摘要：岩土导热系数对地源热泵系统的设计和运行有重要影响。获取岩土导热系数的常规热响应试验设备水路电路复杂,存在易受外界干扰、稳定性差、成本高等问题。为解决上述问题,设计一种基于加热电缆的岩土热响应试验仪,以位于武汉市汉阳区的一口地埋管换热孔为研究对象,分别进行常规及加热电缆型热响应和热恢复试验,结合无限长线热源理论和热流叠加原理对各测试阶段的数据进行分析。结果显示加热电缆型热恢复试验精度较高,与常规热响应试验所测岩土导热系数相差仅为0.14 W/(m·K)。研究表明加热电缆型热响应和热恢复试验具有成本低、简单易操作且能获得不同深度地层的岩土导热系数等优势。

摘要：爆破工程中现场爆破监测获取准确的爆破振动信号是分析有害效应的基础,由于地质条件、电磁干扰和仪器误差等因素对隧道爆破振动信号采集的不利影响,实测信号往往存在大量高频噪声,可能导致信号曲线畸变和数据失真。本研究提出了一种基于鱼鹰优化算法(OOA)优化变分模态分解(VMD)的信号分解算法,并利用多尺度排列熵(MPE)构建了适用于隧道爆破振动信号的降噪模型。采用最大信息系数作为适应度函数,OOA迭代计算最优VMD参数(K&α),并得到本征模态函数(IMF),利用每个分解信号的MPE值来识别噪声,通过去除噪声分量并重构得到降噪信号。采用该优化算法对云南省大山隧道实测爆破振动信号进行降噪处理,结果表明:新的优化算法能够分解出最优信号并消除噪声,且对信号的低频能量影响较小。该方法的降噪效果优于完全集成经验模态分解(CEEMD)和传统VMD算法,从而验证了OOA-VMD降噪算法的可靠性。该研究对隧道工程爆破振动信号的处理和噪声干扰问题的处理具有重要工程应用价值。

摘要：以武汉某市区住宅项目基坑为研究对象,结合其复杂地质条件设计了5种开挖支护方案,用于不同区段。选取2个典型剖面构建网格模型,采用有限差分法模拟基坑开挖变形。结果表明,开挖变形均在基坑监测项目的安全范围内,验证了所提出的开挖支护方案的合理性和有效性。对类似复杂地质条件下城市基坑工程的开挖支护方案设计和开挖变形控制具有一定的参考意义。

摘要：深层页岩具有高水敏性及高温特性,水化-温度协同效应对泥页岩物理及力学性质存在较大影响。以四川盆地龙马溪组深层页岩为研究对象,基于XRD衍射、扫描电镜、水化-温度协同浸泡、超声波及室内力学压缩等实验获取了页岩在不同温度条件下浸泡后的裂缝参数、声波参数和力学参数。研究结果显示:在常温(24℃)及高温(120℃)环境下,随浸泡时间增加,声波能量产生衰减,高温环境下纵、横速度下降幅度分别是常温环境下的1.41倍和1.71倍;水化作用导致岩样裂缝参数产生变化并具有阶段性,声波衰减系数及水化结构损伤系数在水化初期、中期、末期,分别呈现快速增加、缓慢增加和趋于稳定的趋势,高温环境下声波衰减系数及水化损伤系数分别是在常温环境下的1.72和2.98倍;浸泡后页岩力学参数出现劣化,岩样抗压强度、弹性模量、内摩擦角及粘聚力呈阶段式下降,高温环境下页岩力学参数降幅分别是常温环境下对应力学参数降幅的1.24、1.42、2.06和1.39倍。研究结论可为优化深层页岩水平井钻井地质设计及调整钻井液密度提供一定理论依据。

摘要：传统的抗滑桩设计方法将抗滑桩简化成一个二维模型,采用计算宽度Bp进行设计,对桩侧摩阻力的简化存在不合理地方,因此对其进行修正方法的研究。在混凝土–岩块胶结面剪切试验的基础上得到胶结面受剪的本构方程,并将其应用到抗滑桩嵌固段的设计中,推导基于K法的抗滑桩嵌固段设计修正方法的计算公式。将修正方法应用到马家沟I号滑坡中,发现修正方法与传统K法相比,计算的桩位移相差较大,内力相差较小。影响因素敏感性分析发现桩位移随残余剪切强度f的增加、临界位移xs的减小而减小,且f对桩位移的影响要大于xs,二者对内力分布的影响不大。位移是控制抗滑桩设计的一个重要指标,因此应考虑桩侧摩阻力的分布,结合胶结面剪切试验进行抗滑桩的设计。

