基于振动性态和破坏相似的边坡振动台模型实验相似律

鉴于岩土动态性质复杂及地震模拟振动台尺寸较大,边坡振动台模型实验采用原型工点采样岩土材料制成模型.模型实验相似律不仅应确保由共振频率与行波效应所体现的振动性态相似,同时应尽可能对变形破坏行为进行相似模拟,即做到破坏强度和应力水平相似.相似律关键在于保证原型、模型的按参考应变归一化后的应变比一致,因为岩土体本构关系呈软弹簧非线性,归一化应变比不仅决定对应的相对应力水平,更重要的是影响着共振频率.基于Mohr-Coulomb破坏准则和双曲线动本构模型恢复力骨干曲线,提出在保持归一化的剪应变比一致条件下,兼顾振动性态和破坏相似的振动台模型实验相似律:由土体初始剪切模量随埋深的幂函数变化规律,按振动性态相似原则确定台面输入地震波波形的时间压缩比,再以岩土材料的强度参数(c,φ值)按破坏相似原则确定台面输入波形的幅值比,得到各主要物理量的相似律.     

汶川地震路基震害分析及对抗震规范改进的启示

利用汶川地震的大批近场实震资料,对促进铁路、公路抗震设计规范的发展具有重要的科学意义和应用价值．对汶川地震近场区路基震害进行了调查,主要以2005年竣工的都江堰至映秀的三级公路为例,分析了路堤工程、路肩墙和路堑墙的震害模式．研究表明：在常用支挡工程类型中,桩板式挡墙的抗震性能最优,其次为混凝土挡墙,浆砌片石挡墙最差;按现行铁路抗震设计规范,对汶川地震9—10度烈度区的挡土墙进行了稳定性检算,抗滑动稳定安全系数的计算结果与宏观震害情况基本一致;土工格栅加固措施可有效地提高路堤工程的抗震能力．此外,从对现行规范技术框架进行延展和更新2个层面,论述了汶川地震对路基工程抗震设计规范发展的推动作用,并特别指出,汶川地震9度以上近场地震资料以及高等级公路中新型支挡工程、路堤加固工程的实震资料,提供了填补现行规范空白的罕有条件．     

海洋型冰川塑造地貌特征与铁路选线程式

我国将在青藏高原南缘新建一批干线铁路和跨境铁路,必须通过没有建设经验的海洋型冰川区.海洋型冰川具有很强的灾害和塑造地貌效应,目前主要关注其灾害威胁,对冰川地貌的利用研究甚少.首先对海洋型冰川塑造的冰川槽谷、谷肩、冰碛台地以及冰川堵江古堰塞湖盆等地貌的可利用性进行分析;提出海洋型冰川区铁路选线的程式为:首先了解区域冰川的...     

泥石流与主河交汇区三维数值模拟

依据流体力学和非牛顿流体力学原理,建立了交汇区混合流运动方程,分析并提出了双场交汇计算的耦合模型,主要包括数值计算方法、交汇区流变关系和泥沙沉降关系.通过计算表明,该三维耦合计算模型能与实测资料相吻合,并能详细刻画交汇区泥沙浓度分布规律及主河水位的变化.     

分形元胞自动机在自组织临界性中的应用

基于元胞自动机分形模型，探讨了散粒体自组织临界性（SOC）的机制．不同级配散粒体单面坡的已有试验表明，散粒体的SOC与非均匀系数有关．应用分形理论计算了沙堆颗粒级配的分维数，结果表明，呈现SOC的沙堆，颗粒级配具有分形特征．进而假设：若大尺度非均匀沙系统的组构特征具有分形特性，系统也能呈现SOC．为解释此假设，建立了既能表征非均匀系数又具有分形组构特征的元胞自动机沙堆模型．数值模拟表明，元胞排列方式服从分形时，沙堆模型呈现SOC，而等间隔排列的模型不呈现SOC，结果与假设一致．最后对SOC的判据进行了讨论，认为系统组构特征具有分形特性是大尺度非均匀沙系统呈现SOC的必要条件．     

一类特殊的9-bit格子Boltzmann模型

基于传统流体力学的斯托克斯假设，对可压缩流体的Navier-Stokes方程的特点进行了分析．在此基础上，建立了既符合斯托克斯假设，又能模拟可压缩流体的9-bit格子Boltzmanrt模型，并运用格子Boltzmmm模型的相关理论确定了模型参数．最后，通过对尾流现象的模拟，验证了模型的可行性．     

水泥混凝土路面早期裂缝的形成机理

为了为混凝土路面设计和计算提供一种新的思路，从混凝土路面面层与基层之间的层间结合关系，定性分析了板底早期裂缝的形成机理，利用已有的模型计算混凝土收缩过程中由于基层的约束而产生的拉应力，并分析了这种拉应力对路面板早期开裂的影响．在此基础上，利用断裂力学的原理分析了早期裂缝对路面使用性能和疲劳寿命的影响．     

高边坡开挖支护分析

在西部道路建设中,高边坡工程日益增多。高边坡施工,建议对上级先及时进行临时支护,对下级坡体及时进行永久支护,开挖完成后再对上级进行永久支护,按类似“新奥法”原理的模式施工,能够保证高边坡稳定。     

地震共振涌浪作用下冰碛堰塞坝的漫顶溃决

为了研究冰碛坝在地震共振涌浪作用下的漫顶溃决机制,设计了振动台造波模型实验. 首先,通过对比实验获取了地震共振涌浪运动规律和最大波高的影响因素,并通过量纲分析建立了共振条件下涌浪最大波高计算公式;其次,依据非均匀沙起动临界水头高度与溃坝输沙临界水量条件,建立涌浪作用下堰塞坝漫顶溃决临界条件与溃决风险评估程式;最后,以帕隆藏布流域川藏铁路交通廊道沿线34个小型冰碛堰塞湖为例说明评估程式的作业流程. 研究结果表明:地震触发小型水体共振时涌浪运动幅度远超同等条件下的非共振涌浪幅度,且地震作用停止后涌浪波幅缓慢衰减,在共振涌浪时程曲线中存在稳态幅值持续运动阶段;当考虑地震共振效应后,帕隆藏布流域危险冰碛湖数量由3增至11,并在地震动水平地震加速度（PGA）较小区域均有分布;研究可为川藏铁路等沿线堰塞湖地震溃坝风险评估提供科学依据.