破坏模式（精选十篇）
破坏模式 篇1
伴随着我国基础建设的不断发展, 高速公路作为基础建设的重要组成部分, 已经成为我国公路建设的主流, 隧道结构也越来越复杂, 大断面、大跨径、连拱隧道等形式也逐步多样化, 因此, 研究隧道口边坡的破坏机理及破坏模式是十分必要的。国内外学者都对隧道口的破坏机理和破坏模式做了大量的研究, 如罗健、查学东等以常吉高速公路殿会坪隧道为例, 对隧道口现场进行沉降测试, 并从地质条件、地下水情况、地形地貌、施工方法、施工质量等方面分析了影响隧道仰坡稳定性的因素;许明雷应用隧道监控量测及有限元分析手段对隧道仰坡稳定性进行有效预警预报的重要性研究, 得出通过监控量测的信息反馈, 可以有效避免工程事故的发生, 有限元模拟分析可以作为监控量测的一种有效辅助手段。
隧道洞口岩质边坡破坏机理及破坏模式
隧道洞口分为岩质边坡和土质边坡两种。在研究岩质边坡稳定性的过程中, 首先对岩体的结构面和结构体进行分析, 是影响岩质边坡稳定性的主要因素。结构面是常发生物理力学形变和物理化学作用的强烈反应地带, 降低了岩体整体结构性致使岩体强度降低。大量岩质边坡工程事故表明, 不稳定的岩体常识沿着固定的界面产生破坏, 一般表现为张拉破裂、剪切滑移和错动变形等破坏形式。因此, 研究岩质边坡的破坏机理及破坏模式有一定的工程意义。
隧道洞口岩质边坡破坏机理
隧道洞口边坡中, 岩质边坡与土质边坡相比, 在破坏模式及机理上均有较大差别, 在岩质边坡的岩体中能够看到各种类的扩张裂缝, 岩体可能沿着原有或新产生的薄弱面移动破坏, 形成一个或多个线性或弓形裂缝。而扩张裂缝的形成表明原岩体已经无法通过岩体的原拉应力维持岩体稳定性, 且随着裂缝的发育逐渐形成滑动面, 分裂的岩体也会从形成的“释放表面”剥落, 形成偏移病害, 危及边坡稳定性。
虽然岩体结构和周围环境的差异性, 但岩体的破坏机理一般遵循以下原则:
(1) 有限岩体块是由不连续面及开挖面相交形成;
(2) 不利方向破坏岩体块首先滑出, 留出后续空间供余下破坏块体滑出, 其中第一滑块称为关键块;
(3) 假设岩体满足某种滑动的动力条件, 沿某固定方向的表面或块体边缘的滑动。其中最主要的是在开挖空间内, 块体能够移动;
(4) 假设边坡滑动会受阻挡或被限制, 破坏岩体可能发生旋转运动, 因此, 当滑体不沿开露面运动时, 可能发生倾倒、崩塌、块体跌落及扭转破坏等;
隧道洞口岩质边坡破坏模式
通过对隧道洞口边坡岩体的外部特征观察, 能够大致推测边坡稳定程度、破坏发生可能性及曾经发生破坏的变化。
由于隧道洞口边坡岩体结构复杂多样性, 岩质边坡的主要破坏形式分为:平面破坏、倾倒破坏及楔体破坏。其中, 平面破坏和楔体破坏是岩质边坡破坏中较为常见的破坏形式, 但是倾倒破坏是一种很重要的破坏形式。除去上述三种岩质边坡主要破坏模式外, 还有如侵蚀破坏、溃屈破坏、断裂破坏等其他破坏模式。另, 在岩体脆弱段和岩体节理异常发育或己经破碎的岩质边坡地带也常发生圆弧破坏。以下对三种主要的岩质边坡破坏模式作详细分析:
(1) 平面破坏
平面破坏是指在层理发育且产状稳定, 特别是有软弱夹层的沉积岩及层状变质岩中形成破裂面, 造成岩体平面滑动。当层面倾向与坡面倾向一致但倾角缓于后者, 且倾角大于摩擦角时, 常发生平面破坏。当平面破坏发生时, 在岩质滑体两侧应有释放面才能使滑体脱离岩体下滑, 外凸坡体的自由面即为释放面。当侧面不临空时, 滑体两侧也应有地质间断面以形成破坏释放面。
(2) 倾倒破坏
倾倒破坏是指岩柱或岩块绕某固定破坏基准面转动形成的岩质边坡破坏模式。其主要破坏模式表现为:块体倾倒、岩体弯曲倾倒;其主要的破坏过程及破坏机理为:隧道松口岩质边坡裂隙性岩体在应力松弛和风化作用下形成宽厚的分割组合体, 分割块体随着块体间的风化作用进一步下沉, 且在下沉破坏过程中会伴有局部性剪切滑动、倾倒和旋转破坏等混合变形, 最终出现某一固定的几何破坏面, 形成倾倒破坏模式。
(3) 楔体滑动破坏
楔体滑动破坏是指在非成层的块状岩体中, 由于地质间断面作用, 将岩体切割为多个楔形体。当两个不连续面岩体的走向斜交坡面, 其交线在坡面上露出时, 若该交线倾角显著大于岩体摩擦角, 则位于该不连续面上的楔形岩体可能会沿着交线下滑。在节理发育的硬岩斜坡中, 潜在的楔形岩体是较为普遍的现象, 但一般情况下楔形岩体规模较小, 且岩质较紧密, 不会对施工造成严重威胁, 但是当若岩质坡体中存在产状不利的断层及间断交叉时, 可能也会形成巨型楔体。
隧道洞口土质边坡破坏机理及破坏模式
隧道洞口土质边坡破坏机理
相对岩质边坡, 土质边坡更加强调建筑材料对度参数对土质边坡稳定性的影响, 而岩质边坡更多考虑结构体中结构面破坏的因素。土质边坡的破坏主要是因为边坡土体强度及边坡形态变化, 而造成影响边坡稳定性控制因素的改变。对于特殊形态及特殊土质的边坡, 若坡体内存在风化结构裂隙, 也可能严重影响边坡稳定性。
隧道洞口土质边坡破坏模式
隧道洞口土质边坡因其周围地质环境、水文环境的不同, 其破坏模式也存在很大差异性, 随着工程进度, 应力状态不断改变, 则演变出不同的破坏模式, 其中主要的破坏模式有:滑塌、滑坡破坏, 崩坍破坏, 错落破坏和坡面破坏等。
(1) 滑塌、滑坡破坏
滑塌、滑坡破坏一般发生在高边坡位置, 是由于在施工开挖过程中蠕动变形——后缘拉裂破坏形成, 土体中主要表现为自重力作用, 边坡开挖后随着应力发生偏转, 形成平行于坡面的最大主应力和与之垂直相交的最小主应力, 两应力的交线成为剪应力轨迹, 且应力偏转程度与坡高和坡形有直接关系, 其坡越高, 剪应力在坡脚越集中, 同时在坡脚形成较高的集中压应力。
(2) 崩坍模式
崩坍模式是最常见土质边坡破坏模式。在土质边坡形成的暴露外表, 使坡形产生改变, 最终在土体下部形成反坡, 与土体发育裂隙耦合形成下滑组合体, 最终发生崩塌破坏。而形成反坡的主要原因有:坡脚水的作用、坡脚剪应力较为集中、地表水冲刷作用及风化作用等。
(3) 错落破坏
错落破坏模式是指当边坡坡脚存在软弱围岩或呈湿陷性黄土在地下水作用下形成压碎等情况下, 边坡本身不能够承担坡体压力, 发生边坡下错, 造成结构物或坡体开裂、倾覆。
(4) 坡面破坏
坡面破坏模式主要是坡面水冲刷、坡肩侵蚀剥离和湿陷。主要影响因素:坡面倾斜度、坡面径流、坡面水流量大小及土粒抗剪强度等。
结语
通过对隧道洞口边坡不同地质情况, 水文情况研究分析, 提出了隧道洞口岩质边坡和土质边坡破坏机理及破坏模式, 其中岩质边坡破坏模式分为:平面破坏、倾倒破坏及楔体破坏;土质边坡破坏模式分为:滑塌、滑坡破坏, 崩坍破坏, 错落破坏和坡面破坏。能够为工程设计和边坡治理提供一定的理论经验。
摘要：随着我国土建事业的发展, 高速公路建设中桥隧比例日益加大。因此, 对边坡破坏机理及破坏模式研究有重要工程意义, 文中通过分析隧道洞口边坡形成条件, 提出了石质边坡和土质边坡不同的破坏机理及破坏模式, 为工程设计、边坡施工和边坡灾害治理提供了理论参考依据。
参考文献
[1]刘小兵, 彭立敏, 王薇.隧道洞口边仰坡的平衡稳定分析 (J) .中国公路学报, 2001, Vol.14 (4) :80–84.