摘要：PDC钻头破碎岩石的理论研究,对于合理设计与应用PDC钻头有着非常重要的意义。虽然国内外学者对PDC钻头的碎岩问题进行了诸多的试验和数值模拟研究,但是理论分析研究相对缺乏。PDC碎岩功耗可以定量地从能量角度反映工具破碎岩石的效率,也是评价钻进效率有效指标之一。本文基于单齿PDC的受力模型和接触力学理论,推导了PDC单齿碎岩功耗和PDC钻头碎岩功耗的理论计算公式。结合实例对比分析表明,该公式对于整形PDC片是适用的。研究结果有助于PDC钻头的设计和PDC片的布齿措施,为深化认识PDC切削碎岩机理提供重要的理论依据。

摘要：拟建的金沙江下游一水电站引水发电系统地下洞室群规模巨大且布置复杂,其圆筒型阻抗式调压井高度达100 m,直径达50 m,洞室在同类工程中罕见,拱顶稳定及支护措施问题突出。针对复杂地质条件下,尾调顶拱围岩潜在的应力型破坏和结构面导致的变形与坍塌两类不同性质的问题,采用工程地质分析与三维数值模拟3DEC等相结合的方法,深入探讨圆筒形尾调室围岩应力集中范围、程度和高应力破坏风险;说明软弱层间错动带对围岩变形稳定影响及其安全性。研究表明:圆筒形尾调室总体受力特征良好,拱顶应力集中水平(30～44 MPa)相对不高,高应力破坏问题不突出;但层间错动带对拱顶稳定影响明显,沿层间错动带的错动变形较大且NNE向浅层7 m范围发生剪切屈服。采用系统支护与混凝土置换的加强支护措施后,可以明显减小层间带的错动变形,提高层间带的安全储备。

摘要：高速远程滑坡往往引发灾难性事故,开展运动堆积过程定量研究,对于探究滑坡发生机理及预测致灾范围具有重要意义.基于室内物理模型试验,通过PIV技术分析高速摄像机在试验过程中拍摄的照片,获取了运动过程中滑体颗粒的水平速度、竖直速度与位移等运动参数.从滑体颗粒群和不同位置处单体颗粒角度,分析高速远程滑坡的运动演化规律.结果显示:(1)滑体颗粒前端出现高速区,该高速区随着滑坡停止具有一定的保持性.颗粒间存在明显的碰撞现象;(2)从不同位置单体颗粒来看,前部颗粒位移量最大,速度波动频繁,碰撞频次最高,能量多次补充;中部颗粒位移量其次,速度有波动过程,但不及前部频繁;后部颗粒位移量最小,速度基本呈递降趋势,能量逐渐减小.结合重庆鸡尾山滑坡以及Black Rapids Glacier滑坡实例分析,揭示了高速远程滑坡运动堆积过程中滑体颗粒间存在碰撞及能量传递现象,从而进一步探究高速远程滑坡形成机制,在监测预防、灾害治理等方面具有现实指导意义.

摘要：盾构隧道开挖将引起土体卸荷,会对邻近既有桩基产生不利影响,为探究既有桩基在邻近盾构开挖下的水平向响应规律,针对已有研究的不足,提出了一种在邻近盾构开挖下能考虑桩基剪切效应的计算桩基水平向响应的简化算法。首先既有桩基被视为置于Pasternak双参数地基上的铁木辛柯梁,然后由两阶段法建立起考虑桩基剪切效应的桩基水平向变形控制微分方程,利用有限差分法解得附加荷载作用下的桩基水平向变形解析解。通过离心试验、监测数据的对比,验证了该方法的合理性。并在给定的桩土参数下,把同时考虑桩基剪切和弯曲变形的解析解与只考虑桩基弯曲变形的退化解进行对比,发现较之于欧拉–伯努利梁法,盾构对桩基扰动程度的影响,扰动越大,剪切效应体现越明显,由铁木辛柯梁法计算的位移值与弯矩值更接近实测数据。

摘要：在分析现有主要岩体渗透系数估算模型适宜性的基础上,根据地下水封洞库区岩体渗透性特征,依据烟台LPG洞库岩体渗透系数测试数据,以岩石质量指标(RQD)、岩体完整性指标(RID)、裂隙宽度指标(AD)、岩石渗透性指标(LPD)为建模指标,建立地下水封洞库岩体渗透系数估算模型——RMP模型,并采用该RMP模型估算青岛地下水封洞库区14个钻孔277段岩体的渗透系数。研究结果表明,青岛地下水封洞库岩体渗透系数空间分布随机性较大,其中57.04%的渗透系数集中于10-4 m/d≤K<10-3 m/d的区间内。研究成果对地下水封洞库工程的水幕系统设计和水封效果评价具有一定理论意义和工程参考价值。