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软硬不均地层中盾构施工引起的地层隆沉预测
隧道工程 盾构施工 Mindlin基本解 地层隆沉 双地层
2019/3/4
将刚度当层法与Mindlin基本解相结合提出双层弹性体系下盾构施工引起地层隆沉的计算方法，该计算方法可以同时考虑开挖面处不平衡力、盾壳–土体间摩擦力、盾尾同步注浆压力、二次补偿注浆压力、施工期间地层附加荷载及地层损失6个施工因素对地层隆沉的贡献，同时可以反映上下地层刚度差异对地层隆沉的影响。研究发现，当盾构浅埋时，其在上下刚度不均地层中掘进引起的地表隆沉与其在单一软或单一硬地层中掘进引起的隆沉差别...
山区机场高填方边坡桩–锚–加筋土组合结构协同工作性能优化研究
边坡工程 高填方边坡 桩-锚-加筋土综合治理 协同变形 垫层优化 BIM技术 模型试验
2019/7/23
山区机场高填方边坡的变形失稳是目前机场研究的热点和难点，特别是边坡治理联合支挡结构的协同变形工作机能是当下尚未解决的难题之一。以攀枝花机场12#高填方为例，基于原设计锚索–抗滑桩–加筋土挡墙治理方案，运用BIM技术进行模型设计，达成三维可视化分析。以后排桩顶部增设垫层优化为研究对象，结合有限元计算，开展试验研究，对比分析垫层对控制填土内部塑性协同变形发展及综合支护体系的影响。研究表明：(1) 将勘...
为了研究石门揭煤突出的发生机制，在分析石门揭煤中煤与瓦斯突出的岩体、应力环境和物理现象基础上，依据煤岩蝶形破坏理论，建立石门揭煤中煤体塑性区形态及其诱突机制的分析模型。研究发现石门揭煤中煤体塑性区大小和形态存在蝶叶跃迁现象，塑性区大小对于主应力比值和煤岩体强度的变化具有高度敏感性，主应力比值或煤岩体强度达到某一临界条件后的微小增量均可以引起煤体塑性区的大幅增加。进而提出石门揭煤中煤体塑性区蝶叶跃迁...
黄土力学特性对地层水环境变化极为敏感，水敏性黄土地层浸水对工程结构影响明显。为系统研究大厚度黄土地层浸水对地铁隧道的影响，自主研制可以再现基底和地表浸水工况的模型箱，综合考虑浸水影响因素制定不同工况，开展不同工况下隧道结构力学响应的模型试验，分析黄土地层浸水对地铁隧道的影响机制，建议湿陷性地基剩余湿陷量控制标准。结果表明：(1) 随浸水深度增加，隧道基底和地表局部浸水均会引起土压力重分布，受地层的...
煤岩流体电动作用在地下资源开采中的工程应用逐渐增多，如强化油气采收、井巷软岩加固和矿山导流增注等。但是工程设计与参数选取的盲目性折射出该方面理论的滞后。从介质运移特性、宏观物性和结构变化3个方面综述煤岩流体电动作用的研究进展，指出新形势下存在的主要问题：介质传输过程不清晰、多场耦合规律未开展、宏观物性的微结构响应机制不明确、表面吸附流体的界面调控理念未形成，阐明煤岩流体电动作用的理论基础——双电层...
为了探讨高温脱水对天然石膏岩物理力学效应的影响，将天然石膏岩在高温220 ℃控制脱水时间制取含不同结晶水石膏岩试样，分别对石膏岩试样进行扫描电镜、超声波测试和常规三轴压缩试验，分析高温脱水时间对石膏岩微观结构、孔隙率、纵波波速、三轴抗压强度，弹性模量、峰值应变、黏结力和内摩擦角的影响。结果表明：高温作用对石膏的作用是极其复杂物理化学过程，高温脱水对石膏岩具有明显弱化作用，随着高温脱水时间的增加，石...
为研究水下盾构隧道接缝处的渗漏规律，设计一套恒水压下盾构隧道渗漏的模型试验装置，对隧道拼装方式、漏缝宽度及漏缝位置不同时的漏水漏砂规律进行试验研究，揭示渗漏对漏缝周围土体受力与变形的影响。试验结果表明：临界缝宽几乎不受漏缝位置的影响，临界缝宽下漏水量不收敛且与渗漏方向有关，隧道拱腰处接缝的漏水速率约为拱顶处的2倍；而漏砂量在4 min内均已收敛且与应力土拱的形成有关，隧道拱脚处漏缝旁的土压力增量最...
