2024, 44(3):495-505. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230620001
摘要:海上风机基础工作时既承受复杂组合荷载作用,也受波流冲刷影响。单桩?摩擦盘复合基础同时结合了单桩与重力式基础的特点,摩擦盘还可起防冲板作用。为探讨砂土地基中 H?T 联合作用时局部冲刷对这种复合基础承载特性的影响,首先基于室内水槽试验装置,完成了一系列模型载荷试验;获得了冲刷前后桩?盘复合基础的荷载位移曲线,经无量纲化处理与曲线拟合,获得 H?T 联合受荷桩?盘复合基础的承载包络线及其简化计算公式。然后,采用有限元细化分析了主要冲刷参数(冲刷深度、冲刷宽度、冲刷角度)及加载点高度对复合基础承载特性的影响,结果表明:冲刷坑的存在使复合基础的横向及扭转抗力明显降低,削弱程度分别可达 25% 及 45%;进一步分析表明,桩身弯矩值随加载点高度的增加而显著增大,随预加扭矩的增加呈下降趋势;局部冲刷会明显削弱复合基础的承载力,同时 H?T 联合作用时相应的承载力包络线向内发生不同程度的收缩;其中,冲刷深度的影响最大,对横向抗力与扭转抗力的削弱程度分别可达约 35% 及 60%,冲刷角度次之,冲刷宽度的影响最小;此外,不同加载路径下桩?盘复合基础承载力包络线呈现一定程度的差异。
2024, 44(3):506-517. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20231120003
摘要:人工模拟地震动是目前开展海洋工程结构抗震分析的主要地震输入分析。强度包络函数是人工模拟地震动的重要参数,决定了地震动的强度非平稳性特性,并对地震动持时起控制作用。目前的地震动强度包络模型均是基于陆域地震动记录统计分析得出,无法准确反应海域地震动的强度特性。因此,基于日本 K?Net 强震动观测台网的实测地震数据库,分析海域地震动在时域中强度分布特性;提出适用于海域地震动的三段式强度包络模型,回归得到震级 M、震中距 R 及关键参数上升段 t1、强震平稳段 ts、下降段衰减率 c(无量纲)的计算表达式;研究震级、震中距对海域地震动强度包络模型的影响规律,并探讨海域地震动与陆域地震动强度包络模型的异同。研究结果表明:海域地震动强度包络模型中关键参数上升段 t1、强震平稳段 ts、下降段衰减率 c 的取值范围分别为[13~52 s], [12~79 s],[0.037~0.173];震级对关键参数(t1、ts、c)的影响要大于震中距;与陆域地震动相比,海域地震动的强度包络模型的下降段衰减率 c 相差显著,且各关键参数的分布范围更大。
2024, 44(3):518-524. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230329001
摘要:高桩码头岸坡稳定性对整体码头结构安全至关重要。为进一步探究高桩码头岸坡土体强度参数相关性及空间变异性对高桩码头岸坡可靠性的影响规律,基于 Copula 理论考虑岸坡土体参数的联合概率分布特性,采用 PLAXIS 计算平台建立高桩码头?岸坡体系数值计算模型,进一步通过 Python API 接口,编译完成了可自动数据交互与求解的外挂子程序 SAPW,并实现了高桩码头岸坡体系参数化前处理、样本工况计算和可靠性求解的一体化、 全链条可靠性分析框架流程,并在此基础之上结合蒙特卡罗模拟方法,开展了相关数值计算与参数化分析,探讨了黏聚力、内摩擦角变异系数以及二者相关系数对高桩码头岸坡可靠性的影响规律。结果表明:在高桩码头设计与分析中,忽略土体参数相关性和空间变异性会高估岸坡失效概率,进而导致相关可靠度分析偏于保守,在高桩码头岸坡可靠度分析中宜采用多种 Copula 函数进行综合考虑。
2024, 44(3):525-534. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20231102006