[2]叶小兵, 罗翔, 高海东.高速公路隧道洞口仰坡滑坡监测与治理[J].铁道工程学报, 2002, 75 (3) .
破坏模式 篇2
论述了层状岩体的地质特征及其物理力学特征,在此基础上,归纳了层状岩体构成的边坡几种变形破坏模式,然后对边坡破坏后形成的滑坡进行了稳定性数值分析.最后得出一些结论及认识.
作 者：范文 俞茂宏 李同录 彭建兵 Fan Wen Yu Maohong Li Tonglu Peng jianbing 作者单位：范文,俞茂宏,Fan Wen,Yu Maohong(西安交通大学,西安,7l0049)
李同录,彭建兵,Li Tonglu,Peng jianbing(西安工程学院,西安,710054)
破坏模式 篇3
总部位于长沙，成立于1988年的远大，从出售锅炉图纸起家，发展成为全球最大的直燃式空调生产企业，现在的远大涉足建筑保温、空气净化、模块化建筑等诸多与环保相关的领域。2010年远大在上海世博园用24小时建起一栋6层楼2000多平米的远大馆，赚足眼球，2013年远大宣布要用7个月时间建设世界第一高楼、融合全部城市功能的巨型示范建筑——天空城市。
环保市场一直是赔钱赚吆喝的市场，而远大却实践出了自己的环保商业模式，并在可持续发展领域做出了不错的业绩。在远大的环保商业模式背后，有什么样的秘密？
商业与环保的哲学
古希腊哲学家泰勒斯因忙于研究哲学问题过得窘迫而受人嘲笑，泰勒斯决定用被人认为没用的知识反驳众人，当然他的反击很成功，还赚了一笔钱。“环保主义者是真正的现实主义者，环保是未来的现实”，说出这番话的张跃也可以称得上是一位环保哲学家。远大把握市场时机的能力，来自于他们对环保的哲学认识。
现代的商业文明来自于西方，从文艺复兴时期开始，经历数百年，到19～20世纪商业高度发展，形成今天的状态。消费主义刺激工业化运动，对我们生态的环境造成了极大的破坏。在消费主义文化之下，更多物质、更多消费能力是成功的象征，人生标准被定义为获取更多的物质、更多的消费能力，环保也因此被视为是损害生活质量的行为。
在全球气候变暖、环境恶化以及极端贫富差距的背景下，人们开始对消费主义进行反思。人的本性问题在关于可持续的消费和生产的探讨中占有非常重要地位，它促使我们在最深的层次重新思考：我们是谁？我们生存的目的是什么？人的经验之本质乃是精神的本质，它深深地植根于人所共有的内在本质——或者说“人的灵魂”中。然而，消费主义文化却趋向于降低人们的高贵本性，使人们相互竞争，对物质消费贪得无厌，并且成为市场生产的操纵对象。
究竟人类想要什么和人类需要什么这个矛盾如何去解决？环保主义认为，全体人类需要建立起一个更加公正和可持续发展的社会秩序，关注和爱护我们的生态环境，克制人类的自我、贪婪、冷漠和暴力，这是由于这些人性中的低下品性长期被市场和政治力量所推崇，才导致了现今种种不可持续的消费与生产模式。
远大的理解正是如此，并更加东方式。远大认为，环保的哲理第一是为人，不为物；第二是中庸，过犹不及，也就是“节约更快乐”。这里有一个逻辑：一个社会是节约的，就会降低贫富的差别，降低社会不公。当一个社会形成了普遍的节约意识时，整个社会的人际关系会更加和谐，公共资源会得到更加合理的分配，这样，社会是更进步的，不是消费更进步，不是“GDP增长”更进步。
远大有自己的环境哲学院，从哲学层次研究并推广可持续发展。张跃把远大的环保哲学具体解释为“远大理想”——独创技术，保护生命，维护正义。
所谓“保护生命”就是保护未来人的生命，保护气候。张跃认为人类所有的错误背后都有一个邪恶的本质，发现这个邪恶的本质，就会找到一个正确的方法去保护生命、保护环境；所谓“独创技术”就是技术创新是为使人愉快，使人健康，如果不是出于人性的需求，就不是正面的技术，就不应该去追求；所谓“维护正义”就是我们现在所看见的所有的商品行为、商业行为，有不同程度的邪恶。例如商品包装、城市功能分区。不应该支持这种行为，应该从自身做起去抵制。
从全球来看，由放任不羁的消费主义文化向可持续发展的文化之转变已经势在必行。在商业社会中，真正认识到这一点，对此有所反思，并将其作为自身核心价值导向的企业才能抓住机遇并走得更远。
“不破坏”的进步
张跃认为，我们现在绝大部分所谓创新的商业模式都是对三样东西的破坏：对环境的破坏、对生活质量的破坏和对生活方式的破坏。这三个方面的破坏都很严重。例如，便宜又有效率的快餐，是对健康、生活质量的破坏。吃一顿饭是一个很好的享受，而不仅仅就是塞满肚子，以效率为中心的食品，如何能健康？
在20世纪90年代初，随着西方绿色运动浪潮的推动下，“绿色”一词进入企业经营管理领域，寻找可以实现“绿色”的商业模式也备受关注。清华大学绿色跨越研究中心主任仝允桓教授认为，“绿色管理”可以理解为以可持续发展为导向的管理，而企业实现可持续的条件，就是内部创新。
对此，远大有自己的理解。他们一直强调独创技术是远大的经营理念，并且强调，从1988年创业以来，远大从未模仿过同行业的技术，并且总是以颠覆性独创技术来获得市场。对张跃来讲，远大的创新集中在两个方面：对落后的技术进行创新；对错误的技术、生活方式进行改进。例如，手工农业、有机农业，本来我们是一种古老的劳作方式、生存方式，被化学农业替代了，远大要创新，要重新改变它，虽然在改变时遇到很多问题，但是坚持以后，就形成了生态系统。现在的化学农业过度使用化学药剂；无限度的航空发展，无限度的鼓励私人汽车是错误的；城市的功能分区，把人的居住和工作分离是错误的；包装经济也是错误的。
在对创新的独特理解之上，远大形成了“不破坏”的商业模式。这种商业模式是对生活方式的重新思考，也是一种新鲜的对企业本质的思考。“不破坏”的商业模式给张跃带来了很多机会。
为提高空气质量，呼吸道新鲜的空气，2003年起，远大开始研发用简洁、经济的科技来制造新鲜空气，生产出了成套可支付得起的“空气”产品。其高品质的空气净化器，在雾霾天气越来越严重的情况下，抢占了市场先机。一个数据是，2013年，京东商城空气净化器销售额就达到10亿元，同比增长420%，而2014年预计销售额将达30亿元。此外，远大还推出适合家用的洁净新风机。对于这款设备，远大如此描述：它引进室外空气，经过三重过滤技术，实现99.9%过滤PM2.5之后送入室内，再将室内的脏空气排出去，让室内外空气健康循环，彻底消除室内污染。
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为节约能源，2004年，远大开发可持续建筑。通过调研，他们发现，在同一城市或同一气候下的，建筑面积相同的建筑之所以能耗差别巨大，差别的原因在于外保温质量的差别。制冷和采暖消耗了世界30%～40%的能耗，而这些很多是缺乏墙窗的保温而导致的。远大将远大城的十几栋建筑进行节能改造，增加15公分的墙体保温和三层玻璃窗。2009年，远大开始为用户提供建筑保温培训，以降级他们80%的空调费用，希望别人能效仿他们做建筑节能改造。
为降低传统建筑的成本，远大开发模块化建筑，将建筑物90%的建造放在工厂生产线上，生产可持续建筑。这不仅使建筑成本可以控制，而且废料处理，以及品管控制也更为容易。传统建筑过程中存在的合同层层转包，工人消极怠工，管理混乱，以及层出不穷的行业贪腐现象，也许将得到有效的防止。2010年初，远大工程师设计的可持续建筑生产系统于2010年初在6天时间内建造了15层楼的新方舟宾馆。新方舟宾馆每平米建筑仅仅使用了53公斤钢材和125公斤的混凝土。相比较之下，传统建筑每平米使用了70公斤钢材以及900公斤的混凝土。这也意味着，二氧化碳排放量从883公斤/平米，降到了新方舟宾馆的147公斤/平米。2010年远大在上海世博园用24小时建起的远大馆是对这一系统有效性的一次检验。
