• ISSN 0258-2724
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2016年  第29卷  第5期

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论文
桥上列车高速运行引起的地面振动试验研究
李小珍, 张志俊, 冉汶民, 陈桂媛, 张迅
2016, 29(5): 815-823. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.001
摘要(684)
摘要:
为了研究高速铁路高架段车致地面振动的传播和衰减规律，以津秦客专线32m简支梁桥区段为工程背景，实测高速列车以速度250~385km/h通过时的三向地面振动响应，并对实测数据进行时域和频域分析。研究结果表明：近场测点的加速度时程呈现出明显的列车周期性加载现象，轴距及前后车相邻转向架间距的激励频率起主要作用；地面各测点在顺桥向、横桥向和垂向3个方向上的振动优势频率范围为25~80Hz；随着距离的增加，垂向地面振动在优势频段显著衰减，而顺桥向和横桥向地面振动在1~80Hz频段内均明显衰减；各测点在各测试车速下，垂向地面振动比顺桥向和横桥向大，而同一测点在顺桥向和横桥向的地面振动加速度级最多相差2dB；顺桥向和横桥向地面振动在距振源约30m处出现放大现象；车速为250~320km/h时，近场总体振动加速度级随车速增加而增大约6dB，但车速为330~385km/h时的各测点总体振动加速度级相差不超过2dB。
桥梁非线性自激气动力参数解析识别
熊龙, 廖海黎, 王骑, 马存明
2016, 29(5): 824-831. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.002
摘要(600)
摘要:
随着自激气动力的非线性部分在桥梁风致振动中地位的显现，非线性自激气动力参数的合理确定显得至关重要。结合非线性自激气动力的解析表达式，基于分状态强迫振动风洞试验，提出了一种特征系统实现算法和非线性最小二乘法相结合的非线性自激气动力参数的解析识别方法。理想平板数值仿真结果表明：在无噪声情况下，识别结果与理论值完全一致；在20%白噪声情况下，识别最大误差仅3.7%，表现出较强的抗噪声能力。非线性气动力仿真结果表明：解析法能够精确确定非线性自激气动力谐波阶数，在20%白噪声情况下，各谐波幅值及相位的识别最大误差仅3.2%。将解析法运用于实际风洞试验，进一步论证了该方法的可行性和有效性。
基于气动声学理论的喇叭型隧道缓冲结构优化
闫亚光, 杨庆山, 骆建军
2016, 29(5): 832-839. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.003
摘要(595)
摘要:
为了有效缓解隧道空气动力学效应导致的声爆现象，基于气动声学理论，对带喇叭型缓冲结构的隧道入口参数进行了优化。采用Green函数求解气动声学FW-H方程，得到了隧道内初始压缩波波前的压力和压力梯度，并根据喇叭型缓冲结构的特点，对缓冲结构的横断面积函数、入口断面积和长度进行优化设计。优化结果显示：隧道内压力梯度峰值随缓冲结构长度的增大而逐渐减小；考虑经济性因素，喇叭型缓冲结构的优化长度为10倍的隧道半径，优化缓冲结构的横断面积函数、入口断面积后，可使压力曲线成线性变化，压力梯度峰值降低63.9%，可避免入口处压力突变，缓解了声爆等微压波现象。
三向土工格栅变形及筋土界面特性试验研究
曹文昭, 郑俊杰, 周燕君, 吴文彪, 江金国
2016, 29(5): 840-846. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.004
摘要(573)
摘要:
为探讨三向土工格栅的筋土界面特性，以三向土工格栅为研究对象，考虑0和90两种拉拔方向（分别记为TX_0工况和TX_90工况）的影响，开展了一系列室内拉拔试验。通过对格栅试样沿拉拔方向4个断面的位移进行监测，研究了三向土工格栅的拉拔力-拉拔位移关系、分段变形特性、三向土工格栅的筋土界面剪胀（缩）特性、平均摩阻力-相对位移特征以及拉拔方向对筋土界面强度参数的影响。研究结果表明：填砂压实度对三向土工格栅拉拔力和筋土界面剪胀（缩）特性的影响显著；法向应力越高，筋土界面剪缩性越大，而剪胀性越小，达到最大剪缩（胀）量所需的剪切位移也越大；筋土界面摩阻力的发挥是一个渐进的过程，呈弹塑性-软化特征；法向应力高于20kPa时，TX_0工况的筋土界面强度较TX_90工况更高。