摘要:海洋工程中,海床土体常伴有分层现象。将均质土、正常固结土在海床土体中的分布情况称之为土体分层特性。基于耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)法,建立起用于分析不同土体分层特性的条件下,吸力嵌入式板锚(SEPLA) 旋转调节过程的大变形有限元模型。通过与离心机实验及数值模拟结果对比,验证了模型的有效性。以双层黏土为例,研究了不同黏土分层特性下板锚的埋深损失。明确了衡量黏土分层特性的指标 su1,ave/su2,0,并考察了不同 su1,ave/su2,0下,系缆点距土层分界线的距离 d 对板锚埋深损失的影响。研究结果表明:在 su1,ave/su2,0>1 的双层黏土中, 随着 d 值的增大,板锚的埋深损失逐渐减小,当 d≤-0.5B 与 d≥1B 时,板锚的埋深损失分别仅受上层土体与下层土体强度影响;在 su1,ave/su2,0<1 的双层黏土中,随着 d 值的增大,板锚的埋深损失先增大后减小,当 d=1B 时,埋深损失存在一极大值 ΔZmax,该极大值比板锚在单层土体中的埋深损失大 32%~123%。同时,在 su1,ave/su2,0<1 的双层黏土中,板锚的埋深损失与上层土体的平均强度 su1,ave和锚埋深处的土体强度 sue有关;由于板锚埋深损失存在极大值 ΔZmax,在工程中较为危险,因此,考察了强度比 su1,ave/sue、埋深处土体强度 sue、板锚初始埋深 H 对 ΔZmax的影响。
2024, 44(3):535-543. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20231130008
摘要:复杂地质赋存环境下珊瑚砂具有显著的各向异性特征,颗粒的沉积方向显著影响其动力特性。对南沙岛礁珊瑚砂开展均等固结的共振柱试验,探究了珊瑚砂颗粒的沉积方向角 φ(沉积面与水平面的夹角)和初始有效固结围压对其动剪切模量 G 和阻尼比 λ 的影响。在给定 φ 下,G 随剪应变幅值 γa增大而减小的速率随 的增大而增加;给定 下,G 随 γa增大而减小的速率随 φ 增大呈现先减后增的趋势,φ = 60°时 G—γa曲线位于最下方。最大动剪切模量 G0随 φ 的增大表现出先减后增的现象,且 φ 对 G0的影响随 的增大而降低。建立了考虑 φ 和 影响的修正 Hardin 模型,预测和量测的 G0值偏差小于 10%。动剪切模量比 G/G0—γa曲线对 φ 不敏感,结合修正 Hardin 模型和 Davidenkov 骨架曲线预测和量测的 G 值偏差小于 15%。在陈国兴等(2006)提出的阻尼比经验模型中引入 φ 影响的修正项,预测和量测的 λ 值偏差小于 20%。
2024, 44(3):544-550. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230305001
摘要:为研究高温后珊瑚海水海砂混凝土(CSSC)的力学性能,设计制作了 30 个 CSSC 试件,进行常温与高温后轴心受压和静力受压弹性模量试验。通过试验观察了试件高温后的表观变化和轴心受压破坏形态,获取了轴心受压全过程应力—应变曲线、弹性模量及烧失率等参数,深入高温后 CSSC 微观结构变化机制,得到了受火温度对 CSSC 力学性能的影响规律,揭示了高温作用后 CSSC 的力学性能退化机理。结果表明:随着受火温度的增加, CSSC 力学性能不断劣化。T=200 ℃时 CSSC 轴心抗压强度和弹性模量分别比常温时下降了 26.52 %,6.19 %,混凝土具有较好的力学性能;T=400 ℃时 CSSC 弹性模量下降迅速,弹性模量损失率为 65.48 %,但与 T=200 ℃相比混凝土轴心抗压强度上升了 6.4 %;T=600 ℃时 CSSC 轴心抗压强度下降迅速,强度损失率为 66.74 %;T=800 ℃ 时 CSSC 破坏严重,已无法测得有效的弹性模量。
2024, 44(3):551-559. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230331001
