城市建設(shè)的附加應(yīng)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(duì)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(yīng)力研究現(xiàn)狀
1.2.3 土體微觀、細(xì)觀結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
1.2.4 混沌理論在土木工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3 研究思路
2 城市建設(shè)地質(zhì)極限問題分析
2.1 城市建設(shè)地質(zhì)極限的定義
2.2 城市建設(shè)的荷載表達(dá)
2.2.1 城市建設(shè)的直接荷載的形式及轉(zhuǎn)化機(jī)理
2.2.2 城市建設(shè)的間接荷載的形式及轉(zhuǎn)化機(jī)理
2.2.3 城市建設(shè)形成的荷載對(duì)地質(zhì)環(huán)境擾動(dòng)作用的特點(diǎn)
2.3 城市建設(shè)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(gòu)造斷裂，誘發(fā)地震
2.3.4 改變地基土原有的力學(xué)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(chǔ)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(yīng)力傳遞和分布的機(jī)理分析
3.1 土體中附加應(yīng)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(xì)觀結(jié)構(gòu)的研究尺度
3.2.1 土體結(jié)構(gòu)研究的空間尺度
3.2.2 土體結(jié)構(gòu)研究的時(shí)間尺度
3.3 附加應(yīng)力在土體中傳遞分布的細(xì)觀模型
3.3.1 理想土體附加應(yīng)力傳遞分布的細(xì)觀模型
3.3.2 一般土體中粒間連接的細(xì)觀模型
3.3.3 一般土體附加應(yīng)力傳遞細(xì)觀模型
3.3.4 成層地基中附加應(yīng)力集中和擴(kuò)散現(xiàn)象的細(xì)觀分析
3.4 小結(jié)
4 附加應(yīng)力傳遞和分布的機(jī)理分析
4.1 附加應(yīng)力系統(tǒng)空間特性實(shí)驗(yàn)?zāi)M與研究(應(yīng)力分布實(shí)驗(yàn))
4.1.1 勻土體中的縱向附加應(yīng)力分布模擬實(shí)驗(yàn)
4.1.2 上部具有硬殼層的土體中的應(yīng)力分布模擬實(shí)驗(yàn)
4.1.3 加載面積增大時(shí)土體中的應(yīng)力分布模擬實(shí)驗(yàn)
4.2 附加應(yīng)力系統(tǒng)時(shí)間特性實(shí)驗(yàn)?zāi)M與研究(應(yīng)力傳遞實(shí)驗(yàn))
4.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理及分析
4.3 附加應(yīng)力系統(tǒng)確定性實(shí)驗(yàn)?zāi)M與研究(驗(yàn)證實(shí)驗(yàn))
4.3.1 實(shí)驗(yàn)方法
4.3.2 驗(yàn)證結(jié)果
4.4 附加應(yīng)力系統(tǒng)混沌性實(shí)驗(yàn)?zāi)M與研究
4.4.1 混沌理論為附加應(yīng)力的研究提供了新視野
4.4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(詳見附錄1)
4.4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析(混沌現(xiàn)象研究)
4.5附加應(yīng)力對(duì)土體動(dòng)力特性的影響實(shí)驗(yàn)?zāi)M與研究
4.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
4.6 小結(jié)
5 預(yù)測模型的建立與檢驗(yàn)
5.1 附加應(yīng)力系統(tǒng)確定性模型(時(shí)空特性)
5.1.1 附加應(yīng)力空間特性
5.1.2 附加應(yīng)力時(shí)間特性
5.2 附加應(yīng)力系統(tǒng)混沌模型(內(nèi)在隨機(jī)性)
5.2.1 一維Lyapunov指數(shù)預(yù)測模式理論及計(jì)算方法
5.2.2 模型建立與驗(yàn)證
5.2.3 混沌性的主體演化趨勢(shì)
5.3 附加應(yīng)力對(duì)土體動(dòng)力特性的影響模型
5.3.1 附加應(yīng)力對(duì)土體波速的影響模型
5.3.2 附加應(yīng)力對(duì)土體波速的主要影響規(guī)律
5.4 附加應(yīng)力對(duì)城市地質(zhì)極限的觸發(fā)作用分析
5.5 研究結(jié)果對(duì)實(shí)際地質(zhì)極限現(xiàn)象的解釋以及現(xiàn)象對(duì)結(jié)果的檢驗(yàn)
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(jí)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(jié)
6 結(jié)束語
6.1 結(jié)論
6.2 需要進(jìn)一步研究的問題
附錄1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.1 土體中的縱向附加應(yīng)力分布、傳遞實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1.1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)及制作
1.1.3 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作
1.1.4 實(shí)驗(yàn)過程
1.2 土體附加應(yīng)力系統(tǒng)的混沌性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1.2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)及制作
1.2.3 土樣準(zhǔn)備
1.2.4 .實(shí)驗(yàn)過程
1.3 附加應(yīng)力對(duì)土體動(dòng)力特性影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1.3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)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(jī)性
2.2.2 對(duì)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(xiàn)