长期负载下CFRP约束混凝土圆柱轴压试验研究
潘毅, 吴晓飞, 万里, 袁双
2016, 29(5): 847-854. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.005
摘要(630)
摘要:
为探讨长期负载下混凝土的收缩徐变和CFRP（碳纤维布）徐变对CFRP约束混凝土柱轴向受压性能的影响，在3种不同加载模式下对12个圆柱进行了长期负载轴压试验，研究了在不同加载模式和不同负载水平下试件的破坏特征及长期荷载对约束柱变形、峰值点应力和应变的影响。试验结果表明：CFRP包裹后的试件均是由于纤维环向拉断导致柱子最终丧失承载力，且CFRP拉断位置一般集中分布在试件的中部附近；在长期荷载作用下，CFRP包裹后的试件比未包裹试件的长期变形要小，并随负载水平的提高，试件的长期变形增大；在不同加载模式下，长期负载对峰值点应力、应变的影响各不相同；初始负载对峰值点应力、应变的影响随负载水平的提高而增大，在负载水平较高时，峰值点应力降低约13%，峰值点应变降低约6%。
级配特性对砂土渗透系数影响试验研究
杨兵, 刘一飞, 万奋涛, 杨涛, 冯君, 赵兴权, 郑东生
2016, 29(5): 855-861. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.006
摘要(772)
摘要:
为深入分析级配特性对砂土渗透性的影响规律，采用常水头试验方法，研究了砂土不均匀系数、曲率系数、平均粒径和孔隙比对渗透系数的影响。采用正交试验方法对各影响因素进行了显著性分析，通过控制变量法进一步研究了各因素与渗透系数的关系。研究结果表明：渗透系数随曲率系数增大而增大，随不均匀系数的增大而减小，当不均匀系数增大到一定值（如本文中不均匀系数为11）时，渗透系数趋于稳定；渗透系数与平均粒径的变化关系接近线性正相关，在平均粒径不断增大的情况下，其渗透系数的变化幅度可达2个数量级。
江南地区传统木构建筑透榫节点受力性能研究
淳庆, 潘建伍, 董运宏
2016, 29(5): 862-869. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.007
摘要(658)
摘要:
为研究江南传统木构建筑中的主要榫卯节点透榫的结构性能及其影响因素，通过缩尺模型试验对该种榫卯节点在低周反复荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线和转角刚度进行了分析，综合考虑节点的接触非线性和木材的材料非线性，采用ANSYS非线性有限元方法对其受力性能进行理论分析，并与试验结果进行比较分析，结果表明：该种榫卯节点的弯矩-转角滞回曲线基本上都呈Z形，具有明显的捏拢特性。该种榫卯试件均经历了弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段，其最终破坏形态均为榫头根部断裂破坏，极限转角为0.11~0.14rad；ANSYS非线性有限元分析的结果和试验结果较为吻合，通过理论分析获取了该种透榫节点的平面内（竖向）转角刚度KV、平面外（水平）转角刚度KH和扭转刚度KR的相互关系，可近似归纳为2.5∶1∶1。
高速列车动车转向架气动噪声数值分析
张亚东, 张继业, 张亮, 李田
2016, 29(5): 870-877. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.008
摘要(600)
摘要:
