摘要：微生物诱导碳酸盐沉积(MICP)技术是近年来发展起来的一种新型绿色加固技术,如何提升MICP技术的加固效能一直是学者关注的热点,本工作重点结合巴氏芽孢杆菌产脲酶原理和非离子表面活性剂的特点,设计采用非离子表面活性剂Triton X-100提升MICP效能的试验研究。结果表明:(1)在单因素试验结果的基础上,通过响应面试验分析确定了活性剂的最优处理条件,即掺量1.37%、处理时间5.02 h、处理温度34.28℃、菌胶比1∶2.11;(2)采用最优条件处理的巴氏芽孢杆菌对钙质砂进行加固后,钙质砂固化体碳酸钙含量和无侧限抗压强度分别提升了25.48%和22.83%;(3)非离子表面活性剂Triton X-100增大了巴氏芽孢杆菌的细胞膜通透性,一方面使得更多的胞内脲酶释放到细胞外,同时更多的尿素分子进入到细胞内,促进了尿素水解,提升了碳酸钙的生成速率;另一方面使得以细菌为核点生成的碳酸钙胶凝体的结构更为致密,在这两方面作用下,MICP效能得到有效提升。相关思路和研究结果可为MICP加固效果的提升提供新的参考和思路。

摘要：为提升微生物固化花岗岩残积土的效果,综合考虑木质素磺酸钙的特点和MICP(Microbial-induced calcite precipitation)作用过程的环境条件,设计进行木质素磺酸钙增强MICP固化花岗岩残积土试验,综合宏观物理力学试验和微细观检测,系统分析木质素磺酸钙对微生物固化花岗岩残积土的增强效果及增强机制。结果表明:①木质素磺酸钙能够显著提高花岗岩残积土微生物加固过程中的胶结物产量,木钙掺量在4.00%左右达到最佳,与常规MICP相比,胶结物生成量提高了48.86%;②木质素磺酸钙的掺入,显著提高了固化体的抗压强度和抵抗变形能力,2.00%~8.00%掺量下固化体的抗压强度提升了4.75%~41.20%,破坏时应变增加16.24%~38.55%;③掺入木质素磺酸钙后,固化体的孔隙大小及孔隙率均有不同程度降低,孔隙率降低了12.97%~37.38%,固化体的整体密实性进一步增强;④木质素磺酸钙的掺入,改善了残积土的孔隙结构,为后续微生物加固提供更好的环境条件;⑤在微生物固化花岗岩残积土过程中掺入木质素磺酸钙后,改善了微生物生长的酸碱环境,丰富了MICP作用过程中的钙源,提升了固菌率,促进了MICP反应,同时改善了碳酸钙沉淀颗粒的大小、性状及排列形式,使得胶结物产量进一步提升,从而提升固化体的整体固化效果。

摘要：工程开挖建设导致软岩形成卸荷损伤,其在水-岩作用下的劣化特征与卸荷损伤程度密切相关。以巴东地区红层泥岩为研究对象,设计进行了泥岩卸荷损伤模拟试验,随后对卸荷损伤泥岩试样进行水-岩作用试验,结果显示:卸荷损伤导致泥岩局部矿物颗粒形态破坏、微裂缝发育,在后续水-岩作用下颗粒间胶结程度持续弱化,孔隙、裂缝进一步扩展。宏细观参数随水-岩作用时间的增长,其中质量m呈现先上升后骤然下降再趋于稳定的趋势,纵波波速P呈现先减少后上升的趋势,体积应变εv呈现逐渐增大的趋势,分形维数K呈逐渐增长的趋势;且各参数的增长速率均随卸荷损伤程度D的增大呈幂函数增加,当D≥0.49时,各参数的增长速率急剧增大;确定以质量、纵波波速、体积应变和分形维数作为与水反应系统的变量,并运用非线性动力学理论建立了水-岩作用下的泥岩劣化模型,并验证了模型的合理性。研究结果表明所建模型能表征卸荷损伤泥岩在水-岩作用下的宏细观特征参数变化趋势提供一定理论参考。