摘要:为研究水泥基矽土注浆材料抗海水侵蚀性能,根据对工程现场附近海域的海水水化学分析结果配制人工海水溶液,以此对注浆结石体浸泡养护,通过对不同龄期的结石体试件开展抗压强度、L?NMR、XRD、FT?IR 和 SEM 等测试揭示了其在不同侵蚀龄期下的抗侵蚀性能变化规律。研究结果表明:随侵蚀龄期上升,材料抗蚀能力先增大后减小,侵蚀前期由于侵蚀产物“填充效应”和侵蚀离子的“盐激发”效应优化了结石体孔径分布,7 d 时抗蚀系数 K 最大,0.7、1.0 和 1.5 水灰比对应抗蚀系数分别为 1.26、1.23 和 1.18,后逐渐下降;60 d 后 AFt 和 Friedel 盐等侵蚀产物破坏了硬化浆体结构,小孔转变为大孔,导致抗蚀系数 K 小于 1.0,水灰比 1.5 时,180 d 对应 K 值仅为 0.45,在相同的侵蚀条件下,不同的水灰比表现出的抗蚀性有所差异,水灰比越小,抗蚀性越强,因此在滨海区域使用 CIS 进行注浆时,应在保证浆液可注性的同时尽量降低水灰比。
2024, 44(3):560-567. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230710004
摘要:海上风机服役环境恶劣,我国大量海上风电项目紧邻东南沿海地震带和环太平洋地震带,地震活动频繁,严重威胁海上风机安全。我国近海地质条件复杂,既有深厚覆盖层软弱土海床,同时存在大范围浅覆盖层地质区域, 属于抗震不利工程地质条件,海上风机的地震响应是工程及学术界研究的热点。依托国内某风电场项目,利用地震激励下单桩基础风机监测数据和拟静力分析对海上风机地震动力响应进行了分析。首先利用数据驱动的随机子空间方法(Data?SSI)识别风机的频率、阻尼和振型;然后分析了风机不同测点加速度响应、频谱特性,同时采用小波变换,分析各测点响应的时频变化;最后采用拟静力计算方法,分析上部结构惯性力作用下,塔筒和单桩基础的响应情况,计算了上部结构惯性力作用下风机塔筒和基础的响应情况。结果表明,风机塔筒部分的最大加速度出现在塔筒中部,地震作用下风机体系的高阶模态可能更加显著;时频谱结果表明地震作用下,风机振动并非以一阶振型为主,风机顶端的频率变化比较复杂;风机水平变形及塔筒应力满足规范要求。分析结果可为评估海上风机安全提供参考,具有工程应用意义。
2024, 44(3):568-578. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230603001
摘要:预应力树脂锚索运用于交通/水工隧道中,服役环境复杂、年限长,富水围岩区段锚固系统面临潮湿环境长期侵蚀,在浅析潮湿环境侵蚀机制基础上,开展室内试验测试树脂锚固剂水中浸泡后力学性能变化,研究浸水条件下树脂锚索锚固性能变化特征。研究结果表明:树脂锚固剂试样具有弱吸水性,水中浸泡后单轴抗压强度、弹性模量及泊松比出现不同比例下降,试样破坏形态以垂直贯通的主裂缝为主,周围分布数目较多的细小裂缝,表面局部出现块状体的脱落与分离;随着水中浸泡时间的增长,树脂锚索锚固试件拉拔破坏模式由混凝土劈裂破坏,出现树脂锚固剂?锚索黏结失效的索体拔出破坏,平均极限锚固力下降,锚索锚固性能逐渐劣化,试件劈裂破坏时树脂锚固剂?混凝土界面产生分离,索体拔出破坏时为树脂锚固剂?锚索界面滑移。研究揭示了隧道潮湿环境下树脂锚索锚固性能劣化规律现象,有助于加深对预应力树脂锚固系统后期稳定性变化的认知。
2024, 44(3):579-595. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230622001
摘要:岩石隧道钻爆法开挖过程中存在多工序交叉作业,且频繁遭遇复杂的地质环境,导致工作面坍塌事故时有发生。为分析隧道施工中工作面坍塌风险,结合 T‐S(Takagi‐Sugeno)模糊事故树与贝叶斯网络,提出了一种考虑岩石隧道施工基本事件时序性的工作面坍塌风险分析方法。广泛调研了 46 起钻爆法岩石隧道工作面坍塌事故,筛选辨识出影响工作面稳定性的 30 项致险因子与孕险环境作为基本事件,基于统计数据量化计算各基本事件的发生概率模糊子集与各节点间条件概率,构建了隧道工作面坍塌 T‐S 模糊事故树并映射为贝叶斯网络,运用贝叶斯网络的双向推理功能,计算得到各基本事件的后验概率与重要度,筛选出部分对隧道工作面坍塌影响较大的关键基本事件。随后结合隧道施工过程中各基本事件发生的时序性,通过在贝叶斯网络中逐次更新对应事件的风险状态, 得到工作面坍塌风险发生概率的时序性变化。以油坊坪隧道坍塌事故为工程实例,讨论了隧道建设中考虑施工时序的工作面坍塌风险分析的可行性与挑战,给出了岩石隧道不同施工阶段的风险管控方案与重点,为岩石隧道施工安全风险分析与管控提供了新的理论基础与技术手段。
