大连地铁5号线后盐站深基坑止水帷幕优化研究

为了研究大连地铁5号线后盐站深基坑止水帷幕优化方案,运用Midas GTS NX有限元分析软件建立不同止水帷幕的数值计算模型,分析了不同止水帷幕深度、厚度和渗透系数对稳态渗流场的影响,进一步分析了总水头、孔隙水压力、流速及渗流路径的变化规律.研究结果表明:止水帷幕深度与基坑深度比为1.22时,止水帷幕达到最佳的截水防渗作用;止水帷幕厚度与基坑抗突涌稳定性存在正相关关系,渗流流速随着厚度的增大而减慢,但厚度超过1.0 m后无显著现象;止水帷幕的渗透系数与基底水力梯度呈现负相关,但随着渗透系数的减小致使水力梯度变化有所减弱.     

多孔混凝土的渗透系数及测试方法

为了有效测量多孔混凝土的渗透系数,通过分析渗透系数的物理基础,提出确定Darcy定律对多孔混凝土适用范围的方法,根据常水头渗透试验原理,考虑侧壁渗漏、套筒尺寸及测压管位置等因素,研制出简单实用的常水头多孔混凝土渗透仪,分析了影响渗透系数测试的试件性状和水等因素,提出多孔混凝土渗透系数测定的试验操作过程及数据处理方法,测试了多孔混凝土在不同配合比时的渗透系数。结果表明多孔混凝土具有良好的排水性能,其常见配合比的渗透系数均大于10 cm.s-1,同时渗透系数和有效空隙率之间符合相关系数为0.968 1的幂指数关系,可见常水头测试方法可准确有效地测定多孔混凝土的渗透系数。     

基于改进优化速度函数的跟驰模型研究

为了探究车辆跟驰中车头间距与速度的关系函数,采用高精度车载GPS设备获取了大量基于时间序列的车辆跟驰数据,根据实测车头间距—平均速度关系构建了改进的优化速度函数.对原优化速度函数和改进的优化速度函数进行了参数标定,并对两个函数进行了微观向宏观交通参数的推导,结果表明,改进的优化速度函数能更好地描述车辆跟驰中微观和宏观交通参数之间的关系.最后对基于两种函数的全速度差跟驰模型进行了数值模拟,结果表明,基于改进的优化速度函数的跟驰模型具有更好的稳定性.     

高速铁路车站旅客交通特性研究

对高速铁路车站——大连北站的旅客流数据进行了视频采集和分析,建立了不同设施的旅客流参数关系曲线和函数模型.研究结果表明,旅客速度服从正态分布;旅客流量与密度、速度与流量呈二次函数关系;水平通道处的速度与密度呈线性关系,楼梯处的速度与密度表现出相似的特征,但关系曲线为指数方程.     

考虑残余强度的层状岩体损伤演化规律

为更加真实准确地描述层状岩体的损伤演化过程，结合横观各向同性材料的弹性理论和损伤力学理论，采用修正的Lemaitre应变等价假设，建立了考虑残余强度的层状岩体损伤本构模型，通过页岩、千枚岩和板岩的三轴试验数据验证了模型的准确性，并分析了不同层理角度岩体的全过程损伤演化规律.研究表明：模型既可以描述层状岩体的弹性变形，又可以较好地反映峰后应变软化过程；在初期加载过程中岩体的损伤值基本为0，随着应力增加，损伤值呈现出缓慢增长、加速增长、减速增长以及达到残余强度后稳定于1；页岩层理角度为60°时损伤演化曲线最陡，损伤发展速度最快，最先破坏，千枚岩层厚较薄，强度更低，层理角度为90°时最先破坏，而板岩相对较厚，强度更高，层理角度为45°时最先破坏；岩体层理弱面的存在，导致了力学性能和破坏模式的各向异性，损伤演化规律也表现出明显的差异性.     

夜间动态环境中驾驶员空间距离判识规律

为研究在夜间地面动态环境中驾驶员空间距离判识规律,进行了实际道路试验.32名驾驶员在夜间环境中不同深度距离、速度下,判识红、绿色障碍物空间距离.检验样本差异显著度,分析被试距离判识结果,获得判识特征值.运用曲面回归分析判识距离与速度和深度距离之间关系,获得驾驶员在夜间动态环境中,对空间距离判识变化关系的数学模型.试验结果表明：绝对距离判识值随障碍物深度距离增加而增大,随速度增加而减小.相对距离判识受深度距离影响小,受速度变化影响大,二元二次函数可很好地逼近空间距离判识的变化规律.     

