基于DEM的双线隧道地表沉降规律

为研究隧道开挖引起的地表沉降规律,运用PFC2D软件模拟Trapdoor试验,通过沉陷门下沉对双线隧道开挖引起的地表沉降规律及影响因素进行了系统研究。基于休止角试验和单Trapdoor模型试验得到数值模型的计算参数,通过开展单Trapdoor数值试验获取地表沉降曲线,拟合得到单线隧道开挖引起的地面沉降Peck公式参数。开展同时开挖的双Trapdoor数值试验,利用单Trapdoor参数叠加得到双线隧道开挖引起的地表沉降预测公式,并与简单叠加公式的拟合结果进行对比。最后进行先后开挖的双Trapdoor数值试验,揭示了隧道间距、埋深和双线隧道开挖顺序对地表沉降的影响规律。结果表明:随着隧道埋深的增加和隧道间距的减小,地表沉降曲线由"W"形态向"V"形态过渡;先后开挖工况下双线隧道引起的地表沉降曲线呈非对称分布,地表沉降量最大值出现在先行隧道一侧,且随着隧道埋深的增加,地表沉降曲线两侧最大值的差异有增加趋势;Peck公式拟合结果与离散单元法(DEM)数值模型和模型试验结果吻合较好,可用于双线隧道开挖引起的地表沉降预测,具有重要的理论指导和工程意义。     

基于非线性动力学的乐器分类方法

本文基于非线性动力学理论,对不同乐器产生的音频时间序列进行了相空间重构,通过分析各类乐器的递归特性,提出了一个新的定量递归参数——密集度,它能够描述管乐器、弦乐器和键盘乐器在相空间中的差异,然后将密集度与传统的音色特征相结合,提出一种乐器分类方法,并将其应用于不同的分类模型.实验表明,本文所提的方法使三类乐器家族的分类准确率提高了4%～7%,单个乐器的分类准确率提高了3%左右.     

刚性桩加固软土路基竖向土拱效应的试验分析

刚性桩加固软土路基填土在自重作用下形成竖向土拱并通过土拱传递荷载,浅层荷载传递机制直接影响到桩土协调工作和加固效果,但目前对竖向土拱效应以及土拱的特性仍然缺乏深入研究。利用设置试验段进行现场试验,对采集到的路基孔隙水压力和桩土相对位移数据进行分析处理,从应力和变形两方面验证了刚性桩竖向土拱的存在性。试验数据分析反映,一定的荷载对应一定的土拱力学平衡结构;在现场试验条件下土拱形成后,荷载每增加约20kPa,土拱破坏一次,而后重新形成;粗骨料填土材料形成的土拱稳定性较好,加桩帽形式的土拱效应更为显著。     

噪声环境下的窄带音频信号快速分类方法

提出了一种基于线性判别分析和高斯混合模型的窄带音频快速分类方法,该方法在白噪声、街道噪声和车内噪声环境下都能有效区分语音、音乐和噪声。实验结果表明,该方法在保证分类时间不大于1 s的情况下,分类准确率能达到95%以上。     

岩土工程专业课程与数值模拟应用的融合创新及实践

通过数值计算和图像处理技术，再现或预测工程对象的演化过程和发展趋势，为当前工程对象的设计、施工、管理提供指导意见，因此，数值模拟方法已经成为解决岩土工程难题和进行岩土相关科研的一种不可或缺的手段，且逐渐发展成为研究生和高年级本科生的一门必修课程。本文总结了数值模拟在岩土工程实践和科研中的重要性以及当前数值模拟教学存在的问题，创新性提出了一种以“工程问题”为导向，“数值软件＋模拟分析”相结合的教学方法，并阐明了本文所提教学方法的内容和实施途径，提升课程教学质量的创新思路、举措、效果及反思，以及推广至相关岩土工程专业课程的应用前景。     