2024, 44(3):596-604. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230123001
摘要:地震作用下钢筋混凝土空心截面中高桥墩多发生弯剪破坏,而其弯剪耦合反应的数值模拟方法尚不完善。 针对当前弯剪串联模型中的剪切模型未考虑空心截面特征的问题,提出基于关键参数的剪切模型修正方法,并通过混合试验进行验证。分别从桥墩的剪跨比、混凝土开裂后剪切刚度、等效截面面积、桥墩有效高度与墩身混凝土斜裂缝倾角等参数入手,提出剪切模型关键参数的修正方法;基于修正的开裂剪切强度、开裂剪切位移、剪切极限承载力及其对应的剪切位移与剪切破坏位移,提出适用于空心桥墩剪切性能模拟的三折线型骨架曲线建立方法; 通过组合剪切模型与基于纤维单元的弯曲模型,建立空心墩弯剪耦合反应的数值模型;与一座空心高墩桥混合试验结果对比,其桥墩子结构的物理试验结果验证了数值模拟方法。分析表明:通过本文所提数值模拟方法得到的空心桥墩弯剪滞回曲线与真实地震加载路径下的试验曲线匹配良好,能够模拟空心墩在真实地震作用下的弯剪滞回行为。
2024, 44(3):605-615. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221218001
摘要:基于可靠度研究超高性能混凝土(Ultra?High Performance Concrete, UHPC)增强钢筋短搭接 RC 构件的失效模式与承载力特征。首先阐述了 UHPC 加固机理,建立了包含活恒荷载效应比、搭接系数 m、UHPC 强度、混凝土强度、钢筋型号、考虑水平地震作用的弯矩效应比和轴力效应比等关键参数的设计空间;确立分析 RC 构件承载力可靠度的功能函数,运用 Monte Carlo 法对设计空间中的关键参数组进行可靠指标计算,然后进行关键参数敏感性分析和计算结果拟合分区。结果表明:设计空间关键参数中,搭接系数、效应比、配筋率、钢筋型号和 UHPC 强度对可靠指标的影响均显著;UHPC 不仅具有良好的承载力增强能力,还能改变失效模式,梁和柱屈服时可靠指标分别提高 109.6% 和 12.9%,屈服时搭接系数分别为 0.58 和 0.57;对于受弯 RC 梁(压弯柱),m>0.67(0.65)时,钢筋基本能屈服,建议采用 UHPC 加固;0.50(0.49)<m≤0.67(0.65)时,存在钢筋屈服和粘结失效两种情况,建议谨慎加固; m≤0.50(0.49)时,容易发生粘结失效,不建议采用 UHPC 加固。
2024, 44(3):616-622. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221014002
摘要:为研究四肢钢管混凝土格构柱的受力机理及抗震性能,对 4 根四肢格构柱进行拟静力试验研究及有限元分析。通过试验得到四肢钢管混凝土格构在低周往复荷载作用下的滞回曲线和骨架曲线,分析了试件破坏过程。研究结果表明:格构柱的耗能能力及延性都较好;轴压比对试件的影响主要体现在破坏阶段,轴压比越大承载力下降段的斜率越大;长细比对试件受力性能有较大影响,随着长细比增大,试件的屈服位移和极限位移会增大,但水平承载力和破坏段的斜率会降低。建立了数值计算模型,并与试验结果进行对比,验证其正确性。并对不同高宽比、 节间距与柱肢外径比等参数对试件弹性刚度和承载力的影响进行分析,结果表明:减小格构柱的高宽比和节间距与柱肢外径比对格构柱的受力性能有很大提升。建议实际工程中格构柱的高宽比不宜大于 4.8;节间距与柱肢外径比低不宜大于 7.0。
2024, 44(3):623-631. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221231001