可以说，远大“不破坏”商业模式最大的特点就是带着环保视角的技术创新。当然这种模式需要长远的规划。张跃认为，“看企业的长远目标，没有任何人比我看的远，论及企业战略，我绝对是最高的战略家。”
张跃说，自己要解决三个问题。一是保温，给建筑节能；二是构建“融合社区”，避免把人居住和工作分离；三是让建筑往天上发展，减少对土地的占用和对交通的依赖。虽然他的“世界第一高楼”计划颇受质疑，但不可否认的是它们已经成为远大的重要标志。
复制未来
一个做空调的企业却致力于减少空调使用，挑战传统建筑使地产大佬们汗颜，开发空气净化器占据了一大块市场，更不说开发有机农场，制造颇受欢迎的生命手机，远大的调调真是有点“环保情怀至上”的味道。外界称张跃是有强迫症的乌托邦主义者。而张跃自己说：“我其实是个现实主义者，只是我的现实是比你们晚几年，我看到的是未来的现实，你们只看到今天的现实。”
远大将“保护生命”和“地球公民”的理念灌输到企业的每一个员工。在远大城内到处可见大大小小的垃圾桶，他们效仿韩国干湿垃圾分类，把垃圾也分为干垃圾、湿垃圾，干垃圾再进行二次分类。远大还在大集体内倡导自耕自食城市农作。远大城所做的一切，就是让远大城变成一个衣食住行都能够解决的，甚至于一桶水自己生产出来，为人们提供解决人的生活问题的，改变人们生活方式的现实的环保乌托邦。
经过十几年的蛰伏，远大的“不破坏”商业模式得到了回报。远大已经在节能减排的技术和经验上，占得了市场先机，而在未来这个机会将更加放大。远大的非电空调、节能建筑、新风技术、系列“空气”产品，甚至生命手机得到了越来越多人的认可。按照中国政府在哥本哈根会议前的承诺，到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。数据显示，这是一个3000亿美元规模的市场。远大注定要在其中分到一杯羹，切到一大块蛋糕了。
砌体结构地震破坏模式研究 篇4
砌体结构不同于框架结构体系, 由墙承受上部荷载和抵抗地震力作用。在上世纪九十年代以来的砌体结构建筑中, 一系列的构造措施诸如圈梁、构造柱的引入极大程度上的增强了结构的整体刚度。但受制于结构形式, 其刚度仍远远不及其他结构体系。需要对其破坏模式进行研究。
1 砌体结构地震破坏特征
2008年5月12日, 我国四川汶川发生了里氏八级地震, 地震造成了严重的经济财产损失和人员伤亡情况。造成严重经济财产损失和人员伤亡的一个重要原因就是以砌体结构为代表的当地建筑发生严重的破坏。当地多层居民住宅、学校建筑等多为上世纪90年代以后兴建的砖混结构建筑, 整体性较差, 未能达到结构抗震设计所要求的设计三原则。
512地震对汶川地区建筑物破坏极大, 但经过调查, 仍可以分析出其对于砌体结构的破坏具有如下特征:
1.1 横墙破坏
众所周知, 在砌体结构设计中往往采用横墙承重或者纵横墙承重的传力路径。而在地震作用时, 由于横墙本身自重较大, 地震反应同时较大。在横向地震剪力作用下承重横墙剪切破坏严重, 易形成与水平方向程45度的剪切破坏, 导致结构构件严重破坏, 最终导致建筑倒塌。
造成这种破坏形态的主要原因是由于结构采用横墙承重的布局, 同时由于建筑物使用功能的特点, 要求采用的大开间, 大洞口等一些列削弱墙体的行为, 造成承重墙体刚度过大, 易形成严重的破坏。同时, 该地区建筑物构造措施的施工也未能严格按照国家相关标准进行, 导致圈梁、构造柱无法有机的连接为一个整体达到提高整体稳定性的目的, 但却产生了构件之间变形的相互影响, 未能有效的提高建筑结构的抗震承载力。在地震力作用初期, 墙体迅速沿水泥砂浆灰缝形成上下贯通的通缝, 致使部分墙体平面外失稳, 从而整体垮塌造成严重的人员伤亡。墙体的垮塌加速了剩余墙体贯通裂缝的形成, 最终导致汶川地区大量民用建筑发生倒塌, 危及人民财产安全。
1.2 底框结构的整体塌陷
在上世纪90年代兴建的建筑中, 很大一部分采用了底框结构的设计方法。顾名思义底框结构就是将砌体结构房屋的首层采用框架结构代替。由于框架结构具有空间布置灵活等诸多优点, 大量居民住宅一层设计为临街商铺的使用要求加速了底框结构的推广和应用。底框结构的存在缺失极大程度的丰富了建筑的使用功能, 但是由于框架结构本身柔性连接的特点, 对底框结构的抗震承载力造成了严重影响。由于上部结构采用砖砌体, 上部结构刚度大、质量大、结构自振周期短;而一层采用框架结构, 刚度小、质量轻、自振周期长。这就导致了512地震时, 位于一层的框架部分同时受到上部结构惯性作用和有基础传递的地震力共同影响导致框架柱横向剪断, 最终导致底层框架竖向承载能力不足而整体压垮的情况。地震中大部分人员伤亡都是有这种结构形式的破坏造成的。
1.3 预制楼板的破坏
上世纪八九十年代, 居民住宅等建筑往往由于工期、成本的原因, 会有相当一部分楼面采用预制楼板做法。相较于现浇混凝土楼板, 预制板由于可以在工厂预制, 避免了在工程现场对于混凝土龄期、养护多多方面的要求, 可以很多程度的加快工期。但预制楼板本身存在严重的问题。砌体结构中, 墙体为刚性, 同样楼板也为刚性。但是由于现有的技术条件限制, 无法做到预制楼板与砌体墙之间可靠的刚性连接, 这就造成了预制楼板与砌体连接部位的薄弱性的产生。在实际震害发生时, 楼面破坏就是发生在连接处。易形成大面积楼板脱落, 造成人员坠亡等伤害事故。
2 砌体结构理想破坏模式
根据我国现行《砌体结构设计规范》规定, 砌体结构破坏应避免发生脆性破坏, 同时应保证在罕遇烈度地震发生时, 建筑物主体结构应保持原有功能不被破坏。附属结构应采用吸能减震等理念对地震能进行消散, 保证主体结构不发生严重塑性变形。同时对于结构的破坏顺序也应通过合理的设计按照非承重纵墙、窗间墙、承重横墙的顺序发生破坏。
3 建议
本文通过汶川地震为载体, 总结和分析了几种砌体结构地震破坏的主要问题并提出了问题产生的基本原因。对日后砌体结构的设计提出如下建议:
(1) 合理选择传力路径。砌体结构力的传递途径相对复杂, 合理选择传力途径不但可以优化计算简图, 还可以完善结构设计, 根据不同的结构采用横墙承重和混合承重的方式可以有效缓解地震反应过大的问题。
(2) 合理选择结构形式。在震害中破坏严重的底框形式主要是由于底部框架结构横向刚度不足造成。为了取得底层的灵活空间和结构抗震的安全性。设计时可以考虑将底部框架加入适量的剪力墙以抵抗地震剪力作用。
(3) 严格遵守国家规范法规的规定, 严格淘汰落后技术, 对于预制板应严格取缔, 同时应严格遵守《抗规》中关于砌体结构圈梁、构造柱设置的规定, 通过圈梁构造柱的设置达到增强砌体结构整体性的要求。
(4) 采用诸如橡胶隔振制作和阻尼器的措施从地震破坏的源头结局问题, 通过橡胶隔震支座和阻尼器可以改变建筑物的自振周期, 使之远离地震的周期, 达到避免共振减小破坏的目的。
摘要：长期以来由砖混结构为主要代表的砌体结构在我国房屋建筑结构中占了很大的部分。砖砌块因其取材广泛, 价格低廉, 同时具备良好的抗压能力, 在多层、底层建筑中具有广泛的应用。但是, 由于砌体结构抗剪、抗拉能力薄弱, 受地震力作用时破坏严重。本文讨论砌体结构地震破坏模式, 并提出相关抗震加固解决措施。
关键词：砌体结构,地震
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.2008年汶川地震建筑震害图片集[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.China Academy of Building Research.Illustrations of Damaged Buildings after Wenchuan Earthquake[M].Beijing:China Architecture&Building Press, 2008.
