摘要：在原位地应力和开挖卸载作用下,深部洞室围岩呈现硬化-软化响应,这一特性对洞室力学响应评估和支护结构设计有着重要影响。为研究开挖后深部围岩的硬化-软化响应,基于边界面理论框架,引入黏聚力弱化机制,结合改进的Rowe应力-剪胀规律,构建了深部围岩黏聚力弱化边界面模型,将常见的屈服面-峰值强度面-残余强度面简化为初始(峰值)边界面-残余边界面,避免了屈服面参数测量误差对计算结果的影响。在该本构模型增量化应力-应变关系的基础上,引入Hencky应变以评估洞室大变形工况,并引入辅助变量完成坐标转换,推导了描述深部圆形洞室周围应力场分布的常微分方程组。进一步地,结合深部圆形洞室的地应力环境等边界条件,对常微分方程组进行求解,获得所研究工况下的深部洞室应力分布,并将所得结果与现有解答进行对比校验。随后,分别讨论了相同支护力与不同地应力组合,以及相同地应力与不同支护应力组合等工况下的洞室应力分布。此外,基于所得深部洞室应力分布解答,计算围岩特征曲线并与相关文献进行对比,并讨论残余黏聚力取值对围岩特征曲线的影响。相关结果表明:黏聚力弱化边界面模型可以较好地描述岩石试样的硬化-软化力学行为。采用黏聚力弱化边界面模型可以有效描述深部洞室周围的应力分布,并能为支护设计提供参考。所得的围岩特征曲线能有效反映围岩的响应特征,在中段同支护力下预测的变形值比经典解答略大,残余黏聚力取值对围岩特征曲线影响较大。本文相关结论可为深部洞室支护理论构建、施工方法研发和保障深部洞室安全提供参考。

摘要：聚氨酯高聚物注浆可显著提高珊瑚钙质砂地基承载力,但目前缺乏模型准确描述注高聚物浆液加固后珊瑚钙质砂地基的蠕变。本文中推导了改进村山流变模型的理论公式,对复合体蠕变进行分段描述,采用一个与应力大小及时间有关的反比例函数代替传统村山流变模型中的黏滞系数。设计了室内蠕变单轴压缩试验,分别在100 kPa,200 kPa和400 kPa轴向应力下测定并建立了珊瑚钙质砂-高聚物复合体的蠕变量与蠕变时间的关系。试验结果表明:改进村山流变模型可有效描述珊瑚钙质砂-高聚物复合体蠕变全过程,当蠕变时间小于临界时间时,传统村山流变模型有效;当蠕变时间大于临界蠕变时间后,传统村山流变模型偏差随着时间增长而增大,而改进村山流变模型预测值与实测值具有很好一致性;复合体所处的应力水平越高,蠕变量越大,发生加速蠕变的时间也越早。

摘要：广东省综合单位线法作为一种在工程实践中得到广泛应用的单位线,由1983年前的雨洪资料分析综合得到,它反映了广东省城镇化之前的产汇流关系,但是目前针对其在城市化地区适用性评价与修正的研究较少。以广东省深圳市景田流域为例,基于景田水文站2011-2019年间的暴雨洪水记录资料,采用纳什效率系数、认同指数、相关系数等评价指标,对广东省综合单位线的适用性进行评价,通过Spearman秩相关系数法对重要参数进行敏感性分析,并基于拉丁超立方抽样法、约束最小二乘法等方法对广东省综合单位线法进行了修正。研究结果表明:景田流域自20世纪80年代后经历了快速的城市扩张,不透水下垫面所占比例已超过90%,广东省综合单位线法对该流域雨洪过程的刻画能力存在明显不足,提出的通过对重要参数进行率定以及对单位线进行修正两种方案都提高了模型的模拟效果。其中,针对小样本提出的基于网格搜索的交叉验证参数优化方法与约束最小二乘法的单位线修正方法,表现出良好的模拟性能,纳什效率系数、认同指数、相关系数等指标都有明显提高,较好地反映了景田流域的产汇流特性;相较于广东省综合单位线法的推荐单位线,经过修正的单位线表现出洪峰流量变大、峰现时间提前、总历时缩小的特征,更符合城市化的产汇流规律。

摘要：珠江广州河段最高洪潮水位演变特征对于广州市防洪工程的规划设计意义重大。用滑动平均法、M-K法等方法,分析了珠江广州河段4个水文站历年(53~115a)最高洪潮水位序列的均值、方差、变差系数等变化特征;对水位极大值进行了考证;用P-Ⅲ型频率曲线对整个序列和每20a序列进行拟合和分析,并对未来时段的频率分布特征进行了推断。结果显示:珠江广州河段最高洪潮水位总体呈波动上升趋势,序列均值、方差及变差系数均有增大趋势,近年来水位屡创新高,水文序列的一致性已遭到极大的破坏,传统的使用长系列资料的水文频率分析方法在变化环境下可能会产生较大的偏差。建议不要过分强调资料序列的长度,而应更加重视近期资料的应用,并可适当外延。

摘要：以广东省某高速公路T3标段为研究对象,部分路段采用预制管桩复合地基加固软土地基,采用水袋加载的方法进行等载预压,选取3个典型监测断面埋设传感器,监测分析地基土和桩身的沉降、土压力、桩身轴力的变化规律。结果表明:复合地基中桩体为主要的受荷体,设置褥垫层使其产生刺入变形,可有效调动地基土的承载力;荷载在地基中的传递存在滞后性,提升加载速率可有效改善荷载的传递速率,分级加载有助于达到更好的预压效果;过大的加载速率会导致土压力与桩身轴力出现波动,通过荷载重分配实现桩土共同承担上部荷载。采用水载预压联合预制桩复合地基处理软土路基,可降低30%的施工成本,且可有效提升地基工后的稳定性。