摘要：为了研究双向地震作用下土体的液化响应特性和地下结构的上浮规律,采用有限元-有限差分耦合数值方法,对比了水平单向和双向地震作用下土体超孔隙水压力、结构加速度、结构位移等方面的差异,并进一步探究震后孔压消散对地下结构上浮的影响以及地下结构的上浮机理.结果表明:和水平地震作用相比,双向(水平+竖直)地震作用会加大结构两侧的液化程度,使超孔隙水压力的消散时间更长,并且结构的水平加速度响应被放大.在地震作用过程中,竖向地震对结构上浮的影响并不明显,地震结束后,双向地震作用下结构的竖向位移震荡较大,和水平地震作用相比最终上浮量偏小;双向地震会加大结构的变形,但结构的变形主要发生在震中,震后基本不发展.此外,在地震过程中及地震后地下结构的竖向位移与土体的固结沉降、土体的流动,以及土体的超孔隙水压力消散有关.因此,建立在近断层液化场地中的地下结构的抗震设计应考虑竖向地震作用带来的影响.

摘要：挡土墙墙后土压力分布是墙体形状及配筋设计的重要依据,为研究强夯作用下挡墙墙后土压力分布规律,开展了自重、堆载及强夯荷载下的挡土墙物理模型试验,通过不同深度的土压力监测,分析了夯击落距和夯击次数对墙后土压力分布的影响,重点分析了强夯冲击松动区的影响,并基于等效静力法修正了强夯作用下墙后土压力理论计算公式。结果表明:单次夯击作用下墙后土压力瞬间增大至极值后逐渐衰减至稳定,随着夯击次数的增多,土体逐渐密实,相应的墙后土压力会逐次增加;浅部土体在强夯作用下会形成冲击松动区,松动区内土体变得松散从而土压力值较小,而松动区下部土压力随深度迅速增大后再减小,呈“鼓肚”状非线性分布;松动区土体重度、松动区厚度尤其是后者对于墙后土压力理论分布曲线影响较大,考虑松动区影响的墙后土压力等效静力法修正理论公式更符合实际情况。

摘要：乌东德库区处于干热河谷区域,在库水位周期性升降变化条件下,消落带岩体处于热湿循环作用状态。为研究热湿循环作用下节理岩体的损伤演化机制,设计进行砂岩节理热湿循环和重复剪切次序作用试验,并分析砂岩节理的剪切性能、节理面形貌特征及能量参数的演化规律。研究结果表明:(1)在12个热湿循环周期内,砂岩节理面的剪切力学参数和形貌参数均呈先快速降低后缓慢趋稳的劣化规律,其中前3个周期各参数劣化幅度明显较大,而后劣化趋势逐渐变缓,并在8个周期后趋于稳定。(2)随着热湿循环周期的增加,砂岩节理在剪切过程中的总能量和耗散能逐渐减小,其变化趋势与力学参数一致,比较而言弹性能变化相对较小,耗散能变化趋势明显。(3)热湿循环作用下砂岩节理剪切性能的损伤机制包括3个方面:(1)热湿循环对岩壁强度和节理面形貌的损伤作用;(2)重复剪切作用对节理面形貌的改变和岩壁一定深度范围内岩体的损伤作用;(3)热湿循环和重复剪切次序作用对节理面损伤的相互促进作用。相关研究方法和结果可为干热河谷区域库岸边坡消落带岩体节理的热湿循环损伤劣化分析提供较好的参考。