破坏模式 篇5
【发布文号】国土资发[2005] 175号 【发布日期】2005-08-31 【生效日期】2005-08-31 【失效日期】
【所属类别】国家法律法规 【文件来源】国土资源部
非法采矿、破坏性采矿造成矿产资源破坏价值鉴定程序的规定
(国土资发[2005] 175号)
各省、自治区、直辖市国土资源厅（国土环境资源厅、国土资源和房屋管理局、房屋土地资源管理局、规划和国土资源局），解放军土地管理局，新疆生产建设兵团土地管理局：
为了规范非法采矿、破坏性采矿造成矿产资源破坏的价值鉴定工作，依法惩处矿产资源违法犯罪行为，维护矿产资源管理秩序，促进依法行政，现将《非法采矿、破坏性采矿造成矿产资源破坏价值鉴定程序的规定》印发给你们，请遵照执行。
附件：非法采矿、破坏性采矿造成矿产资源破坏价值鉴定程序的规定
二○○五年八月三十一日
非法采矿、破坏性采矿造成矿产资源破坏价值鉴定程序的规定
第一条 为了规范非法采矿、破坏性采矿造成矿产资源破坏价值的鉴定工作，依法惩处矿产资源犯罪行为，根据《 中华人民共和国矿产资源法》、《 最高人民法院关于审理非法采矿、破坏性采矿刑事案件具体应用法律若干问题的解释》及有关规定，制定本规定。
第二条 国土资源主管部门在查处矿产资源违法案件中，对非法采矿、破坏性采矿涉嫌犯罪，需要对造成矿产资源破坏的价值进行鉴定的,或者省级以上人民政府国土资源主管部门根据公安、司法机关的请求进行上述鉴定的，适用本规定。
第三条 省级以上人民政府国土资源主管部门对非法采矿、破坏性采矿造成矿产资源破坏或者严重破坏的价值出具的鉴定结论，作为涉嫌犯罪的证据材料，由查处矿产资源违法案件的国土资源主管部门依法移送有关机关。属于根据公安、司法机关的请求所出具的鉴定结论，交予提出请求的公安、司法机关。
第四条 国土资源部负责出具由其直接查处的矿产资源违法案件中涉及非法采矿、破坏性采矿造成矿产资源破坏价值的鉴定结论；省级人民政府国土资源主管部门负责出具本行政区域内的或者国土资源部委托其鉴定的非法采矿、破坏性采矿造成矿产资源破坏价值的鉴定结论。
第五条 省级以上人民政府国土资源主管部门设立非法采矿、破坏性采矿造成矿产资源破坏价值鉴定委员会，负责审查有关鉴定报告并提出审查意见。
鉴定委员会负责人由本级国土资源主管部门主要领导或者分管领导担任，成员由有关职能机构负责人及有关业务人员担任，可聘请有关专家参加。
第六条 对非法采矿、破坏性采矿造成矿产资源破坏的价值按照以下原则进行鉴定：非法采矿破坏的矿产资源价值，包括采出的矿产品价值和按照科学合理的开采方法应该采出但因矿床破坏已难以采出的矿产资源折算的价值。破坏性采矿造成矿产资源严重破坏的价值，指由于没有按照国土资源主管部门审查认可的矿产资源开发利用方案采矿，导致应该采出但因矿床破坏已难以采出的矿产资源折算的价值。
第七条 省级以下人民政府国土资源主管部门在查处矿产资源违法案件中，涉及对非法采矿、破坏性采矿造成矿产资源破坏的价值进行鉴定的，须向省级人民政府国土资源主管部门提出书面申请，同时附具对该违法行为的调查报告及有关材料，由省级人民政府国土资源主管部门按照本规定第八条规定出具鉴定结论。对于认为案情简单、鉴定技术要求不复杂，本部门自己进行鉴定或者自行委托专业技术机构进行鉴定的，须将鉴定报告及有关调查材料呈报省级国土资源主管部门进行审查，并由省级人民政府国土资源主管部门按照本规定第八条第（三）项的有关规定出具鉴定结论。
第八条 省级人民政府国土资源主管部门接到省级以下人民政府国土资源主管部门请求鉴定的书面申请后，按下述规定办理：
（一）自接到书面申请之日起7日内进行审查并决定是否受理。经审查不同意受理的，将有关材料退回；需要补充情况或者材料的，应及时提出要求。
（二）同意受理后，有条件自行鉴定的，自受理之日起30日内委派承办人员进行鉴定并提出鉴定报告。案情复杂的可以适当延长，但最长不得超过60日。没有条件自行鉴定的，委托专业技术机构进行鉴定并按照上述期限提出鉴定报告。鉴定报告须由具体承办人员签署姓名。受委托进行鉴定的专业技术机构需要国土资源主管部门予以协助、配合的，各级国土资源主管部门应当及时予以协助、配合。
（三）自接到鉴定报告之日起7日内，由鉴定委员会负责人召集组成人员进行审查。审查时，鉴定委员会组成人员必须达到三分之二以上，以听取鉴定情况汇报并对有关材料、数据、鉴定过程与方法审查等方式进行。审查通过的，本级国土资源主管部门即行出具鉴定结论并交予提出申请的国土资源主管部门。未能通过的，应说明意见及理由。
第九条 省级人民政府国土资源主管部门或者国土资源部对非法采矿、破坏性采矿行为进行直接查处并由本部门出具鉴定结论，或者根据公安、司法机关的请求出具鉴定结论的，进行鉴定、审查、出具鉴定结论及有关办理时限，按照第八条
（二）、（三）项中的有关规定办理。
第十条 省级人民政府国土资源主管部门可以根据本规定并结合本地区的实际，制定具体的实施办法。
第十一条 本规定自颁布之日起施行。
破坏模式 篇6
城市污染源是因城市人口集中，城市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水，它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液，其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。
水污染日趋严重并成为人们健康的重要“杀手”的情况，在世界尤其是发展中国家中相当普遍。据世界卫生组织调查显示，全世界80%的疾病是由饮用被污染的水造成的；全世界50%儿童的死亡是由饮用被污染的水造成的；全世界12亿人因饮用被污染的水而患上多种疾病；全世界每年有2500万儿童死于饮用被污染的水引发的疾病；全世界因水污染引发的霍乱、痢疾和疟疾等传染病的人数超过500万。
空气污染除了破坏地球的自然平衡，更会导致人类病变。吸入污染空气、表面皮肤接触污染空气和食入含大气污染物的食物，除可引起呼吸道和肺部疾病外，还可对心血管系统、 肝等产生危害，严重的可夺去人的生命。
在我国经济快速发展的今天，伴随着大规模的工业化、城市化进程，水资源的矛盾并没有得到缓解。与此同时，我们不但为满足自身的需求而生产，而且为全球生产。作为世界工厂，我们承受了一个巨大的环境代价，承受了巨大的环境压力。我们有限的水资源进一步受到了压力，加之环境管理机制还存在缺陷，实际上水资源所面临的几个重大矛盾今天依然严峻，比如水资源短缺、水污染，包括河流生态破坏。在公众环保意识日益提升的今天，企业的超标排放，除了污染环境，更多的是容易导致社会冲突，企业与所在地社区的緊张关系，也绝对不利于自身的发展。政府追求经济利益，忽视环境问题，也容易激化社会矛盾。
我国50年内失去了1000个湖泊，平均每年20个。目前有70%以上的河流湖泊及90%的城市地下水受到不同程度的污染；2/3的城市供水不足，32个特大城市中有30个长期受缺水困扰。这是我曾经在一个座谈会上提到的，当时人们觉得触目惊心，但现实就是这么严峻。之所以让人震惊是因为水是人类生存的必要条件，饮用水的清洁实际上直接关系到民众的健康。