冻融作用下的水分迁移及其伴生现象会使浅层膨胀土的抗剪强度发生劣化，探明水分迁移对浅层膨胀土抗剪强度的影响对于膨胀土工程冻融病害的防治是必要的。首先，模拟实际冻融边界条件开展膨胀土在单向冻结–双向融化作用下的水分迁移试验，在此基础上进一步开展膨胀土的直剪试验；试验过程中对土样的水分场、温度场、竖向变形均加以监测。研究结果表明：(1) 冻结温度梯度对水分迁移量的影响较大，冻融后膨胀土表现出冻胀融沉的特...
针对地震动空间差异问题，基于波动理论和叠加原理，通过解析方法研究入射地震波在场址内形成地震动的空间差异及运动偏振特征。以平面P波在半无限介质内倾斜入射为例开展研究。首先依据质点运动的叠加模式差异将半无限介质空间域划分为叠加区和分离区，并给出分界线的解析表达式。然后以无量纲量叠加区范围系数为基础研究P波倾斜入射情况下分界线的控制参数。最后对自由面、叠加区和分离区特征质点的运动空间差异和偏振特征进行研...
西部立井冻结法施工中，冻结壁岩体受到温度场及地应力场的耦合作用。为研究白垩系红砂岩在地应力与温度耦合作用下冻结后的力学性质，利用围压模拟地应力条件，在不同的温度(20 ℃，－5 ℃，－10 ℃，－15 ℃)及围压(0，2，4，6，8 MPa)下对红砂岩试样进行冻结处理，并在相同的围压下测试其冻结后的三轴力学性质，分析冻结围压及冻结温度对红砂岩冻结力学性质的影响，并就红砂岩冻结过程中地应力的影响机制...
根据区域滑坡特点，针对不同类型滑坡的自身特征分别建立指标评价体系，能够使滑坡易发性评价的过程更加科学准确。以三峡库区万州区内滑坡为例，首先，基于对地质环境、滑坡空间分布及自身特征的分析，将全区滑坡分为陡倾角地层滑坡和缓倾角地层滑坡。其次，获取12种指标因子(高差、坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、地层岩性、水系、地质构造、公路、地层倾角、降雨、含蒙脱石软弱夹层厚度)构成基本评价体系。然后提出基于逻辑...
对含水率为18.3%的非饱和粉土进行了冻融过程中不同温度下的直剪试验，用核磁共振测定了冻融过程中孔隙水的相变过程，并分析了未冻水、孔隙冰对其力学性质的影响机制。试验结果表明：(1) 非饱和粉土冻结可分为过冷段(＞－1.15 ℃)、快速冻结阶段(－1.15 ℃～－2 ℃)和稳定冻结阶段(＜－2 ℃)，快速冻结阶段76%的孔隙水冻结，而稳定冻结阶段未冻水含量只减少7%；(2) 冻融过程中黏聚力随温度发...
地埋管线周围土体抗力系数的各向异性及合理取值问题的解决，对于市政或海底管线的设计和评估是至关重要的。考虑管线部分或完全埋置以及管土刚度比的变化，综合运用传递矩阵法和解析类比法得到竖向及水平抗力系数；轴向抗力系数采用剪切位移法(部分埋置)或镜像法(完全埋置)求解。算例验证了抗力系数取值方法的合理性，并针对3种地基分布形式分析了参数变化下抗力系数取值的差异性。结果表明，抗力系数均随着管线埋径比的增大而...
锚杆复合土钉墙支护以机动灵活、支护能力强、工期短、造价低等特点被广泛运用，但是对此支护形式的机制研究，一直落后于工程实践。基于PFC3D离散元数值模拟并结合室内模型试验，从细观层面探究砂土颗粒的位移场、运动轨迹、锚杆抗拔力、土体孔隙率以及剪应力的变化规律，结果表明：在锚杆拉拔过程中，锚板直径越大，其竖向影响范围越大，并呈现出具有收敛性的喇叭口状位移场；锚杆和土钉之间的砂土颗粒以旋转移动和平行滑移为...