为研究高速列车动车转向架气动噪声特性，建立了动车转向架空气动力学模型，采用定常RNGk-湍流模型与宽频带噪声源模型对其气动噪声声源进行初步探讨，并结合非定常LES大涡模拟与Lighthill声学比拟理论进行了远场气动噪声分析。研究结果表明：动车转向架气动噪声源为轮对、构架、牵引电机1、枕梁、垂向减振器、抗侧滚扭杆等结构的迎风侧凸起部位，且构架对动车转向架远场气动噪声的贡献最大，其次为轮对和抗侧滚扭杆，然后为垂向减振器和枕梁，牵引电机1、牵引电机2、空气弹簧和横向减振器对远场气动噪声的贡献较小。动车转向架远场气动噪声是宽频噪声，具有衰减特性、幅值特性和气动噪声指向性。在低频部分能量较大，中心频率为25、50Hz，且分布规律不随运行速度的改变而变化。
基于单相dq变换与改进PRONY算法的牵引网低频振荡检测方法
王晖, 吴命利, 李文锋, 王官宏, 李莹, 陶向宇
2016, 29(5): 878-885. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.009
摘要(598)
摘要:
牵引供电系统中的电气低频振荡现象会引发机车牵引变流器封锁，从而造成大面积发车延误。为解决这一问题，本文通过大量实测数据分析，给出了振荡时网压和网流的数学描述，并结合简单的车网电气模型简要阐明了网压低频振荡发生机制。根据牵引网单相供电的特点，提出使用网压信dq分解得到的d轴分量作为低频振荡的表征信号和检测对象，设计了以改进PRONY算法为基础的辨识低频振荡主导模式的检测方法。利用低频振荡案例中的实测数据对该检测方法进行验证，结果表明：本文设计的检测方法可以在1.4s内对频率小于30Hz、幅值大于0.01网压标幺值的低频振荡进行识别、计算出振荡主导模式并发出告警信号。
Vx接线组合式同相供电系统建模与分析
陈民武, 罗杰, 解绍锋, 夏焰坤, 蒋汶兵
2016, 29(5): 886-893. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.010
摘要(649)
摘要:
作为新一代牵引供电系统的关键技术，同相供电系统设计需要匹配牵引变压器接线方式，优化电能质量综合补偿策略，降低潮流控制器（PFC）容量及其造价。针对高速和重载铁路推广采用的自耦变压器（AT）供电方式和Vx接线牵引变压器，设计了一种组合式同相供电系统。首先，基于该系统各端口接线角关系，建立了三相电网与单相牵引负荷之间的电气量变换模型；其次，利用三相电压不平衡与无功功率综合补偿理论，将相关电能质量限值为约束条件，给出了组合式同相供电系统各端口补偿电流计算方法，提出了潮流控制器动态跟踪补偿控制方案，与已有补偿方案相比，在达到相同补偿目标时所需补偿容量可以减少10%~58%；最后，通过对多种牵引负荷工况下系统运行特性的仿真模拟，验证了上述补偿模型的正确性和控制策略的有效性。
光伏并网发电系统参数协调优化方法研究
李奇, 杨寒卿, 韩莹, 陈维荣
2016, 29(5): 894-901. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.011
摘要(541)
摘要:
光伏并网发电系统的参数设计对其稳定运行具有重要意义，为此，提出了一种光伏并网发电系统参数的协调优化方法。该方法通过建立包含光伏电池、并网逆变器、变压器和电网的光伏发电系统小信号数学模型，利用特征值分析（根轨迹图）得到各个特征值稳定情况下的系统参数边界值；在此基础上，建立了计及小干扰稳定性、阻尼比和稳定裕度的协调优化目标函数，并采用回溯搜索算法（backtracking search algorithm，BSA）对系统参数进行优化；通过仿真测试，对比分析了参数优化前后系统的动态响应。研究结果表明，在系统遭受到小扰动后，经过参数优化的光伏并网系统能够在0.1s内达到新的平衡点稳定运行，比未优化参数的系统动态响应提高了50%。
基于博弈论的公平安全两方计算协议
王洁
2016, 29(5): 902-909. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.012
摘要(554)
摘要:
针对传统安全两方计算无法实现完全公平性的问题，结合博弈论方法，将参与者看作是理性的，提出了理性安全两方计算协议。首先，在扩展式博弈框架下，给出安全两方计算的博弈模型；其次，根据博弈模型描述，给出理性安全两方计算理想函数FRPCP以及理性安全两方计算协议RPCP；最后对协议的安全性、公平性及纳什均衡进行了分析。分析结果表明，在混合模型下，协议RPCP能安全地实现理想函数FRPCP，并且在BDH困难假设下，协议RPCP中各理性参与者的最佳策略是选择合作，当博弈达到纳什均衡时，参与者双方能公平地获得计算结果。