公众与环境研究中心就是为了提升公众对水问题的认知，以及期望能加强公众监督力度而设立的。我们建设的水污染地图、空气污染地图，形成了一个数据库，这里面有一部分叫做“企业环境监管信息”，主要是政府部门披露的企业超标违规记录，我们把它整合起来。
当各界人士可以获取这些信息的时候，对一些企业来讲就形成了一定的压力。这就是公众监督的作用，为了鼓励这些企业切实改进，我们制订了一个审核的标准，在通用的审核标准的基础上作出了审核要求，一些有能力的机构可以对企业进行审核，目的就是通过这些审核以证明他们是不是真正解决了当时所存在的那些问题，有没有适当的管理体系，污染处理的设施是否足够，最终确定他们是不是能够稳定持续达标排放。我们到现在为止已经开展了二十多次这样的工作，这些企业中间有十八家企业的记录已经消除，因为他们能够证明他们确实能够改正好，其他的企业或者没有通过，或者还在整改的过程当中。这个审核不同于传统的商业审核，我们设计了一个比较特殊的要求，即审核的过程需要有环保组织的监督。我们和当地的环保组织不会干预专业机构做出专业的判断，但是我们需要确保这是一个正常的流程。这些要求被20多家企业所接受，包括第一家前来沟通的企业。
岩石地基上扩展基础破坏模式 篇7
地基和基础是建筑物的根本, 其勘察、设计和施工质量的好坏将直接影响到建筑物的结构安全和正常使用。基础作为主要支撑建筑物的结构物, 首先, 自身必须有一定的强度。《建筑地基基础设计规范》和《混凝土结构设计规范》中规定:一般情况下, 基础需要满足抗冲切承载力和抗弯承载力要求, 通过抗冲切验算确定基础的高度, 通过抗弯计算确定基底的配筋。其次, 基础对荷载能起到架越作用, 能将所受的上部荷载传至基底荷载作用位置以外的区域。因此, 基础发生破坏有以下两种可能:
1) 基础自身破坏不能继续持荷;
2) 基础失去扩散上部荷载的能力。
目前, 基础高度过大是岩基上扩展基础存在的一个重要问题。扩展基础高度过大, 使得基础材料增加、施工困难、空间利用率降低。抗剪承载力验算是岩基上扩展基础高度过大的根本原因。岩基上高度大、跨高比小的扩展基础是否存在剪切破坏模式, 或规范中抗剪验算公式用于岩基上高度大、跨高比小的扩展基础是否合理, 目前已成为国内工程技术及科研人员关注和质疑的问题。在规范的设计方法中, 扩展基础是作为板类构件进行分析计算的, 这对土质地基上基础基底面积相对较大, 高度相对较小的情况是合适的, 但对于岩基上扩展基础高度较大、跨高比小的情况, 则不一定合理。因此, 需要对岩基上扩展基础的破坏模式和承载性能进行专门的研究, 以揭示其实际的破坏模式, 提出合理的分析计算方法。
1 现场试验介绍
1.1 试验场地岩土工程概况及试件尺寸
试验场地为贵州大学蔡家关校区一加固山洞。现场试验是通过对山洞内岩石地基上现浇混凝土试件的加载来模拟柱下独立基础, 现场设计的钢板—柱—梁反力体系、千斤顶和油泵的加载装置并利用洞顶作加载时的反力支撑对现浇的混凝土试件进行加载, 通过在现浇的试件内埋设三维应变花来测定试件的基底反力分布情况和内部应力变化, 然后对试件加载直至破坏, 以了解基础的破坏形式同时测出基础破坏时的荷载值, 也就是试件的承载力极限值。其中岩石的弹性模量E=5 GPa、试件采用C20混凝土、试件尺寸750 mm×750 mm×250 mm。
1.2 试验加载过程及基础破坏形态
试件就位后开始加载, 采用单循环逐级递增加载。开始时按50 kN加载到出现裂缝后, 再按100 kN加载直到试件破坏不能持荷或者是达到设备加载上限。
试件加载过程如下:
试件加载直至1 500 kN, 在试件前侧、中间从底至2/3高处竖向开裂0.4 mm。
加载至1 550 kN, 在试件右侧略偏前、后侧偏右1/3处出现竖向裂缝 (右侧裂缝高度较低, 后侧裂缝高度1/2) , 裂缝宽度0.3 mm。
在加载过程中裂缝不断向上发展, 裂缝宽度不断增加。
试件加载至2 000 kN, 试件前侧裂缝延伸到顶。
试件加载至2 100 kN, 试件前侧裂缝变宽并向中部发展。
最后试验加载至2 700 kN卸载, 此时试件破裂。
基础沉降曲线见图1。
基础试件的破坏形式:从试件的破坏裂缝来看, 在荷载的作用下, 试件的裂缝大都首先出现在试件中部下缘处, 裂缝呈侧面对称出现, 随着荷载的不断加大, 裂缝逐渐向试件顶部发展, 试件底面出现井字形破坏裂缝, 最后的破坏不是受抗剪破坏控制, 而是受弯曲破坏控制。
2 对试件试验数值模拟
2.1 岩基基础条件
视岩基为均质的各向同性体考虑, 可能出现局部基底反力集中使岩体进入塑性, 对岩体材料采用弹塑性模型, 引入Drucker-Prager的强度准则[3,4]。混凝土基础与岩体之间接触良好, 能实现变形协调, 在基础与岩基的共同作用分析中不设置接触单元。取岩石弹性模量为5 GPa, 泊松比为0.3。
2.2 混凝土本构模型
竖向荷载作用下的独立基础处于复杂的三轴应力状态[3,4]。对于三轴应力状态下的混凝土, 尚无能方便应用于数值计算的本构模型。本文的模拟分析采用文献[1]中附录C提供的混凝土本构关系曲线, 将其本构方程转换为f (σ, ε) 的形式表达如下:
混凝土受压时:
混凝土受拉时:
其中, αa, αd分别为混凝土单轴受压应力—应变曲线上升段、下降段的参数;αt为混凝土单轴受拉应力—应变曲线下降段的参数;f*c, f*t分别为混凝土单轴抗压、抗拉强度;εc, εt分别为与f*c, f*t相对应的混凝土峰值压应变、拉应变。
以上为混凝土单轴受荷时的本构方程, 用于本文计算则是基于以下原因:目前混凝土多轴本构关系和多轴强度的一般规律都以混凝土单调、比例加载的试验结果为依据, 一般也只能用于单调、比例加载的条件[2], 而基础实际工作状态使混凝土三向应力关系处于不确定和在变化之中。本文以基底反力为分析对象, 重点是基础和岩石的相互作用, 它主要的影响因素是基础和地基抵抗竖向变形的能力, 用混凝土单轴受荷本构关系可以得到反映。混凝土屈服前的泊松比一般介于0.16～0.2之间, 计算中取其值为0.18。
2.3 ANSYS数值模拟
采用8结点三维等参数单元对岩基上受中心荷载的基础进行受力分析。柱子采用钢板, 基础采用C20混凝土。取柱截面为250 mm×250 mm, 基底面为750 mm×750 mm的方形基础, 基础高度为250 mm, 基础不变阶。取基础的1/4为模型, 以试验破坏荷载2 500 kN为基准对基础施加荷载直至基础破坏。不同荷载下基础基底反力见图2。
把ANSYS分析得出的基底三维主应力代入混凝土结构设计规范 (附录C) 中给出的混凝土二轴强度包络图中计算分析得:基础最先发生破坏的位置集中在基础的中部, 其中当荷载加到399 kN时基础的中心点开始发生破坏。从ANSYS分析可以看出:当荷载加到1 000 kN时基础底部出现很多裂缝, 基础中部裂缝比较密集;当荷载加到1 750 kN时可以看出基础裂缝逐渐从基底向上部发展, 裂缝已经贯通整个基础。
基础初始破坏位置即基础的中部处于二轴拉—压应力状态, 由ANSYS分析可以看出, 当荷载加到1 000 kN时基底已经出现拉应力, 并出现裂缝。荷载加到1 750 kN时拉应力已经很明显了, 再由典型破坏形态应力界限|σ1/σ3|>0.05可以得出基础破坏的根本原因是受拉破坏。破坏继续发展过程中基础的第一主应力σ1有所下降, 第三主应力σ3变化显著, 但典型破坏形态的应力界限|σ1/σ3|仍然大于0.05, 所以基础本质上还是属于受拉破坏, 见图3。
