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基于主应力旋转特征的浅埋隧道上覆土压力计算及不完全拱效应分析
隧道工程 浅埋隧道 松动土压力 不完全地层拱效应
2019/6/17
砂土及黏聚强度较低的破碎岩体中，不完全拱效应对浅埋隧道上覆土压力计算的影响尚不明确。不同于传统极限平衡方法考虑主应力迹线的分布形态，直接考虑隧道开挖后主应力旋转角的分布特征，同时考虑滑移面范围变化及滑移面摩擦角调用情况，改进了浅埋隧道上覆土压力的计算。在此基础上分析完全拱作用下土体平均侧压力系数、竖向应力分布等特点，并与传统方法比较说明了其异同。此外，与数值结果、模型试验结果对比验证了改进解的适用...
以统一强度理论的平面应变抗剪强度公式为基础，合理考虑中间主应力效应、充填顺序、后壁黏结力和顶部超载等综合影响，推导大深宽比采场充填计算时充填料的所需黏聚力统一解和充填体的安全系数统一解，并结合工程算例给出简化公式以及示范计算，继而分析其可比性，最后探讨各因素的影响特性。研究结果表明：本文统一解涵盖了众多的已有解答与新准则解答，具有广泛的理论意义和很好的可比性；2种不同用途的充填计算公式都十分简单，...
现场PHC能源桩在分层地基中的热力学响应研究相对较少。通过现场原型试验，对位于分层土地基中PHC能源桩热学响应及力学特性进行试验研究，并结合桩周土孔压静力触探试验(CPTU)与钻孔取样试验分析能源桩的热–力学响应特征。结果表明：桩身温度总体分布较均匀，平均上升20.0 ℃，桩两端与高热导率土层处温度较低，分层地基的换热能力不均对桩温增长量产生显著影响；桩身内产生压应力，其中最大桩身应力为4.70 ...
针对已有相对密度试验成果仅限于室内试验的现状，采用某工程花岗岩堆石料，首次进行现场大尺寸密度桶试验，研究不同缩尺方法对干密度试验结果的影响，研究干密度缩尺效应对于室内缩尺试验的制样标准以及现场压实质量评价的影响。结果表明：(1) 由于缩尺后级配的截尾误差、颗粒形状差异等因素，即使采用相似级配法缩尺，堆石料干密度也随着最大粒径的增大而增大，仍然存在一定的缩尺效应；但当最大粒径达到300 mm以上时，...
针对巨厚坚硬岩浆岩床下浅部煤层大面积采空后深部开采冲击地压频发的实际问题，采用理论分析、数值模拟、现场实测及工程实践等方法对岩浆岩床破裂运动诱发冲击地压机制进行研究。主要结论如下：(1) 建立大面积采空区上坚硬岩浆岩顶板的三角悬臂梁理论模型，得到岩浆岩床应力及能量分布特征，推导出岩浆岩顶板破裂运动出现的判别准则，进而构建岩浆岩床破裂运动诱发冲击地压的力学模型；(2) 将地表开裂与井下显现情况联合分...
深基坑框架预应力锚杆微型钢管桩联合支护结构力学特性分析
土力学 深基坑 框架预应力锚杆微型钢管桩 牵连效应 弹性地基梁 有限差分法
2019/3/4
针对深基坑工程在施工场地狭窄和存在回填未固结土及土质松散地区施工时遇到的难题，提出框架预应力锚杆微型钢管桩联合支护结构，对其结构构成和工作机制进行详细探讨。基于温克尔弹性地基梁理论，建立锚杆张拉阶段和正常工作阶段时框架预应力锚杆微型钢管桩与土体相互作用的计算模型，并利用位移法和有限差分法进行求解；借助ADINA有限元软件对该联合支护结构的支护效果和力学特性进行分析，将理论值与模拟值进行对比。结果表...
引导式落石缓冲系统旨在约束落石运动轨迹和衰减落石冲击能量，以防止落石灾害的发生。为研究该系统的耗能性能，开展实验室条件下的落石冲击试验；基于对防护网变形特征的分析，设计多位置分布配重方案。在此基础上，建立防护系统的数值计算模型，对更高速率落石冲击下系统的响应进行了研究，进而模拟系统对多落石连续入射和多落石同时入射两种工况的防护过程。研究结果表明，多位置分布配重对引导式落石缓冲系统的防护性能有较明显...
