滑坡相似材料试验结果优化分析研究

在运用模糊综合评判确定的滑坡相似材料试验配合比隶属度基础上，利用方差分析确定各因素的数学优化区间，结合变量有上下界的改进单纯形法，获得技术，经济上的最佳配合比，克服了统计优化理论不能在连续区间寻优的缺点，这对从事滑坡相似材料试验研究具有一定的实际意义。     

软弱土质类相似材料的配比试验结果分析

以石膏和洗衣液为胶结剂,石英砂为粗骨料,重晶石粉为细骨料,膨润土为调节剂,通过正交设计试验配制了地质力学模型试验中的软弱土质相似材料,研究了骨胶比、洗膏比、重晶石粉含量、膨润土掺量、含水量等因素对相似材料密度、粘聚力、内摩擦角、压缩模量和泊松比等参数的影响规律,采用R法和方差法分析了各因素的敏感性及显著性。结果表明:两种分析方法所得结果具有较好的一致性,能够对各因素影响指标的重要程度做出合理判断;膨润土掺量是相似材料密度、泊松比参数的主控因素,对粘聚力和内摩擦角也具有明显影响,对压缩模量影响极不显著;相似材料密度、内摩擦角和泊松比随膨润土掺量的增加呈减小趋势,而粘聚力将会明显提高;洗膏比对压缩模量指标影响较为明显,对其他参数影响较小;含水量对压缩模量影响最大,对密度和泊松比指标影响次之;通过MATLAB程序进行多元线性回归分析,得到了相似材料配比的经验方程。     

遗传算法在相似材料配比试验设计中的应用研究

为探究相似材料配比优化问题,选取水膏比(水与石膏质量之比)为变量因素,基于Matlab环境进行遗传算法的相似材料配比优化研究。设计以1/15拉压比为主要参照目标,通过力学性质试验获取不同水膏比的相似材料单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、内摩擦角和内聚力6项力学特性参数,对其进行回归拟合,并构建遗传算法的相似材料配比优化模型。经对输出结果的二次试验检验可得到较好的配比优化效果,研究结果可为相似材料配比优化方法提供一定的理论依据。     

地质力学物理模型试验研究及变温相似材料的应用

本文比较系统地阐述了地质力学物理模型试验的实际现状、现实意义和常用的试验方法,在分析了常用试验方法缺陷的基础上说明了变温相似材料的由来并对其作了较为详尽的介绍.最后针对目前地质力学物理模型试验的现状指出了该领域还应解决的一些问题和今后的一些发展方向.     

基于正交设计的岩石相似材料配比试验研究

为研究岩石类材料的力学性质,以实验室物理模拟试验为背景,选用石英砂、重晶石粉、石膏等为原料,基于正交试验设计方法开展相似材料配比试验研究。以骨料／胶结剂、水膏比、重晶石／骨料为3个控制因素,开展单轴压缩试验,获得不同配比相似材料力学指标。实验结果表明:不同配比相似材料的力学参数分布范围较大,能满足不同配比模拟试验对其的要求;材料抗压强度和弹性模量主要受水膏比影响;重晶石粉与骨料的比例对材料抗压强度影响较小,对弹性模量无明显控制作用。研究成果可为类似模型试验岩石类相似材料的配比选取提供参考。     

高速远程滑坡加速运动过程能量消耗评判研究

滑坡运动过程中的能量消耗决定了高速远程滑坡碎屑流的最大运动速度和致灾强度,但由于地形地貌、地质条件的复杂性,能量耗散的定量计算存在较大的难度。选取斜坡坡度、斜坡偏转角、岩性、下垫面覆盖物类型、运动路径、横断面形态作为影响滑坡碎屑流运动过程中能量耗散的主要因素。通过详细分析各类因素的耗能机理,运用改进型层次分析法（IAHP）确定因素权重,利用模糊综合评判法（FCE）得出了滑坡运动过程中的能量耗散等级。以某典型高速远程滑坡为例,建立了滑坡运动过程能量耗散分析评判模型。相关结论可为潜在的高位远程滑坡致灾强度和致灾区域研究提供参考。     