求解拆卸线平衡问题的改进人工蜂群算法
张则强, 胡扬, 陈冲
2016, 29(5): 910-917. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.013
摘要(604)
摘要:
大规模拆卸线平衡问题（disassembly line balancing problem，DLBP）是NP完全问题。为克服传统算法求解DLBP搜索过于随机、易于早熟，且求解难度随任务规模的增加呈指数级增长等不足，构建了基于最小化工作站、均衡负荷、尽早拆卸有危害和高需求零部件的DLBP多目标优化模型，在此基础上，提出了改进人工蜂群算法。该算法包括以下4个阶段：在初始解生成阶段，引入危害指标和需求指标，提升算法收敛性能；在雇佣蜂搜索阶段，采取可变步长搜索策略，增加对较优解的搜索深度，加速淘汰劣解；在观察蜂搜索阶段，采用常规搜索与蠕动搜索相结合的混合搜索策略；在侦察蜂搜索阶段，构造了基于分布估计的搜索策略，引导搜索过程。应用本文算法对70个测试问题进行求解，其中65个求得了最优解，寻优率为92.86%；对10个任务实例求得最优解的需求指标为9730个，比蚁群算法减少了360个；52个任务实例的开启工作站数目、平滑率和拆卸成本3项指标均取得了更优的结果，求解较大规模问题的性能显著提升。
基于时间逼近搜索算法的城轨列车运行节能优化研究
刘炜, 王栋, 李群湛, 崔梦雨
2016, 29(5): 918-924. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.014
摘要(591)
摘要:
针对地铁列车准点节能运行，提出了基于时间逼近搜索的列车节能优化算法。首先建立城市轨道列车在满足定时运行条件下的节能控制模型，通过庞特利亚金最大值原理得到了列车节能最优控制工况集；其次，推导了列车在不同节能运行模式下的能耗差异；在此基础上，提出了一种将列车运行区间进行分段优化的方法，采用时间逼近搜索求解列车工况转换点的位置，最终达到定时节能运行的目的。以上海地铁3号线铁力路至友谊路线路为算例，与实测负荷过程对比，列车采用本文算法优化后可节能12.5%。
基于改进PageRank算法的路网重要交叉口筛选方法
郭海锋, 张昌世, 穆元杰, 郑雅羽, 贡伟
2016, 29(5): 925-930. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.015
摘要(541)
摘要:
为便于对饱和交通状况下的城市道路交叉口进行分级管理，需解决城市道路交叉口的重要性排序问题，综合考虑全路网中各交叉口之间的静态结构连接关系和动态流量影响，在改进PageRank算法的基础上，提出了能够反应全路网动态变化的交叉口繁忙程度指标，并将该指标用于路网重要交叉口排序筛选来分析交叉口的状态。研究结果表明：排序越靠前的交叉口越繁忙也越重要，交叉口繁忙程度指标综合考虑了全路网交叉口状况，弥补了以饱和度为评价指标只能片面衡量单个孤立交叉口状态的不足，更准确地反映了饱和交通状况下交叉口之间的相互影响；本文方法排序结果与饱和度评价指标排序结果相比，40%交叉口的排序升降幅度在3位以内，30%交叉口的排序平均下降了7位，其余30%交叉口的排序平均上升了8位。该研究结果为饱和交通状况下交叉口的合理分级提供了量化手段，有助于及时发现急需管控的交叉口。
考虑交通拥堵及工作量平衡性的一致性车辆路径问题
刘恒宇, 汝宜红
2016, 29(5): 931-937. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.016
摘要(573)
摘要:
为研究快递公司在提供一致性配送服务时，交通拥堵以及快递人员工作量平衡性因素对配送路径的影响，在传统车辆路径问题研究的基础上，提出了考虑拥堵和工作量的一致性车辆路径问题，并构建了混合整数规划模型。针对该模型的NP难性质，提出了基于模板路径的两阶段模拟退火算法（template-based simulated annealing heuristic，TSA）。该算法通过构建模板路径求解初始路径方案，再利用模拟退火算法优化路径方案，降低车辆总行驶时间。将该模型和算法应用于3组基准数据（benchmark data set）的数值实验，结果表明：本文模型和算法能有效解决此类问题，交通拥堵使最优配送路径的总行驶时间平均增加18.38%，使快递人员在任意两天到达同一顾客的最早与最晚时刻之差平均增加12.92%；当快递人员配件量的不平衡性平均下降35.82%后，二者仅分别平均增加2.29%和1.68%。
高速铁路列车运行图结构优化研究
张小炳, 倪少权, 潘金山
2016, 29(5): 938-943. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.017
摘要(722)
摘要:
为提高高速铁路列车运行图的通过能力，通过紧凑铺画列车运行图，合理安排列车运行线顺序，优化了列车运行图结构；将列车运行图结构优化问题转化为旅行商问题，以巡回路径总费用最小化为目标建立0-1整数规划模型，并利用遗传算法求解。用2015年京沪高速铁路数据进行实例验证，求得列车运行图结构的优化方案。计算结果表明：原方案开行39列列车最少需628min，优化方案的开行时间比原方案的开行时间减少了133min，约21.2%，能更好地满足客流高峰时段或突发性客流激增时需尽快密集发车的要求。
缺口应力集中对5083-H111铝合金超高周疲劳性能的影响
闫桂玲, 王弘, 康国政, 董轩成
2016, 29(5): 944-950. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.018
摘要(550)
摘要:
为正确评价超高周范围内带缺口的5083-H111铝合金疲劳强度的降低程度和疲劳强度对缺口的敏感程度，用20kHz的超声疲劳实验技术分别对漏斗形光滑试件、缺口（2种）试件进行了105~1010周次的对称拉压超声疲劳实验，并用扫描电镜分析了疲劳断口形貌。结果表明：在1010周次内，光滑和缺口试件疲劳曲线分别表现出极限平台型和连续下降型特征，缺口显著降低了5083-H111铝合金的疲劳性能；绝大部分试件疲劳裂纹萌生于表面，断口上没有观察到鱼眼形貌特征。理论应力集中系数为1.94的试件疲劳弧线成凹形，理论应力集中系数为2.90的试件裂纹源分布在断口四周；不同的疲劳裂纹萌生机制使得缺口应力集中对疲劳性能的影响规律不同，对于只有一种表面裂纹萌生机制的5083-H111铝合金，超高周范围内疲劳缺口系数和疲劳缺口敏感系数均随着疲劳寿命的增加而增加。
测度城市屋顶景观空间格局的新指数研究
黄瑞, 沈中伟
2016, 29(5): 951-957. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.019
摘要(524)
摘要:
为研究城市景观格局与生态过程之间的关系，需对城市屋顶景观格局进行定量描述。基于岛屿生物学理论，考虑屋顶面积和隔离度因素，构建了3个测度指数：最小离地高度（minimum height，MIH）衡量建筑屋顶斑块与地面的联系或隔离程度；可达性指数（accessibility index，ACI）反映生物从地面到达屋顶斑块停留甚至栖息的可能性；阻力指数（resistance index，RI）测度生物及其他生态要素在地面和屋顶区域内流动及栖息的难易程度。实证研究和相关性分析结果表明：3个指数值结果均在界定范围内；MIH和ACI之间存在很强的负相关关系；MIH与RI、ACI与RI相对独立。运用景观指数规划生态网络，可有效增加景观连接度。
第十届全国工程地质大会专栏
风载作用下震裂山体崩塌机制及稳定性评价方法
黄润秋, 裴向军, 罗璟
2016, 29(5): 958-970. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.020
摘要(542)
摘要:
为了揭示风载作用下震裂山体的崩塌机制，建立其稳定性评价系统，在岩体震裂特征现场调查和河谷风现场测量的基础上，以茂县石大关乡崩塌为例，开展了不同条件下的大型风洞试验研究。研究结果表明：石大关乡崩塌为震裂山体在风载助推作用下发生溃崩的典型实例，此类灾害因震裂山体独特的结构特征，使得结构面对失稳模式的控制作用不再明显，加之河谷风受地形影响，分布规律复杂多变，具备与通常重力环境下斜坡失稳机制迥异的特征，整体以溃崩式失稳，表现为迅速解体溃散垮塌；岩体震裂损伤是崩塌产生的基础，渐近性风化是主要致灾因素，河谷强风的助推是崩塌发生的诱因之一；岩块的失稳风速与风的入射夹角、岩块的高宽比和后缘缝隙的宽度成反比。
