城市建設的附加應力與地質(zhì)極限問題研究

1 緒論
1.1 問題的提出
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 人類對城市環(huán)境的影響問題的研究現(xiàn)狀
1.2.2 地基中的附加應力研究現(xiàn)狀
1.2.3 土體微觀、細觀結構研究現(xiàn)狀
1.2.4 混沌理論在土木工程中的應用現(xiàn)狀
1.3 研究思路
2 城市建設地質(zhì)極限問題分析
2.1 城市建設地質(zhì)極限的定義
2.2 城市建設的荷載表達
2.2.1 城市建設的直接荷載的形式及轉(zhuǎn)化機理
2.2.2 城市建設的間接荷載的形式及轉(zhuǎn)化機理
2.2.3 城市建設形成的荷載對地質(zhì)環(huán)境擾動作用的特點
2.3 城市建設地質(zhì)極限問題的宏觀表現(xiàn)
2.3.1 局部地段地基變形，影響建筑物的穩(wěn)定性
2.3.2 引發(fā)大面積的區(qū)域性地面沉降
2.3.3 激活城市下伏構造斷裂，誘發(fā)地震
2.3.4 改變地基土原有的力學特性，影響地基土與建筑物的共振特性
2.3.5 破壞城市下伏第四系孔隙含水層的儲水性狀，引發(fā)新的地基穩(wěn)定問題
2.4 小節(jié)
3 影響附加應力傳遞和分布的機理分析
3.1 土體中附加應力的影響因素分析
3.1.1 內(nèi)因(介質(zhì)分析)
3.1.2 外因(荷載分析)
3.2 細觀結構的研究尺度
3.2.1 土體結構研究的空間尺度
3.2.2 土體結構研究的時間尺度
3.3 附加應力在土體中傳遞分布的細觀模型
3.3.1 理想土體附加應力傳遞分布的細觀模型
3.3.2 一般土體中粒間連接的細觀模型
3.3.3 一般土體附加應力傳遞細觀模型
3.3.4 成層地基中附加應力集中和擴散現(xiàn)象的細觀分析
3.4 小結
4 附加應力傳遞和分布的機理分析
4.1 附加應力系統(tǒng)空間特性實驗模擬與研究(應力分布實驗)
4.1.1 勻土體中的縱向附加應力分布模擬實驗
4.1.2 上部具有硬殼層的土體中的應力分布模擬實驗
4.1.3 加載面積增大時土體中的應力分布模擬實驗
4.2 附加應力系統(tǒng)時間特性實驗模擬與研究(應力傳遞實驗)
4.2.1 實驗設計
4.2.2 實驗結果整理及分析
4.3 附加應力系統(tǒng)確定性實驗模擬與研究(驗證實驗)
4.3.1 實驗方法
4.3.2 驗證結果
4.4 附加應力系統(tǒng)混沌性實驗模擬與研究
4.4.1 混沌理論為附加應力的研究提供了新視野
4.4.2 實驗設計(詳見附錄1)
4.4.3 實驗數(shù)據(jù)分析(混沌現(xiàn)象研究)
4.5附加應力對土體動力特性的影響實驗模擬與研究
4.5.1 實驗設計
4.5.2 實驗結果及分析
4.6 小結
5 預測模型的建立與檢驗
5.1 附加應力系統(tǒng)確定性模型(時空特性)
5.1.1 附加應力空間特性
5.1.2 附加應力時間特性
5.2 附加應力系統(tǒng)混沌模型(內(nèi)在隨機性)
5.2.1 一維Lyapunov指數(shù)預測模式理論及計算方法
5.2.2 模型建立與驗證
5.2.3 混沌性的主體演化趨勢
5.3 附加應力對土體動力特性的影響模型
5.3.1 附加應力對土體波速的影響模型
5.3.2 附加應力對土體波速的主要影響規(guī)律
5.4 附加應力對城市地質(zhì)極限的觸發(fā)作用分析
5.5 研究結果對實際地質(zhì)極限現(xiàn)象的解釋以及現(xiàn)象對結果的檢驗
5.5.1 上海地面沉降現(xiàn)象
5.5.2 西安地裂縫現(xiàn)象
5.5.3黃海6.1 級地震前后地殼變形及地下水位的混沌特征
5.5.4 唐山大地震地面破壞現(xiàn)象
5.6 小結
6 結束語
6.1 結論
6.2 需要進一步研究的問題
附錄1 實驗設計
1.1 土體中的縱向附加應力分布、傳遞實驗實驗設計
1.1.1 實驗目的
1.1.2 實驗模型的設計及制作
1.1.3 實驗前的準備工作
1.1.4 實驗過程
1.2 土體附加應力系統(tǒng)的混沌性實驗設計
1.2.1 實驗目的
1.2.2 實驗模型的設計及制作
1.2.3 土樣準備
1.2.4 .實驗過程
1.3 附加應力對土體動力特性影響實驗設計
1.3.1 實驗目的
1.3.2 實驗模型的設計及制作
附錄2 混沌概述
2.1 混沌的定義
2.2 混沌的特征
2.2.1 貌似隨機性
2.2.2 對初始條件的敏感依賴性
2.2.3 普適性
2.2.4 分形特性
2.3 混沌的分析
2.3.1 混沌的定性分析
2.3.2 混沌的定量分析
參考文獻