物联网技术在隧道变形监测中的研究进展及展望

综述了物联网技术的概念内涵和关键技术,介绍了国内外物联网技术在隧道变形监测领域的典型应用和新进展,阐述了物联网技术在隧道变形监测领域的挑战和展望。     

浅部地下洞穴散射波对波场扰动分析

均匀介质体表面源激发的瑞利波能量在介质浅部占主导地位,当前行瑞利波遇体浅部洞穴时,质点位移形状及轨迹会发生改变,瑞利波在洞穴发生散射。散射波导致波场能量出现扰动,波场不同区域扰动特征不同。在洞穴前方,反射瑞利波与入射瑞利波相干,能量谱出现干涉条纹;在洞穴上方,透射波发生频散,相速度不同于瑞利波,在某些条件下,透射波传播特性类似于自由板中兰姆波,透射波在洞穴后边界面绕射会导致表面波场能量减小;在后方区域,受几何衰减影响,表面波场逐渐由透射瑞利波主导,其低频成份相对高频成份能量减少较多。本文基于散射波理论,分析洞穴埋深/波长比对波场扰动影响,由数值模拟计算验证理论分析,结果表明由测点距—波长域能量谱扰动对应的临界波长可预测洞穴埋深。     

半柔性路面材料在白加黑路面中路用性能研究

通过在大空隙沥青混合料灌注高流态水泥基灌浆料制备出半柔性路面材料SFP-13,并结合水泥混凝土与橡胶沥青应力吸收层制备出组合式试件。通过车辙试验、疲劳试验来研究半柔性路面铺装层SFP-13的作用功效,并与传统的几种沥青铺装层进行了对比分析。研究结果表明:SFP-13具有最优异的抗车辙性能、疲劳寿命、全寿命经济性能。通过苏博特研发中心2条白加黑新建工程的应用验证了SFP-13用于白加黑沥青铺装层的可行性,并以期为其它类似工程提供借鉴。     

基于时间效应理论的软土深基坑变形分析

由于软土的蠕变特性,在基坑开挖过程中存在着时间效应。以宁波某基坑为工程背景,基于SSC模型并利用PLAXIS有限元软件对深基坑的开挖过程进行了数值模拟,分析了开挖工程中支护结构及基坑自身的变形特点。计算结果表明:基坑开挖时地连墙水平位移、地表沉降及支撑内力均随时间发展而增大,但相比之下,基坑隆起的流变效应不甚明显。其中不同工况对应地连墙水平位移最大值发生位置随开挖深度的增大而下降,而地表沉降最大值基本发生在距坑壁10 m位置,且地表沉降累计最大值与累积施工时间满足多项式函数关系;同时不同工况下地连墙弯矩、剪力随深度变化曲线趋势基本一致并呈“S”形。另外随着支撑结构的施加,地连墙水平位移和地表沉降的增加速率均受到一定限制,因此可通过及时施加支撑的方法抑制支护结构的变形及控制内力的急剧变化。上述结论可对宁波地区基坑开挖的施工提供理论指导,以保障施工过程的安全实施。     

结构性软黏土一维压缩变形特性的数学描述

为了研究结构性软黏土一维压缩变形特性的影响,在软黏土一维压缩结构破坏特征的基础上,揭示了压缩指数随孔隙比的变化规律,提出了土体结构渐进破坏的数学描述模式;基于上述描述模式,首先推导了一维压缩曲线的数学表达式,分析了结构效应参数对压缩曲线性状的影响规律;然后利用10种典型结构性软黏土的一维压缩试验结果对数学描述模式进行了验证,并以Mexico City clay为例,将描述模式和其他6种常用描述模式的模拟效果进了对比分析;最后分析了软黏土结构效应参数随(w-w_P)的变化规律,通过线性回归得出了结构效应参数的经验关系式。研究结果表明提出的描述模式能较准确地描述一维条件下结构性软黏土的压缩变形的结构破坏特征。成果为建立结构性软黏土的本构模型提供了一定的理论基础,也为进一步研究结构性软黏土的变形特性提出了新的思路。     

结构性软黏土的一维弹黏塑性模型

为了研究结构性软黏土一维压缩变形的时效特征和结构破坏特征的耦合效应,首先,基于Bjerrum的等时间线体系,提出等黏塑性应变率线概念,建立非结构性软黏土的新型一维弹黏塑性模型;然后,在大量试验结果的基础上,揭示了一维压缩过程中压缩指数随孔隙比的变化规律,并提出了土体结构渐进破坏的新型描述模式;仿照特征体积,定义了"本征体积"和"本征应变"的概念,得到了结构性软黏土的"本征压缩定律",并推导了结构性软黏土的蠕变方程,构建了结构性软黏土的一维弹黏塑性模型。最后,阐述了模型参数的确定方法,所有参数均可通过试验直接确定,并用本文模型对宁波天然软黏土的常规压缩试验和长期蠕变试验、Berthierville clay、Ariake clay的一维等应变率压缩试验进行模拟,验证了该模型的有效性。研究结果表明,该模型能很好地模拟结构性软黏土一维压缩变形的时间效应和结构破坏效应,为建立结构性软黏土三维时效本构模型奠定了基础。