岩质相似材料配比的正交试验研究

为研究模型试验中岩质相似材料的选择和配比问题,基于正交试验设计方法,选取重晶石粉、石英砂、细砂为骨料,石膏和水泥为黏结剂,设置(重晶石粉+细砂)/骨料、细砂/(重晶石粉+细砂)、(石膏+水泥)/固体、水泥/(石膏+水泥)质量比4个控制因素,每个因素4个水平,共计16组试验方案。通过室内试验,得到不同相似配比下相似材料的密度、抗压强度、弹性模量、黏聚力和内摩擦角等力学参数指标。试验结果表明:相似材料和岩质材料的全应力-应变曲线以及单轴压缩试验的典型破坏形态基本吻合;相似材料密度分布较均匀,抗压强度、弹性模量、黏聚力和内摩擦角分布广泛,达到了模型试验中对岩质相似材料的要求。采用极差分析法和方差分析法对影响材料性质的不同因素进行分析得出,影响密度、抗压强度、弹性模量、黏聚力的主控因素均为黏结剂中水泥的含量,内摩擦角主要受重晶石粉和细砂在骨料中所占比例的控制。研究结果可为后续地质力学模型中岩质相似材料的选取提供一定的理论依据和实践操作经验。     

分区破裂相似材料分层观测试验研究

以沙土作为相似材料,观测了圆桶模型内部裂纹的分布规律及沿轴向的变化规律。研究表明:在若干沙土层间预制界面,然后将各层沙土依次从铁桶中压出的实验方法可以更深入地观测硐室围岩裂纹沿轴向的变化规律。巴西圆盘模型不能解释分区破裂现象,而用空间共轭剪切带解释则更加合理。支护对分区破裂有一定的影响。     

深卸荷成因机理物理模拟试验相似材料研究

某工程边坡深卸荷形成机理的物理模拟试验要求模型材料的重度与原型一致,强度是原型的0.002倍。该材料具有相对较高重度、低强度的特征。如何研制和试配出该特性的相似材料是物理模拟试验成败的关键环节。从材料选择、模具设计、试样制作、配合比试验等方面系统开展了模型相似材料的试验研究,最终获得满足试验要求的材料组成、配比及工艺。该材料由铁粉、重晶石粉、石英砂、松香酒精溶液按规定配比均匀拌合击实而成。材料物理力学参数可调整的范围较大,对于类似研究可通过调整组成材料的含量而达到相应的目标参数。因此,研究不仅为该物理模拟试验提供了技术保证,而且可对类似研究提供借鉴和参考。     

某土质滑坡复活机制分析及稳定性评价

研究的滑坡为一牵引式中型浅-中层松散层土质滑坡。近期,该滑坡表现出一定的蠕滑变形迹象,表层局部滑塌现象较发育,中后部形成多条具一定规模的继承性圈弧状裂缝(带),对坡体上居民的生命财产安全构成严重威胁,因此有必要对其进行研究。通过对该滑坡现场工程地质条件系统的调查,对其坡体结构及变形破坏特征进行细致的研究,在此基础上,对该土质滑坡历史演化及成因机制进行了详细的分析。以此为依据,通过定性分析和定量计算对该滑坡进行稳定性评价,综合判定滑坡体在天然工况下处于基本稳定状态,在暴雨或地震等不利工况下处于欠稳定状态,提出了"抗滑桩+地表截排水+专项监测"的综合治理方案。     

基于模糊数学和极限平衡法的滑坡稳定性评价

滑坡的稳定性评价中存在着模糊性,如力学参数的模糊性、影响因素的模糊性以及评价标准的模糊性等,这就需要运用不确定分析方法中的模糊数学方法来分析评价滑坡的稳定性。但模糊数学方法确定的隶属函数及权重分配具有主观性,是定性评价,而极限平衡法是通过建立稳定性系数表达式进行定量评价。将两种方法结合起来,既可通过模糊综合评判方法的定性评价体现出滑坡稳定性中的模糊性,又可通过极限平衡方法的定量评价反映滑坡稳定状态的本质。研究表明,两种方法得到的结果与工程实际相符合,并且互为补充使评价结果更加合理。     

基于功效系数法的滑坡灾害风险评估研究

基于功效系数法的基本原理,在综合考虑滑坡的关键影响因素基础上,选取滑坡规模、滑坡稳定系数、当日降雨量、潜在经济损失、受灾人数作为评价因子,建立了一种新的滑坡灾害风险评估方法,并将该方法应用于瀑布沟水电站库区12处滑坡灾害评估,评价结果表明,除麦地滑坡实际结果为Ⅲ级而预测结果为Ⅳ级外,结果准确率达到91.7%。这表明基于功效系数法的滑坡灾害风险评估方法是可行的,为滑坡灾害的风险评估提供了一种新的方法。     

