伤试验后两种 GCL 隔水性能均有下降。现场碾压试验后,两种 GCL 拉伸强度均有小幅下降,渗透系数增大,但它们的值仍符合钠基膨润土防水毯的力学与抗渗要求。因此,GCL 具有较好的抗碾压性能。

    • 饱和砂土循环液化模式影响因素试验研究∗

      2021(3):635-642. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201901066

      摘要 (56) HTML (0) PDF 1.34 M (261) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过室内试验探讨了振动频率、骨架相对密实度、填料含量及成分对砂土循环液化强度及液化模式的影响。 针对相对密实度分别为 35%、50% 和 80% 的砂骨架中添加 0%、5%、8%、10%、15% 和 20% 等不同质量的填料(粉土、粉质黏土)进行了循环扭剪试验,循环加载频率为 0.1、1 Hz。结果表明:砂土循环液化模式与振动频率密切相关,振动频率较高时,呈现显著的软化特征和流滑现象,振动频率较低时,呈现剪胀和循环活动性;循环液化模式与骨架相对密实度密切相关,填料含量及填料成分对动强度具有较显著的影响,但填料含量在一定范围内并不影响循环液化模式,填料成分对循环液化模式产生一定影响。

    • 不同温度条件下高分子固化剂改良砂土的强度特性∗

      2021(3):643-649. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201901032

      摘要 (59) HTML (0) PDF 925.28 K (239) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来城市热岛效应越加明显,温度变化对土体性质的影响程度备受关注。通过一系列无侧限抗压强度试验,对高分子固化剂改良砂土在不同温度条件下的抗压强度特性进行了研究,并结合微观扫描电镜对改良砂土的微观结构和改良机理进行了研究。结果表明:在相同温度条件下,高分子固化剂改良砂土的强度和弹性模量随高分子固化剂含量的增加而增大;随着温度的升高,高分子固化剂改良砂土的强度和弹性模量一直保持增强趋势,且当温度达到 35℃后,加入 3% 和 4% 含量的高分子固化剂改良砂土的强度增幅变缓;高分子固化剂溶液均匀分散在砂土中,随着水分挥发,在砂粒之间形成了空间网状固化膜,使得分散的土体连接成为一体,从而提高砂土强度;且随着温度的增加,形成的固化膜强度增强,使得改良砂土强度进一步增加。高分子固化剂在高温条件下对砂土依然具有较好的加固效果,可为高温地区防风固沙加固提供新途径。

    • VP型宽频带倾斜仪的同震响应衰减关系研究∗

      2021(3):650-656. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.202006023

      摘要 (71) HTML (0) PDF 1.08 M (258) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于徐州台和常熟台 2 套 VP 型宽频带倾斜仪记录到的 186 次同震形变波,统计分析其振幅-震级特征,分区对比研究其衰减关系,结合观测资料计算仪器特征参数,通过岩芯试验获取场地基岩性质,综合分析仪器观测效能。结果表明:(1)相比于常熟台,徐州台的 NS 向和 EW 向拟合均较为稳定,记震能力更好;(2)不同构造分区中拟合的振幅-震级关系,随着震中距增大,最大振幅幅值呈指数上升且拟合程度显著增强;(3)仪器基墩稳定性对同震响应存在一定的影响,基墩稳定性好,观测数据年零漂小,同震记录相对稳定;不同岩性的基墩对同震记录的敏感性存在差异,同震响应振幅与基墩弹性模量成反比。

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