软土地基在地铁运营期受到周期性振动和间歇的反复作用，间歇期内软土力学特性的变化将影响其长期动力响应，但以往关于交通荷载下软土动力特性的研究大多忽视时间间歇的影响。考虑不同动应力水平、不同振动和间歇时长的耦合作用，设计一系列不排水连续–停振循环三轴试验，采用K0固结条件，研究原状海相软土在列车非连续荷载下的长期孔压、变形特性，通过与连续振动试验对比，发现荷载间歇对软土动力特性有显著影响，由于间歇期动...
不同的含水状态对岩石的力学性质和破坏机制有重要的影响。利用RMT-301岩石力学试验机，开展泥岩烘干样、天然样和饱水样在不同围压条件下的三轴压缩试验，研究不同含水状态下泥岩的力学性质和能量机制。结果表明:含水量越低，泥岩吸收的总能量越多;弹性能存储速率在压密阶段和弹性阶段随含水量的增大而降低，在弹塑性阶段弹性能增长速率减缓，失稳破坏阶段含水量越低，存储的弹性能越高，同一围压条件下，泥岩的储能极限随...
明确爆破振动中波的成分构成及不同波的作用有助于更好地预测与控制爆破振动。针对一组垂直单孔爆破试验，借助地震学中极化偏振分析的方法，研究垂直孔爆破诱发地震波的成分构成及其演化规律，最后基于试验结果，提出波影响作用分区的概念，并分析各区域主导波的类型。结果表明，爆破振动中各种波的相对量值并非定值，主导波的类型会随波成分的演化发生改变，且某点的优势振动方向也与波的成分构成密切相关。对于垂直孔爆破，P波在...
针对城市地下空间开发过程中经常出现的基坑工程漏水漏砂引发的灾害问题，利用离散元和计算流体力学耦合的方法(DEM-CFD方法)对灾害的发展过程进行数值模拟分析。在室内试验、平面双轴数值模型、渗流模型的基础上确定了土体和流体的细观参数，建立数值模型，模拟研究两类典型地层(富水砂层、富水砂层上覆黏土层)发生漏水漏砂后的地层变形规律、土体损失规律以及地应力场发展变化规律。研究结果表明，对于富水砂层，漏水漏...
针对渗流地层中冻结壁长时间不交圈的难题，根据多孔介质传热理论与达西定律建立渗流场与冻结温度场耦合控制方程，得出两者相互作用机制；基于相似理论，建立渗流作用下梅花型布置双排管冻结模型试验系统，对渗流地层中冻结壁形成的主要影响因素进行正交试验研究，并在相同条件下进行单排管冻结对比试验。研究结果表明：双排管冻结时，地下水流速是影响上游冻结壁厚度的首要因素；孔间距是影响冻结壁交圈时间的首要因素；盐水温度是...
倾斜煤层与近水平煤层不同，不同倾斜部位煤层气井排采规律有明显差异。为了提高倾斜煤层煤层气采收率，考虑重力分异对倾斜煤层气开采的影响，对大倾角厚煤层的适用井型和布井方法进行优化研究。针对倾斜煤层不同构造位置的特点，结合气水分布与煤层气井产能规律，优选出适合不同构造位置的井型与布井方法并通过数值模拟进行验证。结果表明：构造高部位应在煤层顶部布置水平井；构造翼部顺煤层布置水平井，且水平井的跟端或趾端位于...
在非饱和膨胀土地区，地基隆起变形严重威胁着高速无砟铁路安全运营。为减弱或消除地基隆起变形，降低高速铁路工程投资，结合非饱和膨胀土地基气候影响深度特征，将传统微型桩改进为一种抗隆起的长短微型桩结构。再由若干基本假定、工作机制及应力路径分析，推导长短微型桩加固膨胀土地基后隆起量的计算方法。依托云桂铁路路基基床现场湿干试验，开展实际工程案例及设计关键参数研究，结果表明，相比天然地基，长短微型桩可有效减弱...