波浪荷载作用下各向异性海床瞬态液化研究

为探究各向异性海床在波浪作用下的瞬态液化问题,采用有限元法求解RANS （reynolds averaged navier-stokes）方程及k-ε湍流模型进行数值造波,通过求解Biot多孔弹性方程获得海床瞬态响应,进而建立了波浪-各向异性海床耦合作用的二维数值仿真模型. 在完成对新建模型的验证后,基于此模型系统地研究了波浪及海床特性对各向异性海床瞬态液化的影响. 研究结果表明:海床瞬态液化深度随波高、周期增大而增大,随海床饱和度增大而减小;当海床垂向渗透系数在一定范围内时,海床最大液化深度随垂向渗透系数增大而减小,超出该范围时,海床垂向渗透系数对海床最大液化深度的影响不明显;海床瞬态液化深度对水平方向渗透系数的改变不敏感.      

大距离穿透声波仪

大距离穿透声波仪由SYT—1型声波岩体探测仪及DHH—1型电火花发射源组成。经初步试验,在波速为4200米/秒的岩体中,钻孔间穿透距离已超过50米。本文介绍了仪器的结构、性能、设计原理及初步试验结果。     

柔性防护系统环形拦截网分区等代模型

环形网是被动柔性防护系统中的重要结构单元,其冲击变形具有明显的多柔体非线性动力学特征,其计算模型的构建是柔性防护结构理论研究的难点与关键点. 为了建立环形网的计算模型,首先通过柔性被动网整体结构足尺冲击试验,获取了环形拦截网的区域化变形特征以及网环的典型变形状态;其次通过网环拉伸试验与数值仿真计算的方式得到了各典型变形状态下,网环的荷载位移关系,建立了分区等代计算模型;最后通过与网片顶破试验、动力冲击试验展开对比计算的方式校验了模型的准确性. 研究结果表明:环形拦截网具有明显的分区域变形特征,网环（环形网的基本单元）具有3种典型变形状态,各变形状态的网环均具有两阶段受力特征;据此采用连接于圆心、初始长度为网环半径的“X”形4桁架单元模拟单个网环,将典型变形状态下网环的荷载位移关系等效为桁架单元应力应变关系,连接对应节点形成整片网的单元模型,根据网环所处的变形区域赋予桁架单元相应的应力应变关系,建立了整片环形网的高效率分区域等代模型;通过与静力试验及动力试验的对比,模型计算误差小于10%.      

砂雨法饱和模型制样相对密度控制要素与评价方法

为满足动力离心液化试验相对密度（D_r）低的制样需求,实现砂雨法饱和模型制样相对密度的准确控制,建立了设备制模稳定性评价方法,通过自主研制一套适于饱和模型制样的鸭嘴式砂雨法装置,开展了三组干砂/饱和砂模型对比试验;通过分析出砂口尺寸、落距、移动速度等控制要素的影响,对新型装置制样性能进行了验证;采用微型动力触探仪测试饱和模型不同位置及深度的D_r空间分布,给出了模型均匀稳定性评价方法;建立描述砂雨法制样过程流速变化的数学模型和推导表达式,提出了控制稳态D_r的归一化标准. 研究结果表明:3 mm为低密实度制样的最佳出砂口尺寸;饱和模型D_r随水中落距的变化率为空中落距变化率的3.5倍,水中落距是饱和制样密实度的主导控制要素;出砂口移动速度最高达到颗粒落速的31%,对低密实度制样影响不可忽略;设备移速与落距对颗粒流速及试样D_r大小具有决定作用.      

基于Drucker-Prager准则的岩石损伤本构模型

为解决用对数变换再线性拟合的方法求岩石损伤本构方程参数计算过程复杂、不利于计算机编程的问题,引入岩石应力-应变曲线特征参量,并考虑岩石应力-应变曲线的极值条件,给出了模型参数的解析式,从而建立了新的岩石损伤本构模型.通过与砂岩试件三轴压缩试验结果比较,证明所建立的模型可以很好地反映岩石的应力-应变关系.通过对参数m和F0的讨论,认为m和F0分别代表了岩石的脆性和强度,而弹性模量是参数m和F0的共同反映.     

Numerical Simulation on Freezing Process of Saturated Granlar Soil

The relation between ice pressure and load as a criterion of segregated ice initiation is introduced into the rigid ice model to simulate frost heave in saturated and granular soil. The calculated results show that unfrozen water content, thermal conductivity and hydraulic conductivity change greatly in frozen fringe. In numerical simulations, the influence of load, hydraulic conductivity and property of soil containing water on the process of soil freezing are analyzed, and the simulation curves such as cumulative heave,the change of depth of frozen and the distributions of water content are similar to the observations reported elsewhere.     