摘要:为研究边墩沉降致纵连板式无砟轨道?连续梁桥系统(纵连线桥系统)层间联结劣化状态,在考虑边墩沉降与层间接触不连续影响的基础上,建立纵连线桥系统非线性空间模型,采用前期提出的理论模型对其进行验证,据此分析边墩沉降下纵连线桥系统典型变形模式,层间联结失效的演化过程、发展规律及出现位置等。结果表明:建立的空间模型准确可靠;边墩沉降下,线桥系统会产生跟随变形、自重变形和悬停分离三种变形模式;沉降墩、与沉降墩临近的简支梁墩及连续梁桥另一侧边墩上方会出现层间联结失效,与沉降墩临近的简支梁墩、连续梁桥全部桥墩上的支座均会发生破坏;边墩沉降处板底脱空高度可用边墩沉降值减去连续梁桥变形限值进行描述;各脱空区长度均随边墩沉降幅值增加而增大,与沉降墩临近的简支梁墩左、右两侧区域脱空长度成正对称分布,连续梁另一边墩处脱空长度值只与连续梁变形有关,始终维持在 2.56 m。
2024, 44(3):632-639. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221226003
摘要:在地震作用中,结构的薄弱部位构件可能会先发生初始失效,并导致结构在之后的地震中发生倒塌破坏。为研究在杆件初始失效下单层网壳结构的抗连续倒塌性能,通过增量动力分析方法(IDA 法)确定网壳结构薄弱区域分布规律及结构的动力响应,引入最大响应参数(应力、塑性应变、等效塑性应变等)杆件作为初始破坏杆件,采用备用荷载路径法(AP 法)分析剩余结构在之后的地震作用中产生的动力响应。结果表明:单层网壳结构地震薄弱区处于底部区域,且受地震影响较大。在地震作用下,处于薄弱区域的杆件初始失效会使结构节点最大竖向位移、 塑性杆件比例、总应变能等结构响应参数急剧增大,并且加速了结构的凹陷。由于杆件的初始失效,其两端节点发生较大塑性,周围杆件塑性发展明显,应重点关注处于地震薄弱区的杆件,该区域杆件若发生初始失效将对结构产生影响较大。
2024, 44(3):640-648. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221212001
摘要:易损性分析是柱承式筒仓结构开展基于性能设计研究的重要基础。为此,选用某钢筋混凝土柱承式筒仓为研究对象,通过有限元软件 ABAQUS,分别采用混凝土损伤塑性模型和理想弹塑性模型(Dracker-Prager)模拟筒仓结构及仓内粮食颗粒,建立考虑粮食-仓体相互作用的柱承式筒仓非线性有限元模型。根据增量动力分析法 (IDA),按照谱相容性原则选取 10 条地震动记录,分别以最大层间位移角和地面峰值加速度作为筒仓结构工程需求参数和地震动强度参数,进行空仓、半仓、满仓三种储粮工况的柱承式筒仓结构地震易损性分析以及地震损伤风险评估。结果表明:(1)三种储粮工况下柱承式筒仓结构最大层间位移角均发生在柱顶位置,支承柱进入塑性状态的层间位移角分别为 0.015、0.013、0.011 rad;(2)储粮质量大小是决定柱承式筒仓结构损伤刚度退化的重要因素; (3)三种储粮工况下的柱承式筒仓结构均满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标;(4)满仓工况筒仓 50 年超越倒塌极限状态的概率为 0.45%,小于 FEMA P750 中定义的 50 年倒塌风险的限值 1%。研究成果可为筒仓结构基于性能的设计研究及抗震性能评估提供依据。
2024, 44(3):649-659. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230303003