摘要：由于气候变化以及城市化发展,引起强降雨等极端天气事件增多,导致城市内涝现象加剧,给城市交通、居民生活和基础设施造成严重影响。基于MIKE FLOOD平台,通过耦合MIKE 11、MIKE URBAN和MIKE 21三个模型,构建了暴雨内涝模型,对深圳市大空港片区内涝问题进行分析。利用2018年“山竹”台风实测暴雨条件下的实测水位、积水深度数据,对模型进行了参数率定和验证。在不同降雨情景下,内涝高风险区域主要集中位于研究区的中部区域以及河流沿岸附近。另外,根据“8·29”实测暴雨潮水位,模拟可得:大空港片区内涝点积水深度在15 cm以上的总积水面积约为7.11 hm^(2)。研究结果可为区域城市内涝防治提供科学的技术支撑。

摘要：准确把握粗颗粒土静止侧压力系数K_(0)对分析及设计土石坝等岩土工程具有十分重要的作用。由于缩尺效应的存在,粗颗粒土室内K_(0)试验结果往往无法正确反映其真实值。本文利用自行研制的大型K_(0)测试仪对某砂卵砾石料及堆石料进行大量试验,以研究分析缩尺效应对粗颗粒土K_(0)影响规律,找出消除缩尺效应影响的方法。通过改变试样颗粒的最大粒径d_(M)、缩尺方法、初始相对密实度D_(r0)等初始条件,设置24组试样,利用大型K_(0)测试仪对各组试样进行直剪试验,定量研究d_(M) 、缩尺方法和D_(r0)对粗粒土K_(0)的影响规律,并探讨以室内试验数据推求现场粗粒土K_(0),从而消除缩尺效应的方法。结果表明:D_(r0)及缩尺方法不变时,粗颗粒土K_(0)随着d_(M) 的增加而显著减小,因此,缩尺效应会导致粗颗粒土K_(0)显著增高,且缩尺后土料d_(M) 越小,其K_(0)受影响程度越高;D_(r0)及d_(M)相同时,缩尺方法对粗颗粒土K_(0)有一定影响,采用等量替代法缩尺后,试样K_(0)值增加最小,因此,采用等量替代法缩尺可减小缩尺效应对粗颗粒土K_(0)的影响;相比d_(M) ,D_(r0)对粗粒土K_(0)的影响更为显著,D_(r0)越大的土样,d_(M)对粗粒土K_(0)影响更明显。基于砂卵砾石料K_(0)试验结果及前人的研究,建立根据室内试验结果反推现场粗颗粒土料K_(0)的公式,以消除缩尺效应对粗颗粒土K_(0)的影响。利用堆石料K_(0)试验结果验证了该经验公式的准确性及适用性。

摘要：埋地管道是基础设施建设的重要组成部分,为城市的健康运营提供了强有力的保障。在管道的力学性能分析和管-土相互作用研究中,基于土弹簧模型的弹性地基梁理论被广泛采纳。准确确定埋地管道受到的土阻力是管道工程设计、建设和运营过程中的重要工作,然而地震断层、滑坡或地基不均匀沉降等地层错动作用会产生难以预估的管土相对位移,从而导致土阻力的复杂变化,增大了管道工程的设计运维难度。从试验、数值模拟和计算方法三个方面论述了目前有关管土相对位移诱发管道侧向土阻力研究的进展,并在此基础上,总结了现有研究的不足,阐述了该问题未来可继续研究的方向和内容。

摘要：土壤水分时空分布的精准监测对于工程地质评估、地质灾害防治具有重要意义。当土壤含水率变化梯度较大时,准分布式主动加热光纤光栅(AH-FBG)法的测量误差相对较大。为分析该工况下的误差来源及其沿深度的分布状态,设计开展了3组室内土柱试验,并在试验基础上提出了基于人工神经网络(ANN)的联合分析法,以改进AH-FBG水分感测技术的分析方法。研究结果表明:将AH-FBG法应用在含水率变化梯度较大的土体中,加热时传感器和土体中会产生纵向传热,其中传感器纵向传热占主导地位;该效应会降低含水率监测精度,且相关误差不能通过减少加热时间进行消减;室内试验和现场监测数据均显示,相较于传统的最大升温值法,联合分析法考虑了升温跃迁和拖滞效应,因此得到的含水率监测精度明显提高,证明了该方法的优越性。

摘要：偏远山区作为滑坡易发区,受限于供电困难和安装成本高等问题,难以普及设站观察、卫星遥感等山体滑坡监测方法,为此提出一种基于摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator, TENG)的自供能传感器,用于预警山体滑坡.该传感器为圆管状自供能传感器,使用聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)和铝(Al)作为传感单元的摩擦层,通过圆管内外磁铁的磁力作用使两摩擦层接触并跟随磁铁发生相对滑动.通过COMSOL软件仿真分析该传感器工作原理,并设计实验确定摩擦层材料宽度最优值.该自供能传感器具有磁体材料驱动内部TENG的新颖的结构和传感机制,分析其在不同相对滑动速度和分离距离下的输出电信号可得,当相对滑动速度为0.05 m/s时,输出电压为1.31 V,输出短路电流为0.17μA.在实验室模拟山体滑坡时,该自供能传感器输出电压为2.5 V,能够准确检测滑坡位置.研究拓展了TENG在地质灾害监测领域的发展和应用,为构建自供能传感器和自驱动系统提供了良好的选择.