砂填料桩承式路堤土拱效应模型试验

现有的桩承式路堤荷载传递计算方法主要依据3类土拱效应力学计算模型。由于宏观土拱形态观察的难度较大,现有计算方法普遍缺乏对不同填料与参数下拱效应传力机制以及宏观土拱拱形参数的深入探讨。采用自制的试验装置对砂填料桩承式路堤土拱效应模型进行探讨,进行了3组不同桩距比下3种填土高度的模型试验。模型试验装置配备了位移控制装置模拟与精确控制桩间土下沉,在下沉过程中连续、同步的采集土压力以及砂箱内部填料的照片,并通过摄影测量技术获取全场位移数据。通过对桩土应力比曲线特征以及曲线特征点所对应的填料颗粒位移图的综合分析,探讨了砂填料桩承式路堤拱效应传力机制,揭示了填料内部存在的初始三角形松动滑移面。基于此提出了初始三角拱力学计算模型,分析得到了滑移面角度随桩距比变化的规律,并利用滑移面夹角统计数据确定了拟合计算公式,通过力学推导建立了适用于砂填料桩承式路堤的桩土应力比计算方法。通过与Rogbeck法、BS8006法、Terzaghi法以及模型试验实测数据的对比,验证了计算方法的合理性。     

基于Winkler地基离散元模型的复合地基褥垫层工作特性模拟

为了更为真实地反映复合地基的工作状态,建立了Winkler桩土地基、基础钢筋混凝土筏板和素混凝土保护层的复合地基离散元(DEM)数值模型并进行了标定。设计了一组L₁₆(4⁵)正交数值试验,以探究复合地基褥垫层厚度、桩宽、基础底板厚度、桩土刚度比的影响,对复合地基褥垫层变形形态、基础底面受力和桩土应力比等进行了分析。结果表明:不同因素对基础底板受力均匀程度的影响由大到小依次为褥垫层厚度、桩土刚度比、底板厚度、桩宽,不同因素对桩土应力比的影响由大到小依次为桩宽、桩土刚度比、褥垫层厚度、基础底板厚度; 随着褥垫层厚度的增加,褥垫层变形由三角形模式逐渐扩展,直至形成等沉模式,同时褥垫层力链网络分布更加均匀,桩土应力比显著减小,当褥垫层厚度达到300 mm时,基础底面受力趋于均匀分布。     

大直径薄壁钢管排污管线的安全评估

新建构筑物往往对周边管线安全产生威胁,管道受损又对新建建筑物和周边环境安全造成安全隐患,因此在实际工程中得到了极大的关注。简单的采用管线改迁的方案常常造成巨大的浪费,同时延误工期,而目前的管线安全控制方法以监测为主,监测数据出现异常时,往往管线已经破坏或受损,安全和正常使用均无法保证。以大直径薄壁钢管排污管道为例,以管道所属部门的相关规范为依据确定安全验算项目和安全评价标准,采用相关理论计算公式与三维数值计算相结合进行验算,继而根据其评价标准进行综合评价,为相关管道安全评估提供了参考。     

管桩加固软土路基的工作性状研究

管桩加固软土地基作为一种新型的软土路基的加固形式，是一种柔性基础下刚性垫层的复合地基，与承台下柔性垫层复合地基存在较大差异，在设计中存在对其工作性状认识不清的情况。鉴于这样一种情况，对管桩刚性桩复合地基的工作性状及其组成和协同工作机理进行研究，并针对某高速公路管桩加固软土路段的一个断面，采用数值模拟方法对褥垫层设置进行了研究，指出了路堤填土下复合地基的褥垫层设置与承台基础下垫层设置的不同之处，并提出了一些合理化建议，为设计和施工人员提供参考。     

刚性挡土墙位移模式对土压力的影响试验研究

挡土墙位移模式对墙后土压力分布及土体滑移变形与破坏模式具有重要影响。研究采用开发的可视化挡土墙模型箱和石英砂填料，开展平动、绕底部转动、绕顶部转动、绕中点逆时针转动和绕中点顺时针转动5种模式的模型试验。将实测土压力与现有计算理论进行对比，对静止土压力、极限土压力及其土压力随挡墙位移变化规律进行了分析，同时采用粒子图像测速技术分析土体的滑移变形特征和破坏模式。结果表明：静止土压力沿墙深呈线性增长趋势，由于砂土超固结导致实测值大于理论值；不同位移模式土体达到极限状态所需的位移量存在较大差异；由于砂土密实程度高，导致平动、绕底部转动、绕顶部转动极限土压力实测值小于理论值；绕中点逆时针转动和顺时针转动极限土压力合力作用点较绕顶部转动和绕底部转动分别出现上移和下移；不同位移模式的滑移面呈现出不同的形态，实测滑移面倾角略大于理论值；绕底部转动、绕中点顺时针转动表现为渐进式破坏，平动、绕顶部转动、绕中点逆时针转动表现为整体式破坏。