从图2, 图3可以看出, 当荷载加至1 000 kN时, 基础底部受力比较均匀, 基础能较好地扩散上部荷载, 随着荷载逐渐加至2 500 kN, 裂缝逐渐贯通整个基础, 基础破坏逐渐发展, 其所能承受的第一主应力σ1即拉应力不断下降, 基础慢慢失去扩散上部荷载的能力, 反力主要集中在基础中部, 基础边缘应力集中也较明显, 基础主要靠自身的强度持荷。
3 结语
1) 从试验和ANSYS中可以看出裂缝出现的位置相似, ANSYS模拟能较好地反映试验的情况。
2) 基础发生开裂后, 会失去将上层荷载扩散后传给基础的能力, 上部荷载靠基础自身强度来承受。
3) 基础破坏的根本原因是受拉破坏, 破坏特征明显, 实际工程中需要加强这方面的受力。
4) 从ANSYS分析中可以看出, 基底反力分布呈现中间大、两边小、边缘有点增大的趋势, 非线性特征比较明显。
摘要：研究了岩石地基上扩展基础的破坏模式和承载性能, 现场试验和数值模拟分析表明, 岩石地基上扩展基础破坏模式为明显的受弯破坏, 基底反力分布非线性特征较强, 基底反力分布呈现中间大、两边小、边缘又有点增大的趋势。
关键词：岩石地基,扩展基础,基底反力,数值模拟
参考文献
[1]GB50010-2002, 混凝土结构设计规范[S].
[2]过镇海.混凝土的强度和变形[M].北京:清华大学出版社, 1997.
[3]朱爱军, 邓安福, 黄质宏, 等.岩石地基上扩展基础基底反力分布的分析[J].工业建筑, 2002, 32 (8) :32-35.
破坏模式 篇8
一、对公路路基地基承载特性的探究
本文主要从以下几个方面对公路路基地基承载特性进行了探究:
(一) 对公路路基地基施工中的塑形弹性特性的分析
公路路基地基施工的开始阶段, 公路建造使用的材料具有很强的粘性, 在这个阶段, 对材料使用的要求最高, 属于公路路基地基施工的最关键的时期, 科学合理地利用材料进行公路路基地基的施工, 能够有效减少对公路路基的破坏[1]。因此, 公路路基地基施工的相关部门需要仔细的研究分析路基的塑形弹性特性, 确保公路路基施工的初始工作符合标准。
(二) 对公路路基地基使用过程中的硬性和刚性的分析
建筑材料会随着公路路基的使用而慢慢的凝固, 公路路基地基很容易变的过硬, 这一阶段最适合测量公路路基的地基承载能力, 工作人员通过实地的测量分析, 研究出公路路基的刚性, 能够有效的对公路路基地基出现破坏的具体时间做出合理的预测。
(三) 对公路路基地基整体承载能力的分析
公路路基地基的综合承载能力又可以分为最大承载能力、最高摩擦限度以及最大负荷运行时间等[2]。公路路基的承载量, 如果超出了最大承载能力的范围, 公路路基地基就会受到破坏, 在对公路运行价值, 进行计算时要以公路路基的最高摩擦限度为依据, 在分析公路路基地基承载特性的时候, 需要对公路路基地基的整体承载能力进行分析。
二、对公路路基地基的破坏模式探究
(一) 公路路基地基的粘性下降会破坏公路路基地基
虽然在具体的公路路基地基的工作过程中, 为了使路基地基更加牢靠, 工作人员会特别重视对路基地基的粘性塑造, 然而随着公路的使用, 公路路基地基的粘性会慢慢下降, 最终破坏公路路基地基。作为最为常见的破坏模式, 粘性破坏产生的原因主要是:由于公路路基地基的使用, 大大高于公路路基本身所能承受的能力, 公路路基粘性下降通常会从地基的最底部开始, 然后慢慢的向上发展, 如果没有进行及时的处理, 会给公路路基地基造成严重性的破坏。
(二) 公路路基地基的摩擦力减弱会破坏公路路基地基
公路路基摩擦力的减弱, 也会对公路路基的地基造成破坏, 如果摩擦角过大导致的公路路基地基破坏将是不可修复的。公路路基地基摩擦力减弱, 致使公路路基地基滑面受到破坏。在土体摩擦角不大的情况下, 地基的塑像变形是向坡脚和外面延伸的, 其塑形变形的最大值是在地基中部的位置, 在地基中部会形成一个滑动面[3]。但是当摩擦角变大的时候, 地基的塑像变形向外侧延伸的幅度就会慢慢变小, 进而破坏地基。内摩擦角基本上不会对地基塑性变形的开展位置有影响, 而会在路基中部对地基造成破坏。
(三) 公路路基地基会遭到冲剪性破坏
冲剪性破坏对公路路基地基破坏是最严重的, 一旦公路路基地基遭到冲剪性破坏, 地基就会有坍塌的现象发生, 进而影响公路的交通状况。刚刚建造好的公路路基的地基都具有很好的弹性, 但是随着公路投入到使用当中, 这种弹性就会慢慢减小, 对公路路基的破坏问题也随之而来, 公路的冲剪性破坏也会慢慢从局部延伸到全面的破坏, 造成公路路基地基的塑性破坏, 进而使公路无法正常使用, 总之, 冲剪性破坏模式对公路路基地基的破坏, 是比公路路基地基的粘性下降以及摩擦力减弱更为致命的破坏。
三、公路路基地基建造过程中的技术使用研究
(一) 碎石注浆桩技术应用
随着我国公路建造的发展, 有很多新型技术应用到了公路路基地基建造过程当中来, 其中碎石注浆桩技术就是其中的一项, 这种新技术主要是把破碎的石头与水泥胶进行混合形成新的混合物, 在经过加工处理形成较小的浇灌桩柱。在具体的工作过程中, 通过钻孔机器对公路路基中的施工场地钻孔, 并将事先准备好的碎石注浆桩放置于钻孔的底部, 放入碎石料, 经过灌浆地面后就可以凝固成桩柱。在进行灌浆的过程中, 灌入的浆还会分散一部分在周围的土层部分, 从而使碎石泥浆桩与土壤进行很好的结合, 进而使摩擦力大大提高。这种技术不仅能对公路路基地基起到很好的保护作用, 而且操作简单方便, 在我国的公路路基地基的建造过程中得到了很好的应用, 很大程度上促进了我国公路路基地基的建造的发展。
(二) 稀浆封层技术的应用
稀浆封层技术的应用主要是为了稳固公路路基地基的建造, 最常用在路基地基的完工阶段。在稀浆封层技术使用的时候, 会对稀浆进行包裹, 进而使公路路基地基得到稳固, 另外通过合理的使用稀浆封层技术, 能将地基与外部的沥青进行紧密的连接, 在路基地基内铺设稀浆, 还能及时的解决公路路基地基建造过程中出现的不足。稀浆封层技术在公路路基地基建造过程中的大量使用, 有利于减小公路路面的透水性, 进而加大公路交通的防滑性能, 提高公路的使用率, 这一项技术使用起来成本费用低, 技术要求也不高, 对企业实现其经济效益有很大的帮助。
结束语
随着经济和各种新兴技术的迅速发展, 我国公路路基地基的建造也有了很大的发展, 对于在公路路基地基建造过程中比较难解决的问题, 通过采用新兴技术都能够得到很好的解决, 最大程度地提高了我国公路路基地基建造的质量, 进而保证了公路的整体质量。本文通过对公路路基地基的承载特性以及破坏模式进行具体的分析研究, 进而分析了目前我国公路路基地基建造过程中使用到的两种新技术, 即碎石注浆桩技术以及稀浆封层技术, 得出了这两种技术对我国公路路基地基的稳固性有极大的帮助, 为我国日后的公路路基地基的建造提供一定的借鉴。
参考文献
[1]沈永芳, 任苹福.浅谈公路路基地基承载特性及破坏模式[J].建筑工程技术与设计, 2014, (18) :415-415.