Numerical Simulation on Freezing Process of Saturated Granular Soil

Introduction Soil freezing and thawing have a harmful impacton roads and buildings in cold regions. For example,frost heave and thawing settlement lead to cracks, set-tlement and structure breaking. A number ofreports[1-3]indicated that the frost heave induced bywater transfer could exceed the volume of water chan-ges because of water freezing in the cells. The mainmodels for coupled heat and moisture transfer infreezing soil are hydrodynamic models and rigid icemodels[1,2]. Though the hydrod…     

弯道水流纵向垂线平均流速分布的计算

弯道水流特性是水利界感兴趣的重要研究课题。而弯道水流纵向垂线平均流速的分布则是其重要内容。运用弯道水流概化模型试验,利用先进的ADV进行了三维流速数据的采集,从中提取了纵向流速参数。基于作者提出的弯道水面横比降与纵比降的沿程分布公式,经理论推导得到了弯道水流纵向垂线平均流速分布的计算公式。研究表明,公式与实测资料吻合良好,为进一步深入探讨弯道水流特性奠定了理论基础。     

隧道断层开挖引起的地下水系统变化分析

在岩层中开挖隧道时以及开挖后,地下水会倒灌进隧道中.利用SEEP/W程序,对倒灌进隧道的地下水的水量及水位变化进行了二维有限元分析.研究对象是位于韩国Gyeongnam市Cheonseong山区的Wonhyo隧道,隧道模型范围内既有湿地,也有断裂带,选取了隧道沿途的4个典型区域进行研究.通过DFN模型计算了岩层中的导水...     

伊犁试验路温度、时间及路基深度关系分析

基于ORIGN软件对新疆伊犁试验路采集的温度数据进行分析,研究温度与时间、路基深度的关系。结果表明:高斯公式可作为伊犁地区月平均温度与时间的数学模型;通过温度与地基深度关系数据分析可得,随着土壤深度的增加,地温最高值或最低值出现的时间逐渐延迟。高温季节温度随深度的增加线性递减,低温季节温度随深度的增加线性递增,可采用直线式作为该地区温度与路基深度的数学模型。     

基于岭回归-马氏距离的隧道围岩分类预测方法的研究

基于岭回归与马氏距离判别法的基本原理,选取岩石质量指标RQD、完整性系数Kv、单轴饱和抗压强度Rw、纵波波速Vp、弹性抗力系数Ko和结构面摩擦系数f作为评价指标,通过岭回归分析确定其权重系数,根据权重系数的大小剔除权重较小的指标,最终采用Rw,Ko和f建立马氏距离判别模型,并利用广东省某隧道工程进行模型检验。结果表明：岭回归-马氏距离判别法预测结果与实际相吻合,从而验证了岭回归-马氏距离判别法用于围岩分类预测是可行的。最后,运用建立的岭回归-马氏距离判别模型对东深供水改造工程隧洞围岩进行预测,经计算分析发现,所选洞段围岩判别结果与《水工隧洞设计规范》（SL279-2002）的分类结果一致,进一步证明了该方法用于隧道围岩分类预测的合理性及有效性。     

危岩崩落激振作用下的质点峰值振动速度

群发性危岩破坏机理必须考虑危岩体之间的相互作用,研究危岩崩落激振作用对相邻危岩块的影响具有重要意义。对危岩崩落试验激振信号进行积分变换,同时针对坠落式危岩,建立危岩崩落激振效应物理模型。依据能量守恒原理,构建危岩崩落激振作用下由激振源各向同性向外均布传播的质点振动速度计算方法。并通过实例分析,得到了与试验基本一致的结果。这对进一步实施危岩破坏及演化机制研究提供了一定科学依据。     

花岗质侵入岩地层隧址区的初始地应力场反演分析

火山隧道隧址区地层主要以花岗闪长岩侵入砂、泥岩分布,隧道轴线穿越花岗质侵入岩附近,岩性变化剧烈,地应力分布复杂.利用地应力实测数据反分析侵入岩体区域初始地应力场分布规律以对设计、施工提供理论指导.根据火山隧道地勘资料建立三维数值模型,基于现场水压致裂法实测原位地应力数据,采用多元线性回归法反演得到工程区域初始地应力场,...     

弯道床面切应力的研究

弯道床面切应力是弯道泥沙起动的直接动力,运用弯道水流概化模型试验,利用先进的ADV进行了三维流速数据的采集。弯道水面横比降与纵比降的沿程分布公式以及弯道水流纵向垂线平均流速计算方法,从理论上进一步推导得到了弯道床面切应力分布的公式。通过计算,给出了不同参数对弯道床面切应力分布的影响。研究表明,计算床面切应力的分布不仅与前人研究成果基本一致,而且更加完善和系统化,为深入探讨弯道水流特性奠定了基础。