摘要:贵渝管道沿线地势险峻、构造活跃、雨量集中,崩滑流等地质灾害十分发育,科学开展管道沿线地质灾害的易发性评估工作对确保其安全运行至关重要。本研究在查明管道沿线自然地质环境及地质灾害分布的基础上,结合管道沿线地形地质特征、管道展布与斜坡体的相互空间位置关系划分了 101 段适合管道工程特点的评价单元,基于信息量数理统计模型与 Scoops3D 物理力学模型对管道沿线地质灾害的易发性进行了评价。评价结果表明管道沿线地质灾害的高易发区主要集中在遵义及桐梓县附近,其中 7 段处于极高易发区,26 段处于高易发区,20 段处于中易发区,30 段处于低易发区,18 段处于极低易发区。通过 ROC 曲线分别求得信息量、Scoops3D 以及二者联合模型的 AUC 值分别为 0.796、0.683 和 0.803,结果表明信息量-Scoops3D 联合模型的评价准确性最高。
2024, 44(3):660-669. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221213002
摘要:为研究西部山区高地应力作用下深部硐室的稳定性问题,根据普氏压力拱理论,综合考虑深部硐室冒顶,片帮以及底鼓破坏,建立了高地应力下深部硐室底鼓破坏模式,基于极限分析上限法和非线性 Hoek?Brown 破坏准则,推导了该破坏模式下深部硐室的围岩压力理论公式,求解了该破坏模式下深部硐室围岩压力上限解,并将本文结果与数值模拟和已有成果进行对比分析。此外,通过该破坏模式研究了各参数对围岩压力和潜在破坏面的影响。结果表明:(1)随着初始地应力场参数中 σV和 λ 增大,深部地下硐室围岩压力 q 逐渐增大,硐室围岩潜在破坏面逐渐增大,其中 σV表现尤为显著;(2) Hoek?Brown 破坏准则参数中 GSI、σci和 mi的增大对深部硐室围岩稳定性有明显的提高效应,而 D 增加则会降低硐室围岩的稳定性;(3)随着底部压力相关系数 μ 增加,深部地下硐室顶板和两帮的围岩压力表现为减小的趋势。研究成果可为深部硐室的支护设计提拱有效的理论支撑。
2024, 44(3):670-677. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20231205001
摘要:液化引起河流阶地横向流滑会对长江下游的自然环境和建筑环境造成巨大破坏。然而,长江下游宽河谷场地尺寸达几千米,场地存在厚且松软的沉积层,土层分布极不均匀。土壤的非线性和千米级横向变形限制了该类场地数值模拟的可计算性。针对长江下游宽河谷场地地形的复杂性和地层的特殊性,并结合实际工程所在场地地质剖面,建立了长江下游宽河谷场地精细化模型。采用已建立的砂土液化大变形粘弹塑性本构模型和 ALE 方法, 解决了该类场地流滑大变形模拟困难。考虑地震波类型和强度的影响,分析了宽河谷微倾斜场地液化分布特征和侧向流滑规律。结果表明:微倾斜可液化场地坡底处土层的液化程度最为严重,微倾斜岸坡场地河床发生了明显的液化侧向扩展地震破坏,揭示了宽河谷微倾斜可液化岸坡场地侧向扩展的空间变位特征,上述原因主要是由于宽河谷不同位置处土单元应力状态差异性所造成;通过与场地液化侧向扩展震害等级评价标准进行对比,进一步明确了该长江下游宽河谷微倾斜岸坡场地液化流滑侧向扩展的震害特征及其程度。
2024, 44(3):678-688. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme20230831001
摘要:水流经过桩基时会形成漩涡侵蚀床面,影响桩基及上部结构的稳定性,冲刷治理是工程界关注的热点问题。 为促进固化土技术在桩基冲刷修复中的应用,设计开展了抗分散水泥固化土系列正交试验。针对高岭土和淤泥土,选用 PAM、EVA、黄原胶、HPMC 四种抗分散剂,采用平均效果分析和极差分析,研究了抗分散剂种类、抗分散剂掺量、含水量和水泥掺量对流动度、浊度、7 d 和 28 d 无侧限抗压强度的影响。结果表明:对于高岭土,抗分散剂掺量从 0.25‰ 增大到 1‰,水泥土流动度减小 20%,浊度减小 25%,抗分散剂掺量对流动性和抗分散性的影响显著。对于淤泥土,对抗分散性影响显著的仍是抗分散剂掺量,而对流动性的影响显著的则是含水量,含水量从 1.4 倍液限增大到 2.0 倍液限,水泥土流动度增大 45%。基于综合平衡法、矩阵分析法和多元线性回归模型,提出了一种抗分散水泥土配比设计方法,研究得到了高岭土和淤泥土抗分散水泥固化土的推荐配比,其在泥沙起动实验中的抗冲刷特性明显优于原始土样。