摘要：能源锚杆是一种由地源热泵技术与支护锚杆相结合的建筑节能减碳新技术.然而,目前针对温度影响下锚杆的热力响应机理尚不清楚.基于多场耦合数值模拟方法,探讨温度、锚杆线膨胀系数、锚杆直径、土体导热系数及荷载等因素对能源锚杆热-力特性的影响.研究结果表明:常温锚杆受拉时,锚头位移随荷载的增大而增加;温度下降15℃时,锚头平均位移较常温锚杆降低-1.34 mm(约为锚杆直径的1.0%);温度上升15℃时,锚头平均位移较常温锚杆增加0.89mm(约为锚杆直径的0.68%);换热过程中,锚杆温度的升高会引起杆体轴力的减小;在同一加热温度和荷载条件下,锚头位移随着锚杆的线膨胀系数增大而增大,锚杆轴力随着锚杆的线膨胀系数增大而减小;锚杆直径的增大会导致锚头位移的减小.试验结果对能源锚杆的设计和施工提供了一定的参考和依据.

摘要：波浪侵蚀是三峡库区消落带土壤侵蚀的主要类型,已严重威胁到库区经济发展和生态环境构建。植被修复可以实现水土保持和增强消落带稳定性目的,但关于在波浪作用于消落带上坡面时植物覆盖对波压力和孔隙水压力和侵蚀量的影响及关系尚不明确。为此,设置3个波高(4、6和8 cm)、3个坡面条件(裸坡对照、30%狗牙根覆盖和60%狗牙根覆盖),开展模拟波浪试验,分析不同植被盖度对消落带波浪作用力和侵蚀的影响。结果表明:裸坡时,随波高增加,波压力和孔隙水压力分别增加3.80%~48.62%和13.12%~50.44%,侵蚀量增加0.88%~8.08%。存在植被时,对比裸坡,随波高增加,波压力和孔隙水压力分别降低2.98%~220.17%和15.47%~75.64%,侵蚀量则降低29.31%~80.83%。植物可以通过地上部分和地下部分消散波压力和孔隙水压力,从而提高消落带受波浪作用的耐受性,进而有效降低波浪造成的侵蚀量。以上结果加深了在波浪作用于紫色土消落带坡面时狗牙根覆盖与波浪作用力与侵蚀量关系的理解,为库区消落带植被恢复和水土保持提供一定的参考。

摘要：为研究钙质砂地基中群桩基础承载过程中的性能特征,开展不同桩距条件下群桩基础静载试验.得到不同桩距条件下群桩的Q-S曲线和S-lgt曲线,测得3d、4.5d、6d(d为桩径)群桩在静载条件下的极限承载力F_(u),研究各个桩段的桩身轴力、桩侧摩阻力以及桩端阻力的变化趋势.研究结果表明:群桩的Q-S曲线为缓变型,S-lgt曲线为渐变型,桩基承载变形大致分为稳定、渐进以及破坏3个阶段,相较于3d群桩,4.5d、6d群桩沉降发展更缓慢,F_(u)更高;同等桩距下,钙质砂地基表现出比陆源砂地基更强的群桩效应,钙质砂地基中群桩最佳桩距应在4.5d~6d之间.该研究为群桩在钙质砂地基中的应用提供数据支撑和理论参考.

摘要：本文以古洞口—平水段为研究对象,通过分析研究区特有的地质特征与边坡发育情况,将崩塌按受力状态与起始运动方式划分为:滑移式、倾倒式、错断式3类,利用ArcGIS软件的空间分析功能,具体分析了区内危岩破坏模式与各控制因素的相关关系,并结合3类崩塌的发育特征确定相应评价因子,最后采用模糊层次分析法(FAHP)建立指标体系,通过指标体系得出古洞口—平水段崩塌灾害易发性评价结果.结果显示:3类崩塌灾害易发性与此类灾害点的分布密度较吻合,易发性评价结果符合实际.结果表明:距公路越近,崩塌发生的可能性越大,滑移式崩塌主要分布在顺向坡地区,倾倒式崩塌主要分布在逆向坡地区,错断式崩塌主要分布在横向坡地区,评价模型的正确率AUC值均接近于1,说明易发性评价的精度较好,评价结果对研究区崩塌灾害风险管控具有一定的指导意义.