基于集料分形特征的橡胶沥青混合料体积特征研究

根据橡胶沥青混合料集料级配质量分布的分形特性,利用分形几何理论建立了橡胶沥青混合料级配集料分布与分维值D 的关系,探讨了级配分维值与混合料体积指标之间的相关性,并回归得到了分维值与体积指标之间的方程;以 AR-AC13型橡胶沥青混合料为例进行验证,结果表明,利用分维数与体积指标之间的相关性可以简便地获得橡胶沥青混合料的各项体积指标,可为橡胶沥青的设计和施工提供理论参考。     

岭角隧道节理裂隙岩层稳定性离散元分析

为了研究不同埋深的破碎岩层对隧道稳定性的影响,以及节理裂隙较软岩层下隧道塌方过程的形态规律,依托岭角隧道工程,分别建立不同埋深破碎岩层下隧道开挖、支护的简化模型,应用离散单元法对岩层张开节理、塑性区及支护结构内力进行分析。结果表明:当破碎岩层分布于隧道拱肩及拱顶位置时,隧道稳定性最差,此时其支护结构上的内力值相对最大;节理裂隙较软岩层下隧道塌方一般经历断面收缩变形、大面积岩体塌落、塌方完成三个形态阶段。     

Sandbox法求沥青混合料空隙分形维数

将沥青混合料横向剖切面图像用Matlab软件处理,分割出空隙的二值化图像并计算空隙分维数。在求沥青混合料空隙分维数时大多采用计盒维数法,然而此方法在网格划分的过程中对图像的尺寸有严格要求,并且背景区域对沥青混合料横向剖切面图像的计算结果有一定的影响。为此提出采用Sandbox法求空隙分维数,不用考虑网格划分及背景区域对分维数的影响,且能真实的表达出沥青混合料横向剖切面空隙分维数的实际意义。通过Matlab编程运算,用Sandbox法求沥青混合料横向剖切面的空隙分维数为1.146,其结果符合多数文献中给出的范围,其求解过程更加简单方便,值得研究和推广运用。     

分形理论在地下工程岩体质量评价中的应用

根据分形理论的原理提出了岩体质量评价的一种方法,并把该方法应用到某地下工程的岩体质量评价中。结果表明,分维数D能够较全面地反映岩体质量的特性,可以作为岩体质量评价的一个定量指标。     

危岩体稳定性快速评价方法研究

针对危岩体稳定性快速评价问题，选取代表性强、现场易于收集危岩体主控结构面倾角、基座情况、地形坡度、凹腔状态、岩体结构和卸荷松弛状态等6个基本因素作为快速评价指标，在评价指标相互作用定性分析的基础上，采用关系矩阵法半定量地研究了指标之间相互作用对危岩体稳定性影响的权重和指标重要性程度，根据评价指标重要程度和权重大小，建立了定量的危岩体稳定性快速评价方法，提出危岩体稳定性快速评价的危岩体不稳定指数（UMII）方法。据此，对锦屏二级水电站闸址左岸高边坡危岩体稳定性进行了快速评价。     

以隧洞开挖为例研究影响裂隙岩体渗透性的因素

UDEC离散单元法中关于裂隙岩体开挖模拟及水力全耦合分析模型,可用来分析裂隙岩体洞室开挖后,因围岩应力与水力耦合作用导致裂隙隙宽变化及渗流变化的过程。为了更为直观地了解耦合作用对裂隙岩体渗透特性的影响,本文以隧洞开挖为例,用开挖后隧洞内总涌水量来表征岩体的渗透特性。利用数值试验的方法,研究了块体边界、初始应力比、裂隙隙宽、裂隙夹角对开挖后隧洞内涌水量变化的影响,进而可以得出它们对裂隙岩体渗透性的影响。本文的主要结论为：随着块体尺寸和初始应力比的增大,隧洞内总涌水量减少;随着初始隙宽增大涌水量增大并当达到某一固定值后保持不变;隧洞涌水量在θ2/θ1=3.5,其中θ1=30°,即2组节理的夹角为75°处达到最大。     

马岩洞水电站防渗帷幕工程设计

马岩洞水电站坝址水文地质条件复杂,为降低坝基的渗透压力,有效控制坝基及绕坝渗漏,确保大坝及其他水工建筑物的安全运行,在大坝坝基基础及坝肩两岸设计了总长为360.80m、总防渗面积为21.10万m2的防渗帷幕。文章重点介绍该水电站大坝防渗帷幕工程的结构、设计原则、灌浆参数等。     