2024, 44(3):689-696. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230621001
摘要:管涌如果无法及时得到遏制,会导致大量土体流失以致堤防溃决。为研究管涌发生环节时使用玄武岩纤维的遏制作用,拟通过室内管涌试验,从孔压、水力梯度、渗透系数、流速、颗粒流失等方面,研究不同纤维含量和纤维长度的玄武岩纤维对管涌发生发展的遏制效应。结果表明,玄武岩纤维的加入使得缺级配砾类土体的迁移通道变得更加曲折和狭窄,从而遏制整个土体的管涌发展。同等玄武岩纤维含量下玄武岩纤维缺级配砾类土存在最佳的纤维长度遏制管涌发展。纤维长度过长,增大了土体的迁移路径同时也使迁移通道相对变宽;纤维长度越短使得细颗粒的迁移通道变得更加狭窄,更加容易造成局部堵塞,进一步使得管涌继续从其他方向发展,造成颗粒的进一步流失。
2024, 44(3):697-704. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221020005
摘要:开展了桩长 52.5 m、桩径 1.05 m 的能源桩?土热传导离心模型试验,揭示了三十个周期的冷热循环温度作用下能源桩?土传热规律,基于 ABAQUS 有限元数值模拟,建立了桩周土体温度场长期数值计算模型,并将其与离心模型试验结果进行了对比验证。结果表明:各循环温度区间变化模拟值与实测值整体波动具有很好的一致性,各周期内最大相对误差为 5.6%,整体误差较小,验证了模型的合理性;长期冷热循环温度作用下,能源桩整体运行效率存在降低趋势;桩端土体的温度变化滞后于桩体中部区域土体,因此在进行能源桩内管道布设时可以考虑桩端部分区域内适当加密,提高能源桩的换热性能;热循环阶段,模拟值变温区峰值高于实测变温区峰值,而在冷循环末期,模拟值较小,且距桩不同距离位置处实测值相对应的变温时间区间,相较模拟值变温区间均存在一定程度的后延,且循环周期越多时间区间后延效应越明显。
2024, 44(3):705-714. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221002001
摘要:采用土体硬化(Hardening Soil)模型,在 PLAXIS 2D 中建立基坑开挖数值模型,在获取坑底特征点隆起变形数据的基础上构建坑底隆起变形超限失效模式对应的极限状态函数,为提高计算效率,应用响应面法代替有限元计算快速获取坑底特征点隆起变形值,结合蒙特卡罗模拟方法进行坑底抗隆起稳定性可靠度分析,分析结果表明: 第三层土的卸载再加载模量 以及有效内摩擦角 的变异性对坑底抗隆起稳定性影响显著;第一层土的有效黏聚力 、有效内摩擦角 、割线模量 、切线模量 以及第二层土的有效黏聚力 的变异性对坑底抗隆起稳定性影响较小,但相对而言,第二层土的有效黏聚力 对坑底抗隆起稳定性的影响较大;对于坑底土体为粉砂的深基坑来说,对坑内土体进行加固可以有效约束坑底隆起变形。
2024, 44(3):715-724. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221211003
摘要:为降低冻融作用对黄土力学性能的劣化影响,基于相变材料的温度调控功能,提出了一种采用膨胀石墨?正十四烷复合相变材料(EG?C14)改良黄土的方法。以兰州黄土为研究对象,开展典型冻融循环后不同 EG?C14掺入比黄土试样的体积变形试验、力学性能试验和微观结构试验,探究冻融作用下不同 EG?C14掺量对黄土力学性能的影响规律及改良机理。试验结果表明:EG?C14减缓了冻融循环过程中土体内部的温度变化,进而有效抑制了土体的胀缩变形;同时,EG?C14降低了冻融循环对土体微观结构的损伤,与素黄土相比,多次冻融循环后改良土体内部的支架孔隙明显减少,颗粒骨架也更为密实,进而增强了土体的力学性能;此外,EG?C14 改良黄土的力学性能随 EG?C14掺量的增加先增大然后逐渐趋于稳定,且掺量为 4% 时改良效果最佳。
2024, 44(3):725-729. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20240222001