[2]蒲明.碎石桩复合地质量检测与承载力分析方法研究[D].长安大学, 2012.
[3]刘怡林, 支喜兰, 陈智飞等.公路地基承载力评价地理信息系统[J].公路交通科技, 2013, 30 (6) :11-16.
破坏模式 篇9
关键词：砌体墙板,破坏模式,支持向量机
1 概述
支持向量机(Support Vector Machine,SVM)是Corinna Cortes和Vapnik8等于1995年首先提出的,它在解决小样本、非线性及高维模式识别中表现出许多特有的优势,并能够推广应用到函数拟合等其他机器学习问题中。支持向量机方法是建立在统计学习理论的VC维理论和结构风险最小原理基础上的,根据有限的样本信息在模型的复杂性(即对特定训练样本的学习精度)和学习能力(即无错误地识别任意样本的能力)之间寻求最佳折衷,以期获得最好的推广能力。
SVM算法在模式识别、回归估计、概率密度函数估计等方面都有应用。例如,在模式识别中,对于手写字识别[1]、语音识别[2]、文本分析[3]、人脸图像识别[4]、遥感图像分析[5]等问题,支持向量机算法在精度上已经超过传统的学习算法或与之不相上下。支持向量机在工业领域的应用研究正逐渐受到研究者的重视。
在砌体结构理论研究方面,我国取得了很多成果,但是砌体结构在风、洪水、爆炸荷载等面外水平荷载作用下的工作性能的研究仍处于定性分析阶段。尤其在台风、洪水、突然性爆炸荷载、地震、撞击等面外水平荷载作用下能够引起砌体结构的损坏和倒塌。因此,研究砌体结构的抗灾,尤其是对抗风、洪水、冰雹、山体滑坡及爆炸等面外荷载作用下的破坏机理及力学模式是十分必要的。
由于砌体的各向异性,砌块与砂浆材料性质迥异,二者间接触面作用机理复杂,制作带来的变异性等等,使得砌体结构的破坏模式规律性难寻,难以用有限元等传统分析方法来精确分析砌体结构的破坏机理及破坏模式。本文采用支持向量机技术,来对砌体墙板在面外横向均布荷载作用下的破坏模式进行预测。本文建议的支持向量机模型,通过探寻试验板裂缝分布规律与利用已知破坏模式的先验知识对破坏模式进行数值化定义,来获取简化模型破坏模式的特征值,然后将其作为支持向量机的训练样本及检测样本的输入数据,实现了支持向量机技术在预测砌体墙板破坏模式上的应用。
下面介绍破坏模式预测模型的建立方法。在模型的建立过程中,本文提出了利用先验知识来简化模型的方法。实例计算表明,本文提出的预测方法,可以获得较为满意的预测结果。
2 支持向量机(SVM)输入输出模式的建立
特征提取是模式识别中很重要的问题,它直接关系到最终的识别效果。在多数实际情况中,样本特征的维数很高,过高的维数不仅使得训练及分类的速度变慢,同时也会使分类的正确率下降。选择能够很好的代表模式的特征子集不仅能够减少训练样本的数目、减少训练及分类的时间,还能消除冗余更好表达对象更本质的特征,从而提高分类的正确率。因此,无论是在学习过程中还是在识别过程中,都有必要对研究对象固有的本质的重要特征或属性进行选取,它已成为分类问题中的研究热点。特征提取应保证所提取的特征最具有代表性、信息量大、冗余量小,而且要求具有一定的不变性和适应性,即通常所说的具有较好的鲁棒性。在实际中虽然不可能满足所有的条件,但是一般应当尽可能多的满足这些条件。本论文利用先验论的概念进行对模型本质特征的提取。
由于智能技术为机器的学习,那么类似于人类学习知识的问题。本文预测砌体墙板的破坏模式,可以看成是一种经过机器学习之后而得到的知识(信息)。这里涉及到机器学习得到知识的来源问题。依据知识论:人类知识的来源分为先天学习(出生前)即本能学习和后天学习(出生后)即个人的学习。先天学习所得的知识称为先验知识,后天学习所得的知识称为经验知识。受上述启发,本文将砌体破坏模式分为先验知识所构成的部分及后天机器学习部分即由支持向量机(SVM)所预测的信息部分两部分构成。这样,通过对砌体墙板破坏模式的观察分析,总结出裂缝的分布规律作为先验知识来简化模型(见图1)。
以下列条件列为先验知识:
1)a+b+d=1;2)c+e=1;3)Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ为非破坏区域;4)Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ为破坏区域;5)裂缝分布及走向趋势,Ⅳ区破坏曲线取为点P1和P2连线,Ⅵ区破坏曲线取为点P3和P4连线,Ⅳ区裂缝方向取为竖向裂缝。
1)输入数据:板的几何尺寸特征(宽度,长度/宽度);2)输出数据:板的破坏模式特征值(a,b,d)。
3 破坏模式特征值的提取
按已有的先验知识简化提取破坏模式信息,如图2～图5所示。
4 用支持向量机(SVM)预测
由板一、二、四预测板三,结果见表1。
实验值(a,b,c)=(0.31,0.1,0.59),预测值(a′,b′,c′)=(0.281 7,0.109 0,0.558 2)。
由先验知识及得到的预测值可得预测板的破坏模式,如图6所示。
5 预测值与实验值对比评价
误差对比采用式(1):
几何图形评价如图7所示。
6 支持向量机(SVM)预测性能的评价
支持向量机的目的是从所有可能的服从未知分布F(x,y)的模式中最小化期望的一般性错误(generalization error)或风险(risk)。
其中,L为特定的损失函数。然而,由于不知道F的形式,公式(1)是不可计算的,所以只有估计其一般性能。大多采用交叉验证方法,其中较为有效的交叉验证法是“留一法”(Leave-One-Out,简称LOO)[6],该方法要根据人工经验确定一个近似的最优参数范围,然后在该参数集上用“留一法”遍历搜索最优参数,也就是将数据随机分成n等份,依次将一组作为测试集,余下的n-1组作为训练集,对每一个参数组合所对应的支持向量机模型,就有一个回归值,将回归值与实验值相比较来判断预测的效果如何。
基于上述思想,本文的核函数选用Spline核函数,用将数据分成四种组合,如表2所示,然后,计算回归预测值与实验值的比较(见表3),来对采用本文核函数后的支持向量机的性能做出评价。
7 结语
本文用支持向量机技术对砌体的破坏模式进行预测,由于砌体破坏模式的描述方式不能简单的以某一个数值来表达其破坏模式的特性,出于这种考虑笔者引入先验论的知识,对模型进行必要的简化达到可以用最少的参数与先验知识相结合的方式来确定砌体的破坏模式。支持向量机在预测时,通过砌体墙板的尺寸特征作为输入,破坏模式的特征参数作为输出得到了适合用支持向量机进行数据输入输出的数字模型,进而达到了预测破坏模式的目的。通过预测值与实际值相比较可知得到了较好的预测效果。
参考文献
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破坏模式 篇10
关键词：地基处理,复合地基,地基加固