典型人类工程活动诱发黄土滑坡灾害特征与致灾机理
彭建兵, 吴迪, 段钊, 唐东旗, 成玉祥, 车文越, 黄伟亮, 王启耀, 庄建琦
2016, 29(5): 971-980. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.021
摘要(760)
摘要:
为了揭示人类工程活动诱发的黄土滑坡成灾机理，基于典型工程活动触发黄土滑坡案例分析，采用野外调查、物理模型试验和应力路径试验等方法，分析了堆载触发黄土滑坡剪切带形成过程、卸载触发黄土滑坡演化模式和灌溉诱发黄土滑坡的成灾过程。研究结果表明：堆载和卸载触发的黄土滑坡，垂直节理易演化成裂缝带，剪应力作用下剪切蠕变带逐渐由坡脚向坡体内部扩展，直至发展成贯通的剪切带，坡体整体变形破坏，堆载触发黄土滑坡具有典型浅层、深层双滑带特征；灌溉诱发黄土滑坡主要发育在黄土塬边，长期农田灌溉导致地下水抬升，坡体内形成饱和带，重力荷载作用下发生蠕动剪切破坏，滑坡开始启动，大规模的快速覆盖加载导致坡体前部浅层黄土液化，最终触发黄土泥流远程滑坡。
大型深层滑坡灾害及其预测
千木良雅弘
2016, 29(5): 981-986,944. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.022
摘要(517)
摘要:
为了进一步探明大型深层滑坡发生机制，对今后发生潜在大型深层滑坡区域进行预测，通过对比分析近年来亚洲地区发生的多起大型深层滑坡，从诱发大型深层滑坡的地震与降雨两个主要方面，分析了特殊地层岩性在化学风化作用影响下与多种坡体结构在重力作用影响下的深层滑坡特征，以及降雨对于该类滑坡的形成所具有的促进作用。研究结果表明，对于由地震作用诱发的深层滑坡，应主要根据不同岩石种类的化学风化情况、深层滑坡形成的力学演化机制以及先行降雨对地震滑坡潜在位置进行预测；对于由降雨诱发的深层滑坡，应主要根据重力边坡变形与内部地质结构的地形特征对深层滑坡发生位置进行预测。
结构性土体固结压力的力学效应
王清, 孔元元, 张旭东, 阮云凯, 陈冶
2016, 29(5): 987-994. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.023
摘要(612)
摘要:
针对黄土、盐渍土、红土、下蜀土、软土以及添加水泥和石灰固化后的吹填土等特殊土体表现为结构强度高、先期固结压力大，且地表土超固结比十分高，存在随着土层深度的增加，前期固结压力值减小的反常规现象，开展了土体结构力、结构强度和结构性土体等一系列问题的研究。通过对大量试验资料的分析，讨论了影响土体前期固结压力的主要影响因素，包括土体胶结类型、成因特点、原岩结构以及环境等因素；根据原状土和重塑土的圧缩曲线半定量地确定结构强度值；并探讨了结构力的形成机制。研究结果表明：土体结构强度受到影响则导致土体前期固结压力发生改变；前期固结压力实质上是由传统定义上的前期固结压力与结构强度两部分构成；结构力即为颗粒之间形成的固化胶结连结力。最后给出了结构强度和结构性土的定义。
溃散性滑坡成因机理初探
许强, 彭大雷, 李为乐, 董秀军
2016, 29(5): 995-1004. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.024
摘要(543)
摘要:
通过对多起由饱水松散颗粒材料构成的滑坡案例的调查研究，总结了此类滑坡的共性特征，即表现出显著的整体性坍塌并伴有突然破坏、静态液化和高速远程流动性运动等独特现象，认为其与国际土力学界新发现的溃散性破坏（diffuse failure）极为吻合，是区别于局部化破坏（localized failure）的一类新的失稳破坏模式。借助物理模拟手段，初步探讨了溃散性滑坡的成因机理。结果表明：溃散性滑坡一般发生于松散且具有明显应变软化特征的饱水颗粒材料（粉土、砂、碎石土等）中，当土体受力达到临界失稳状态时，外界微小扰动都可能产生突然整体性破坏；在失稳破坏时表现出明显的孔隙水压力激增和静态液化现象，失稳后土体呈流体状远程运动，易造成灾难性后果，应引起高度重视。