充填型断续裂隙扩展行为的分析研究

目前岩体断续裂隙扩展行为的研究主要集中在闭合型或张开型裂隙上,缺少对充填型裂隙扩展行为的研究。实践表明,实际工程中岩体裂隙内往往存在充填物,且充填物对裂隙扩展有一定程度的影响。文中在滑动裂隙模型的基础上,针对充填型裂隙的特点,考虑裂隙内的传压系数和传剪系数,并根据节理裂隙法向变形的双曲线模型,推导了充填型断续裂隙的法向刚度,最终结合最大拉应力准则提出了压剪作用下充填型断续裂隙张拉裂纹起裂参数的计算方法。     

根据观察记录数据的分析提出隧道掌子面岩体分类的新方法

本文针对隧道掌子面的岩体情况提出了一种新的评估系统：1）根据岩体强度、地下水以及应力的情况评估岩体情况；2）采用与岩石强度、风化蚀变、节理的间距和状况相对应的等级加权平均值来评估岩体强度；3）通过与地下水流和地下水蚀变相对应的等级来调整这种评估，并且利用岩体的强度和垂直荷载比来计算其等级。在日本这种新的评估系统比通行的支护有效。     

金沙江上游某水电站左岸拱肩槽边坡稳定性分析

以金沙江上游某水电站左岸拱肩槽边坡为研究对象,详细研究边坡岩体的结构特征,利用传递系数法分析边坡开挖后稳定性,并用Geostudio软件的SIGMA模块对开挖后边坡的应力-应变情况进行研究。结果表明:由结构面切割的2号块体易失稳,开挖后坡脚结构面发育附近出现拉应力集中,施工过程中,应加强支护与监测。     

刘家峡大桥桥台岸坡岩体特性及其稳定性研究

刘家峡大桥位于刘家峡水库右岸冲沟沟口,是临夏折桥至兰州市达川二级公路的控制性重点工程.该桥设计采用单跨悬索桥方案（跨径20 m＋536m＋20m）,建成后将成为甘肃省乃至北方地区最大跨度的桥梁.通过地质调绘、工程钻探、平硐勘探、岩体声波测试、大型原位岩体变形试验和室内力学试验多种方法,对桥台岸坡岩体特性进行了详细研究.基于变形理论,运用Geo-Studio和FLAC数值模拟软件对库水位升降、桥基开挖、桥塔荷载等因素影响下的桥台岸坡的稳定性进行了研究,最后并就桥台岸坡防治措施提出了建议.     

岩体结构面粗糙度的分形计算

论文将分形几何理论运用到岩体结构面粗糙度的描述中,指出了以往粗糙度分形计算的不足:只是对某条曲线的分形计算,不能完全反映整个粗糙表面的几何形态。针对该问题,用一种能测量表面三维几何形状的测量仪,测得试样的表面形态,并引用立方体覆盖法,对试样结构面的表面形态进行了分形计算,所计算的分维数能反映整个结构面表面的粗糙情况。     

振动压实过程中填石料破碎分形机制研究

填石料大量应用于山区高速公路建设中,通过进行填石料现场振动压实试验的基础上,取得了填石料在振动压实过程中颗粒级配的数据和填石层的压缩沉降量。通过引入分形理论对填石料的颗粒级配数据进行分析,发现采用分形理论可以合理的描述填石料在振动压实过程中颗粒破碎的特征。采用分形粒子模型对不同压实遍数下填石料的级配数据的计算结果表明,随着压实的进行,填石料的颗粒结构逐步向分形结构转化,这表明填石料的振动压实过程是一个向稳定结构转化的过程。在这个转化过程中,填石料的分数维逐渐增大并趋于稳定临界值,该临界值对工程具有指导意义。     

路面不平度的分形分级参数研究

根据路面不平度的现有分级标准,采用傅里叶逆变换的方法模拟8个等级路面不平度高程数据,计算路面不平度的分形参数,提出路面不平度的分形分级参数.计算分析结果表明,傅里叶逆变换方法模拟的各级路面分形维数均在1.60左右,差别很小,表现出明显的自相似性;路面不平度指数结合了路面不平度的传统的统计特征参数与分形维数,因而更适合路面不平度的分级;路面不平度指数随功率谱密度的增大而增大,且由高级到低级呈明显增大趋势,路面不平度等级越差,路面不平度指数越大.     

