城市建设的附加应力与地质极限问题研究

1 绪论
1.1 问题的提出
1.2 研究现状
1.2.1 人类对城市环境的影响问题的研究现状
1.2.2 地基中的附加应力研究现状
1.2.3 土体微观、细观结构研究现状
1.2.4 混沌理论在土木工程中的应用现状
1.3 研究思路
2 城市建设地质极限问题分析
2.1 城市建设地质极限的定义
2.2 城市建设的荷载表达
2.2.1 城市建设的直接荷载的形式及转化机理
2.2.2 城市建设的间接荷载的形式及转化机理
2.2.3 城市建设形成的荷载对地质环境扰动作用的特点
2.3 城市建设地质极限问题的宏观表现
2.3.1 局部地段地基变形，影响建筑物的稳定性
2.3.2 引发大面积的区域性地面沉降
2.3.3 激活城市下伏构造断裂，诱发地震
2.3.4 改变地基土原有的力学特性，影响地基土与建筑物的共振特性
2.3.5 破坏城市下伏第四系孔隙含水层的储水性状，引发新的地基稳定问题
2.4 小节
3 影响附加应力传递和分布的机理分析
3.1 土体中附加应力的影响因素分析
3.1.1 内因(介质分析)
3.1.2 外因(荷载分析)
3.2 细观结构的研究尺度
3.2.1 土体结构研究的空间尺度
3.2.2 土体结构研究的时间尺度
3.3 附加应力在土体中传递分布的细观模型
3.3.1 理想土体附加应力传递分布的细观模型
3.3.2 一般土体中粒间连接的细观模型
3.3.3 一般土体附加应力传递细观模型
3.3.4 成层地基中附加应力集中和扩散现象的细观分析
3.4 小结
4 附加应力传递和分布的机理分析
4.1 附加应力系统空间特性实验模拟与研究(应力分布实验)
4.1.1 匀土体中的纵向附加应力分布模拟实验
4.1.2 上部具有硬壳层的土体中的应力分布模拟实验
4.1.3 加载面积增大时土体中的应力分布模拟实验
4.2 附加应力系统时间特性实验模拟与研究(应力传递实验)
4.2.1 实验设计
4.2.2 实验结果整理及分析
4.3 附加应力系统确定性实验模拟与研究(验证实验)
4.3.1 实验方法
4.3.2 验证结果
4.4 附加应力系统混沌性实验模拟与研究
4.4.1 混沌理论为附加应力的研究提供了新视野
4.4.2 实验设计(详见附录1)
4.4.3 实验数据分析(混沌现象研究)
4.5附加应力对土体动力特性的影响实验模拟与研究
4.5.1 实验设计
4.5.2 实验结果及分析
4.6 小结
5 预测模型的建立与检验
5.1 附加应力系统确定性模型(时空特性)
5.1.1 附加应力空间特性
5.1.2 附加应力时间特性
5.2 附加应力系统混沌模型(内在随机性)
5.2.1 一维Lyapunov指数预测模式理论及计算方法
5.2.2 模型建立与验证
5.2.3 混沌性的主体演化趋势
5.3 附加应力对土体动力特性的影响模型
5.3.1 附加应力对土体波速的影响模型
5.3.2 附加应力对土体波速的主要影响规律
5.4 附加应力对城市地质极限的触发作用分析
5.5 研究结果对实际地质极限现象的解释以及现象对结果的检验
5.5.1 上海地面沉降现象
5.5.2 西安地裂缝现象
5.5.3黄海6.1 级地震前后地壳变形及地下水位的混沌特征
5.5.4 唐山大地震地面破坏现象
5.6 小结
6 结束语
6.1 结论
6.2 需要进一步研究的问题
附录1 实验设计
1.1 土体中的纵向附加应力分布、传递实验实验设计
1.1.1 实验目的
1.1.2 实验模型的设计及制作
1.1.3 实验前的准备工作
1.1.4 实验过程
1.2 土体附加应力系统的混沌性实验设计
1.2.1 实验目的
1.2.2 实验模型的设计及制作
1.2.3 土样准备
1.2.4 .实验过程
1.3 附加应力对土体动力特性影响实验设计
1.3.1 实验目的
1.3.2 实验模型的设计及制作
附录2 混沌概述
2.1 混沌的定义
2.2 混沌的特征
2.2.1 貌似随机性
2.2.2 对初始条件的敏感依赖性
2.2.3 普适性
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
参考文献