含盐量对蒙脱石粘土电渗影响试验研究
石振明, 周圆媛, 彭铭, 庄艳峰
2016, 29(5): 1005-1013. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.025
摘要(481)
摘要:
为了研究电场作用下含盐量不同的蒙脱石粘土的渗透特性，利用自制的室内电渗试验装置，完成了4种含盐量的蒙脱土电渗试验，对试验过程的排水量、电流、电势及试验后含水率进行监测。结果表明：蒙脱土在电场作用下的渗透性显著增大，40V电压情况下电渗排水速率约为常规渗透速率的1000倍；受蒙脱石自身分子结构及电解质浓度的影响，电渗系数随含盐量的增加先增大后减小，在0.5%附近达到最大排水量；土体两端有效电势随含盐量增加而减小，电流反之增大，阴阳两极电势降增大，表明界面处的能耗随含盐量增加而增大；阴阳两极板短接后，电渗过程中电荷发生重分布，电渗结束后，土体内电势分布不均匀，中间区域电势最低，土体各处电流方向不一致。
龙门山地区震后泥石流灾害区域预警研究
张永双, 姚鑫, 郭长宝, 李凌婧, 杨志华, 杜国梁
2016, 29(5): 1014-1023. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.026
摘要(621)
摘要:
512汶川地震造成大量松散堆积物，导致震后触发泥石流的极端降雨量比震前显著降低。在龙门山地区震后泥石流发育特征分析的基础上，探讨了震后触发泥石流灾害的区域降雨阈值及其地域差异性，震后触发泥石流的72小时雨量分布特征为：映秀汶川一带为75~100mm，茂县北川一带以100~160mm为主，上述区域外围及平武青川一带为160~200mm；在龙门山前的雁门茶坝、龙门山后山的禹里平武之间为200mm以上。综合考虑地震地质、地形地貌和降雨等因素，建立了地震扰动区泥石流预警指标体系。采用加权信息量模型完成了龙门山区泥石流易发性评价，然后采用年最大72小时降雨量为主要触发因素，开展了震后5年的泥石流危险性预测评价及区域预警研究，提出泥石流的区域危险性是动态变化的，高危险区主要随降雨量和松散堆积物空间分布而变化，为震后泥石流灾害气象预警和防范等提供了依据。
花岗岩残积土边坡水平拱高竖向变化规律
李登峰, 胡卸文, 赵晓彦, 岳宗玉
2016, 29(5): 1024-1032. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.027
摘要(477)
摘要:
边坡抗滑桩土拱高度决定了桩及桩间措施的受力分配。本文研究土拱高度沿桩长方向的变化，为边坡抗滑桩及桩间措施的精细化设计提供理论基础。首先采用数值模拟技术，研究土拱高度沿桩深方向的变化规律；继而结合理论分析，建立桩间土拱的力学模型，并提出可考虑埋置深度的桩间土拱高度计算方法。研究结果表明，土拱高度在桩顶及以下不同深度处变化明显，滑面以上桩顶以下4.5m范围内有土拱，滑面以下可不考虑土拱影响。
非饱和混合土动剪切模量与阻尼比试验研究
崔凯, 林维康
2016, 29(5): 1033-1040. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.028
摘要(505)
摘要:
川西山区广泛分布着崩坡积混合土，且在自然条件下常处于非饱和状态。动剪切模量和阻尼比是进行场地地震反应分析时必不可少的动力特性参量。为研究该地区上述两个参数的影响因素，运用动三轴仪，获取了小应变范围内循环荷载作用下混合土动应力应变骨干曲线、滞回曲线，拟合得到动剪切模量/最大动剪切模量-剪应变幅值和阻尼比-剪应变幅值曲线，系统研究了两个曲线函数随含水量和细颗粒含量的变化规律。研究结果表明：饱和程度和细颗粒含量对动剪切模量和阻尼比有显著影响，其影响程度还与矿物成分有关；在对比分析基础上，提出适用于崩坡积混合土在饱和、非饱和状态下的动剪切模量比和阻尼比推荐值，为川西山区地震安全评估提供参数取值依据。

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