摘要:分析了 2023 年 3 月以来江苏地震烈度速报与预警系统震源参数测定的可靠性和精度。研究选取 2022 年 3 月 1 日至 2023 年 12 月 20 日期间江苏地区发生的 98 条 ML≥2.0 地震事件,对比了新旧两套系统对同一事件的定位结果。结果显示,震中位置偏差大多数在 0.3~12.1 km 范围内,大部分误差属于正常范围。两套系统的震级偏差普遍较小,只有少数结果因定位台站的数量、钟差、数据噪声和干扰等因素导致偏差较大。此外,监测能力方面,新系统的监测能力整体提升 ML0.5,二维模拟地震定位测试方法显示定位精度也有所提升,整体来看,新系统展现出良好的实效性,能为地震分析和科学研究提供可靠的数据支持。
2024, 44(3):730-734. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20240221002
摘要:国家地震烈度速报与预警系统江苏子系统震源机制解参数速报集成了 TDMT_INV 方法,可直接读取震相进行震源机制解反演计算并产出。为验证该方法获得震源机制解的准确性,选取 2024 年 1 月 17 日江苏东台 3.0 级地震和 2023 年 12 月 7 日江苏赣榆海域 3.8 级地震这 2 次 3 级以上地震,采用 TDMT_INV、CAP 和 FOCMEC 方法计算其震源机制解,分析三种方法所得结果差异。东台 3.0 级地震位于江苏预警站网网内,三种方法都可获得较为稳定的震源机制解结果;赣榆海域 3.8 级地震位于江苏预警站网网外,TDMT_INV 方法仍可获得较为稳定的震源机制解结果。
2024, 44(3):735-739. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20240221003
摘要:对国家地震烈度速报与预警工程部署的烈度速报江苏子系统进行了介绍,简述了 2021 年 12 月系统部署以来的系统产出情况,同时以系统部署以来产出的震级最大的事件即 2021 年 12 月 22 日江苏天宁 M4.2 地震为例,使用 f‐k 方法合成各观测台站上的理论地震图,将实际峰值加速度与理论峰值加速度进行比较,评估烈度速报江苏子系统产出结果的可靠性。结果表明,烈度速报系统产出的各台站峰值加速度随震中距逐渐减小,且和理论地震图的结果较为接近,一定程度上证明了烈度速报江苏子系统产出结果的可靠性。
2024, 44(3):740-744. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20240423002
摘要:对国家地震烈度速报与预警工程江苏预警信息服务系统进行了介绍,分析了 2023 年 6 月系统试运行以来的预警信息发布情况。结果显示,预警信息发布的主要延时存在于地震发生到国家一级融合决策系统正式发布预警信息的过程,最短延时为 4 s,平均延时为 14.358 6 s,江苏省预警系统的预警信息发布各环节延时较少,平均总延时不超过 0.9 s,Ⅱ类省级预警中心所在地发生地震后,预警信息发布时延会略长于Ⅰ类。整体来看,江苏地震预警信息服务系统满足时效性要求并具有良好的稳定性,在省预警项目建设完成后,将实现省内破坏性秒级地震预警信息发布与示范服务。
2024, 44(3):745-750. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20231107002
摘要:为健全完善我国多元化巨灾保险模式,在研究我国巨灾风险和巨灾保险现状,分析国外巨灾保险制度的基础上,提出 4 个方面的途径:(1)坚持政府主导,为城乡居民提供基本普惠保险;(2)发挥市场作用,为不同群体提供更加丰富的保险产品;(3)运用金融工具,建立多元协同的风险分散机制;(4)注重“以防为主”,提高我国防灾减灾救灾能力。建议统筹政府、保险行业、减灾部门和社会资本的资源和力量,构建基本保障能“兜底”、保险产品多元化、 风险分散有支撑的运行模式和工作机制,构筑巨灾风险共同体,提高全社会的抗灾韧性,为人民群众安居乐业提供可靠的安全保障。