复合地基 (Composite Ground) 一词最早出现在上世纪60年代初, 原本是指碎石桩加固的地基, 随着地基处理技术的不断发展, 后来也用来指其它桩体加固的地基。复合地基一般由两种不同刚度的材料——桩体和桩间土所组成, 在相对刚性基础下两者共同分担上部荷载并协调变形。需要特别说明的是, 复合地基与上部结构的基础一般通过碎石或砂石垫层来过渡, 而不是直接接触。
一、复合地基的分类
复合地基中的“桩”与桩基中的“桩”有所不同, 主要体现在两个方面:一是桩身材料及强度, 复合地基中的桩有散体材料桩、柔性桩、半刚性桩和刚性桩之分, 而桩基中的桩均为刚性桩;二是桩与上部结构的连接方式上, 复合地基中桩体与基础往往通过垫层 (碎石或砂石垫层) 来过渡, 而桩基中桩体与基础直接相连, 两者形成一个整体。正是因为这两方面原因复合地基仍属地基范畴, 主要受力层在加固体内, 桩与桩间土共同承担上部荷载;而桩基中的主要受力层是在桩尖以下一定范围内。在复合地基中桩的作用是主要的, 而地基处理中桩的材料类型较多, 包括土、灰土、石灰、砂、碎石、水泥土、矿渣和混凝土等, 由此形成的桩则相应地被称为土桩、灰土桩、石灰桩、砂桩、碎石桩、水泥土桩 (包括搅拌桩和旋喷桩) 、CFG桩和混凝土桩等。由于桩体材料以及成桩工艺上的不同, 各种桩的力学特征也差别较大。复合地基中的桩又可分为:散体材料桩:无桩身强度, 主要包括碎石桩、砂桩和矿渣桩等;柔性桩:桩身强度小于1MPa, 变形模量小于200MPa, 主要包括土桩、灰土桩、石灰桩和强度较低的水泥土桩;半刚性桩:桩身强度在1MPa和10MPa之间, 变形模量在200~1000MPa之间, 主要包括强度较高的水泥土桩;刚性桩:桩身强度大于10MPa, 变形模量大于10000MPa, 主要包括CFG桩和各种混凝土桩。由柔性桩和桩间土所组成的复合地基可称为柔性桩复合地基, 其他依次为半刚性桩复合地基和刚性桩复合地基。
二、复合地基的加固机理及作用
复合地基的加固机理有置换和挤密加固两种。置换加固作用是通过材料性能较优的竖向增强体, 置换代替部分地基土, 直接分担较多的建筑物荷载, 符合地基中桩中桩的截面积Ap与其影响面积A之比成为面积置换率m, 对于正方形、矩形和等边三角形布桩的情况, 单桩的影响面积A分别为l2、l1 l2和/2 l2, 桩间距越大, 面积置换率m越小;挤密加固作用则是在竖向增强体施工过程中, 对桩间地基土产生挤密效应, 提高地基土的承载力和模量。对于刚性桩复合地基, 如水泥粉煤灰碎石桩复合地基、喷射桩复合地基等, 其加固机理主要是置换加固。对于散体材料桩 (碎石桩、砂桩等) 复合地基, 则既有置换加固作用又有挤密效应。由于散体桩的桩体承载力特征值fPk取决于桩周地基土的强度, 极端地说, 如果桩周为液体材料, 则fPk趋于0;如桩周为刚体材料, 则fPk趋于∞;实际工程中, 桩土应力比并不高, 因此散体桩复合地基的加固机理往往是挤密加固效果, 超过桩本身的置换加固作用。在确定散体材料桩复合地基的承载力时, 如果采用公式计算, 由于地基土的挤密加固效果难以估算, 所得计算结果误差往往偏大, 实际工程中应尽量通过现场复合地基载荷试验确定其承载力。不论何种复合地基, 都具备以下一种或多种作用, 它们是:
1、桩体作用:
由于复合地基中桩体的刚度较周围土体为大, 在刚性基础下等量变形时, 地基中应力将按材料模量进行分布。因此, 桩体上产生应力集中现象, 大部分荷载将由桩体承担, 桩间土上应力相应减小。这样就使得复合地基承载力较原地基有所提高, 沉降量有所减小。随着桩体刚度增加, 其桩体作用发挥得更加明显。
2、垫层作用:桩与桩间土复合形成的复合地基或称复合层, 由于其性能优于原天然地基, 它可起到类似垫层的换土、均匀地基应力和增大应力扩散角等作用。在桩体没有贯穿整个软弱土层的地基中, 垫层的作用尤其明显。
3、加速固结作用:
除碎石桩、砂桩具有良好的透水特性, 可加速地基的固结外, 水泥土类和混凝土类桩在某种程度上也可以加速地基固结。因为地基固结, 不但与地基土的排水性能有关, 而且还与地基土的变形特性有关。从固结系数的计算式可以反映出来。虽然水泥土类桩会沉降地基土的渗透系数k, 但它同样会减小地基土的压缩系数a, 而且通常后者的减小幅度要较前者为大。为此, 使加固后水泥土的固结系数大于加固前原地基土的系数, 同样可起到加速固结的作用。
4、挤密作用:
如砂桩、土桩、石灰桩、砂石桩等在施工过程中由于震动、挤压、排土等原因, 可使桩间土起到一定的密实作用;采用生石灰桩, 由于其材料具有吸水、发热和膨胀等作用, 对桩间土同样可起到挤密作用。
5、加筋作用:
各种桩土符合地基除了可提高地基的承载力外, 还可用来提高土体的抗剪强度, 增加土坡的抗滑能力。目前在国内水泥土搅拌桩和旋喷桩等已被广泛地用作基坑开挖时的支护。在国外, 对碎石桩和砂桩常用于高速公路等路基或路堤的加固, 这都利用了复合地基中桩体的加筋作用。
三、复合地基中桩的破坏模式
复合地基中, 桩体存在四种可能的模式:刺入破坏、鼓胀破坏、整体剪切破坏和滑动破坏。对于不同的桩型, 有不同的破坏模式。如碎石桩可能的破坏模式是鼓胀破坏, 而CFG短桩则是刺入破坏。对于同一桩型, 当其桩身强度不同时, 也会有不同的破坏模式。当水泥土搅拌桩的水泥掺入量较小 (aw=5%) 时, 水泥土轴向应变很大 (4%~9%) , 应力才达到峰值并产生塑性破坏, 此后在较大应变范围内缓慢下降, 这就表现了桩体鼓胀破坏的特性。但当aw=15%时, 水泥土在较小应变的情况下, 才使应力达到峰值, 随即发生脆性破坏。然而当桩体为高水泥含量 (aw=25%) 时, 水泥土变形及膨胀量均很小。为此, 这种高强度的水泥土桩体在下卧软弱土层中就会发生刺入破坏。对于同一桩型, 当土层条件下同时, 也将发生不同的破坏模式:对浅层存在有非常软的粘土情况, 碎石桩将在浅层发生剪切或鼓胀破坏;对较深层存在有局部非常软的黏土情况, 碎石桩将在较深层发生局部鼓胀;对较深层存在有较厚非常软的黏土情况, 碎石桩将在较深层发生鼓胀破坏, 而其上的碎石桩将发生刺入破坏。实际上, 对水泥土桩也存在类似问题, 因为对相同水泥渗入量的桩体, 当其处于不同土层中其桩身强度也是不同的。
综上所述, 由于复合地基的破坏模式比较复杂, 一般认为取决桩体和桩间土的破坏特性, 其中桩体的破坏特性是主要的。对散体土类桩复合地基, 由于桩桩间土的模量和破坏时应变值等一般相差不大, 往往同时进入破坏状态;对水泥土类桩复合地基, 由于水泥土的模量较大, 破坏应变较小, 在同等应变条件下, 水泥土先进入破坏状态, 此后荷载将主要由桩间土承担, 直至桩间土进入屈服状态, 此时复合地基进入极限状态。在地基中设置增强体只是形成复合地基的基本条件。要保证桩、桩间土自始至终共同工作承担外荷载, 形成复合地基的工作模式, 就必须解决桩土之间的变形协调问题。桩土之间的变形协调就是复合地基的工作条件或者形成条件。刚性桩、半刚性桩复合地基需要再地基与基础之间, 设置褥垫层来解决变形协调问题。砂石类桩复合地基的变形协调可以自然满足, 但是为了使基础所受地基反力趋于均匀以及施工需要, 一般建议砂石类桩复合地基也设置一定厚度的垫层。
参考文献