摘要：数值模拟是地下结构抗震分析的重要手段之一,然而地震动输入及边界效应、模型尺度规模等因素均会影响数值模拟的计算精度和效率,并且存在计算尺度、计算时间、计算精度之间的矛盾,因此如何高效、精确地模拟地下结构与地层相互作用体系的地震响应仍是亟待解决的关键问题。基于区域缩减法(DRM)将边界元和有限元相融合的核心思想,旨在建立能够合理模拟地下结构-地层系统地震响应特征的高效混合分析方法。首先将地下结构-地层整体模型划分为近场地层-结构内域子模型和远场地层外域子模型,通过构造重合节点保证内域-外域耦合边界处的位移连续性;其次,基于边界元求解外域自由场或地形影响下的非自由场地震动特征,并采用DRM构造矩阵方程将外域动力响应转化为等效地震荷载,可以在保证地震动合理输入的前提下极大地缩减外域模型尺寸,进而实现对内域中地下结构地震响应的快速参数化分析;最后,设计了两组典型算例以检验该方法的可靠性和高效性。结果表明:对于无地形影响下的双线隧道地震响应模拟,通过与远置边界参考解对比验证了方法的有效性;对于受地形条件影响下的双线隧道地震响应模拟,本方法在保证精度要求的基础上极大缩减了包括地形在内的外域模型范围,相比远置边界法和传统黏弹性法,可使计算模型尺度分别缩减97%和83%,计算时间减少72%和58%。此外,该方法还可推广到斜入射地震动作用下地下结构的动力响应分析。

摘要：消能锚杆在加固边坡工程、基坑工程和巷道工程中具有良好的支护和容错能力,已经被广泛地研究和应用.系统地介绍了传统消能抗震锚杆的研发现状.根据消能抗震锚杆在外荷载消失后是否可自行恢复,进一步将其分为变形不可自复位型锚杆和变形可自复位型锚杆,并就几种典型消能抗震锚杆的工作机理及优缺点做了分析.在此基础上,进一步总结了现有抗震锚杆技术存在的主要问题:现在消能锚杆结构存在设计缺陷、不同荷载力学作用机制导致锚杆力学响应存在显著差异、现有消能锚杆无法适应岩土体的动力变形.最后,基于抗震结构自复位性的特点,提出了一种具有自复位结构的新型多级消能抗震锚杆,该锚杆具有多级缓冲消能的特点,且能实现在外部荷载减小或消失时其消能部件变形可恢复的效果,有望为强震区、爆破区及高地应力区的边坡、隧道、矿井巷道等工程持续提供有效的支护力.

摘要：好氧修复技术具有加速填埋堆体稳定化的优势,正确评估其稳定化进程对好氧修复系统的设计和运营具有重要的意义,但是现有指标数量众多且差异化大。考虑稳定化指标的敏感性和工程监测的难易程度,从稳定化机理出发,分别从气相、液相、固相和沉降4个层面筛选氧气利用率、归一化有机溶质指标、脱氮效率、生物降解度和相对沉降速率为评价指标,并将其统一划分为具有不同稳定化特征的3个阶段(好氧转化、半稳定化和后稳定化),提出指标权重和阶段划分标准。然后,构建了不同阶段中不同指标的隶属度函数,结合模糊综合评价理论实现对填埋场稳定化进程的综合性评价,并将其应用于某好氧修复工程案例。

摘要：基于界面本构模型提出了一种新的砂土中单桩荷载沉降响应的预测方法。首先,从土−结构界面本构模型出发推导了严格的桩−土界面非线性荷载传递模型,该模型承继了界面本构模型特征,能够模拟桩−土界面上发生的应变硬化/软化、剪胀与应力路径依赖性等行为。此外,采用双曲线荷载传递模型模拟桩端−土相互作用的非线性应力−位移关系。上述荷载传递模型所需参数可以通过室内界面剪切试验和土工试验进行校准。继而,基于荷载传递法,提出了单桩荷载沉降响应分析的一维计算模型,并采用迭代算法进行数值求解。最后,将理论解答与已报道的模型试验、自主开展的模型桩试验以及数值模拟结果进行比较,以验证所提出的理论方法的正确性。试验结果表明,预测值与实测值吻合较好,且该方法能够很好地预测非位移桩与位移桩的荷载沉降响应。提出了一个基于界面本构模型的单桩荷载沉降响应分析框架,为竖向荷载下砂土中单桩优化设计提供了理论参考。

摘要：土石混合料在干湿循环作用下具有显著的蠕变性,其对高填方工程蠕变变形的影响不可忽略。为了研究了不同干密度及荷载水平对土石混合料湿化蠕变变形的影响,开展了9组土石混合料干湿循环作用下的压缩蠕变试验。结果表明,土石混合料的湿化蠕变变形随荷载水平的提高而增大,随干密度的提高而显著减小,但随着干密度进一步提高,湿化蠕变变形的减小幅度则明显弱化。土石混合料在干湿循环作用下的湿化蠕变变形与干湿循环次数对数之间较好地满足线性发展规律,初次湿化应变及湿化蠕变速率均同荷载水平及干密度之间符合幂函数特征,在此基础上提出了考虑不同干密度及荷载水平的土石混合料干湿循环蠕变经验模型。