基于ASIFT与RANSAC算法的岩体结构三维重建方法研究

隧道开挖过程中岩体结构面信息获取的快慢和准确程度直接影响隧道施工的安全,针对三维重建算法效率低的问题,提出一种基于ASIFT与RANSAC算法的岩体结构三维重建方法和策略。首先采用普通数码相机快速获取一系列真实描述岩体结构的数字影像;然后针对岩体影像比例尺与倾斜角变化大、纹理相对贫乏的特点,采用ASIFT匹配算法与RANSAC误匹配点剔除算法来保证立体影像之间稀疏匹配的效率和可靠性;最后采用光束法联合平差方法对系列影像之间的相对位置与姿态进行求解,并综合利用核线几何约束、半全局匹配、多视最小二乘匹配等策略实现岩体影像的密集匹配,最终提取出岩体的三维信息。工程实践表明:基于ASIFT与RANSAC算法的岩体结构三维重建方法可以方便地实现工程岩体结构面完全非接触式测量,有效提高测量效率,避免测量人员暴露于未支护岩体下的危险。     

沥青混合料级配离析评价指标研究

为弥补沥青混合料配合比设计过程中级配离析评价方法方面的不足,选取SMA-13沥青混合料进行基准配合比以及离析配合比设计,同时采用沥青有效油膜厚度相等的原则设计离析配合比,对级配分形维数指标进行修正,结合分形维数值对SMA-13级配离析进行评价。研究结果表明:基于原分形理论对SMA-13离析级配曲线进行拟合,其拟合结果的相关性差,得到整体的分形维数并不适用于最大粒径小于16 mm的级配。通过有效沥青油膜厚度相等的原则,能够准确计算出不同离析级配对应的油石比,且更加贴近现场的实际情况。采用分段计算级配的分形维数,再按比例计算总的级配的分形维数的方法,解决了由于SMA-13最大粒径过小和自身离析级配的原因而使曲线拟合相关性不高的问题,同时提出了对于SMA-13级配离析的评价标准。     

土石混合料粒度特征及其分维研究

阐述土石混合料的粒度分布具有分形特征,分形理论可用来描述土石混合料的粒度分布。采用质量来确定DF较为方便,且能获得令人满意的效果,同时,颗粒分析试验的数据可直接用来计算DF。研究结果表明,分维值越高,细粒物质的相对含量就高;分维数越低,粗粒料的含量就越高。将啡作为土石混合料的分类指标,具有一定的可能性。     

非等大断面小净距地铁隧道施工方案分析及优化

为同时满足双线行车和右线停车线扩大断面的功能需要,西安地铁一号线枣园北路站—汉城路站区间采用非等大断面小净距黄土地铁隧道。针对断面不等大、盾构法与新奥法组合施工方案、小净距黄土地铁隧道的特点,进行了左线小断面盾构法、右线大断面双侧壁导坑法或CRD法双线依次先后贯通3种施工方案的数值模拟与比选分析。计算结果表明,与先贯通小洞、后开挖大洞的方案相比较,采用先新奥法贯通大断面隧道、后盾构法掘进小断面隧道的施工方案对围岩扰动较小,能更有利于控制地表变形;双侧壁导坑法较CRD法虽更能充分体现围岩的自承能力,有效发挥初期支护的承载能力,提高二次衬砌的安全储备,但若将先贯通的大断面隧道施工方案由双侧壁导坑法改为CRD法,可在确保工程安全的前提下降低施工成本,并加快施工进度,顺利地完成隧道建设。     

计入时效的桥台基桩负摩阻力解析计算方法研究

桥台地基土在填土荷载作用下产生的固结沉降,常引起基桩负摩阻力问题,深入研究其发展规律及计算方法十分必要。首先探讨了基桩负摩阻力特性及桩土相对位移计算方法,结合桥台工程特点,选用一维固结理论模拟桥台填土过程对地基土沉降量的影响。在此基础上,考虑桩土相互作用及土体的分层特性,基于荷载传递法导得基桩负摩阻力分段解析解,以此建立出可考虑时效的基桩负摩阻力计算方法。最后,结合某工程实例进行了计算分析,结果表明,该方法可较好描述地基土沉降发展过程及桩身荷载传递性状。