基于SQP法的泵站建筑物模糊安全综合评价及界面开发

针对目前层次分析法中权值计算和判断矩阵一致性检验分开进而导致计算精度不够精确的问题,提出了基于SQP法的权值计算算法。同时针对目前泵站建筑物安全评价中评价指标数较多,计算复杂易出错的问题,基于MATLAB GUI将整个安全评价过程设计为一个可视化界面。将权值计算与判断矩阵一致性检验相结合形成一个非线性优化问题,然后利用SQP法来求解。在提出的SQP权值计算算法的基础上融合模糊综合评价模型应用MATLAB GUI将计算过程封装成一个界面。以南水北调东线某大(1)型泵站建筑物安全评价为例,在此泵站上应用SQP算法计算各指标权值。计算结果表明,此算法计算精度高、收敛速度快。将开发出的界面应用到此泵站上可简单快速完成泵站建筑物安全评价,与实际状况较为符合。研究成果可为泵站等类似建筑物的安全综合评价提供参考。     

河流水环境综合评价方法改进及研究

利用幂函数法、向量模法和加权平均法3种综合指数评价法与模糊评价法相结合的综合集成法--模糊综合指数法和综合加权法对常州市区几条主要河流水环境现状进行了评价,同时应用实例分别对这两种方法的综合指数进行了计算,通过对计算结果进行比较评价分析.最后,对比了模糊综合指数法与综合加权法两种指数法的优劣及适用条件.     

利用多种相似材料模拟分区破裂现象的试验研究

为了解分区破裂现象发生时内部裂纹的分布和沿巷道轴向的变化规律,以及这一现象容易在什么样的(岩石)材料中发生,利用4种不同的材料制作了模型,观测了钢桶模型内部裂纹的分布规律及沿轴向的变化规律。研究发现三个试验中出现了螺旋线,一个出现了"梯田"形的变形破坏特征。     

基于云模型与证据理论的大坝安全综合评估方法

大坝工作性态影响因素众多、属性的特征多样、相互关系复杂,对其安全状况的综合评估是一个典型的不确定性问题。充分考虑大坝安全评估过程中的模糊性和随机性,组合应用云模型和DS证据理论开展了大坝安全多指标综合评估方法研究。依据大坝安全评估多指标体系和安全等级划分标准,借助云模型实现D-S证据理论中基本概率赋值,进而基于D-S证据理论并加以改进,构建了大坝安全综合评估模型,并提出了相应的综合评估实现方法。应用于实际工程案例分析,验证了文中所述方法的合理性与可行性。实例表明,通过云模型和D-S证据理论在大坝安全综合评估中的组合使用,有效降低了评估过程不确定性对其结果的影响,为大坝安全多指标综合评估提供了一种可行的途径和思路。     

用广义模糊综合二级评价法评价城市环境质量

采用邯郸市2000年环境监测数据,以3种模糊综合评价模型对该地区单环境因素进行了一级评价。在对比的基础上,采用广义模糊综合评价模型对邯郸市整体的环境状况进行了二级评价。结果表明,大气和噪声环境为轻度污染,地下水污染最为严重,邯郸市总体环境属轻度污染级。     

类砂岩相似材料配合比方案试验研究

以白垩系中粒砂岩为模拟对象,采用细砂、高强水泥、细石膏、铁粉、蒸馏水为基础原料配制类砂岩相似材料。根据正交设计试验方法,确定以水灰比、骨料与水泥质量比、铁粉掺入量为控制因素的3因素3水平正交设计方案,利用极差敏感分析法分析以上因素对饱和密度、声波波速、导热系数、单轴抗压强度的影响。试验结果表明:骨料与水泥质量比对饱和密度、声波波速和单轴抗压强度起主导作用,且随着骨料与水泥质量比的增大,饱和密度及声波波速均显著降低;铁粉掺入量对导热系数起主导作用,掺入量增大,导热系数增加明显。通过多元线性回归分析,推算得到类砂岩材料的最优质量配合比方案,即水灰比0.53,骨料与水泥质量比0.45,掺入物质量分数4.2%,根据该配合比制作的类砂岩材料与白垩系砂岩各项参数值非常接近。