摘要：为进一步研究波纹钢衬砌法兰接头受弯力学性能及其影响因素,建立波纹钢衬砌法兰接头的四点弯曲计算模型并验证其准确性。以波纹钢型号、法兰板厚度和螺栓型号为变量设计正交试验,通过变形云图总结破坏模式,对M-θ曲线的原点刚度与极限弯矩进行方差、极差分析,再结合法兰板与螺栓的应力-弯矩曲线揭示结构破坏时构件的相互作用机理,最后提出弯矩系数α以定量区分法兰接头类型。研究结果表明:结构原点刚度受波纹钢型号影响最大;正弯矩荷载下极限弯矩由法兰板起主导作用,其破坏模式为法兰板面外屈曲破坏,螺栓对其影响不大但应力已达极限;负弯矩荷载下极限弯矩受螺栓与法兰板共同影响,破坏模式可根据变形特征分为法兰板控制型、螺栓控制型和综合控制型,所提出的相对弯矩系数α可准确定量区分其破坏模式;在纯弯荷载下法兰板与螺栓最大Mises应力均呈现四阶段增长特征,负弯矩荷载下的法兰板最大Mises应力随螺栓型号变化不显著。

摘要：原位生物修复作为一种低成本、绿色的污染场地修复技术受到了极大的关注。大多数生物修复研究集中增强土著微生物自身的降解能力的生物刺激技术上,对引入外源微生物的生物强化技术研究有限。而污染场地内天然和人工裂隙等优势渗流会影响注入微生物的运移及其降解反应。通过提出一个数学模型来模拟裂隙含水层中微生物和相关溶质迁移以及污染物降解过程。该模型考虑了对流、扩散、吸附、生长、死亡和微生物代谢反应等过程,并耦合了微生物、电子受体和基质底物三者之间的相互联系,并与试验结果验证良好。模拟结果分析表明,保持微生物与污染物之间的充分接触并提供充足的养分是提高生物修复效率的关键。由于生物降解消耗加速了基质内污染物向裂缝周边区域的反向扩散,生物修复的实际影响范围比微生物运移范围要大。同时,裂隙外基质的扩散系数对生物修复效果的影响最大,其次是微生物吸附系数和注入速度。该数学模型是评估含裂隙地层生物强化策略有效性的重要工具,有助于设计和优化相应的生物修复方法。

摘要：随着城市更新的推进,越来越多的基坑在既有邻近基坑造成的单侧卸荷条件下施工,表现出与常规基坑不同的变形特性和机制。为此,依托上海某单侧卸荷的深基坑工程(34.3m),统计分析了现场监测数据(地下连续墙侧移、墙后土体侧移、周边地表沉降、支撑轴力和墙后土压力),揭示了软土地区单侧卸荷诱发的深基坑不对称变形特性,并初步探讨了其发生机制。结果表明:单侧卸荷引起了地下连续墙侧移的不对称性,卸荷侧侧移减小76%,非卸荷侧侧移增大72%,进而导致非卸荷侧地表沉降最大值增加1倍以上,这是卸荷侧土压力减小、围护结构整体水平位移和卸荷方向支撑等效刚度变化3种机制综合作用的结果。在类似工程的设计施工中,应充分考虑基坑的不对称变形特性,选取合适的等效支撑刚度进行计算,并针对卸荷/非卸荷侧制定合理的监测预警指标。

摘要：针对爆破振动荷载作用下填埋场稳定系数分析,建立数学坐标系确定两种形状填埋场每个点的坐标位置,分别采用质心法和积分法计算爆破振动惯性力;考虑渗滤液对填埋体、衬垫界面物理力学参数的影响,建立填埋场沿垃圾坝背和坝底破坏时的三楔体分析模型,列楔体极限平衡方程;借助MATLAB求解爆破振动荷载下任意时刻填埋场沿底部复合衬垫界面滑移的安全系数,通过算例验证楔体极限平衡方程的正确性。结果表明:质心法计算的安全系数时程曲线开始发生变化的时间落后于积分法,且与积分法相比,波动幅度更大,最小安全系数更小,实际安全系数应在两种方法之间。当爆源位于垃圾坝底内边缘下方区域或填埋体底部中点左右区域的下方时,安全系数最小,发生失稳的概率最大。爆破振动频率对填埋场安全系数的影响,积分法得出随着振动频率变大,安全系数总体变化趋势增大,且增加幅度逐渐减小。渗滤液水位显著影响填埋场的稳定性。研究结果对评估填埋场在隧道下穿时的稳定性、优化隧道爆破开挖设计、确保施工安全具有重要意义。

摘要：大直径盾构隧道面临着复杂地层带来的挑战,传统的设计方法往往选择钻孔揭示的最不利地层断面或者采用平均化的地层,无法准确反映掘进面临的真实地层情况.因此,利用现有钻孔勘察信息建立耦合马尔可夫链模型,确定盾构掘进过程中最可能穿越的典型地层断面.采用不同设计参数展开数值模拟,以盾构隧道收敛变形相关指标的标准差作为鲁棒性指标,提出了一种基于地层变异性的大直径盾构隧道鲁棒性设计方法.研究结果表明,耦合马尔可夫链模型的最典型断面为盾构隧道提供了更准确的地层条件,使得鲁棒性设计更具适用性.最后,对现阶段常用的地层设计方法进行了优化,确保掘进过程中地层选择更接近实际情况,在有效降低隧道建设成本的同时,使得隧道具备更好的鲁棒性.