西部巨厚湿陷性黄土层开采损害程度分析

为了有效地进行采动巨厚湿陷性黄土地表裂缝损害的控制和治理,在对西部几个矿区开采地表裂缝破坏调查的基础上,应用概率积分法计算基岩顶界面的应力应变分布规律,分析其与地表裂缝的关系,研究开采引起黄土层地表裂缝产生的机理．结果表明,当基岩顶界面水平变形超过4～5mm／m时,就足以沟通黄土层中的垂直裂隙,黄土层以块体运动形式向上传递而导致地表裂缝产生,给出预计地表裂缝宽度和范围的估算式及其对土地、环境影响的四级危险度评价指标,并以地表塌陷坑的水平投影尺寸、裂缝宽度及台阶高度划分了地表破坏程度的四级指标．     

地表水平变形对高压线铁塔的影响研究

以采动影响下高压线铁塔为原型,采用数值模拟方法对地表水平变形与铁塔内力和变形的关系进行了研究.分析了高压线铁塔在不同地表拉伸、压缩变形影响下铁塔内力和位移的变化规律.研究表明,随着地表水平拉伸变形值的增加,高压线铁塔内杆件的轴向压应力和拉应力均呈二次方关系增加;随着地表水平压缩变形值的增加,高压线铁塔内杆件最大压应力和最大拉应力均呈对数关系递增.地表拉伸变形对高压线铁塔的影响大于地表压缩变形的影响;地表水平变形对高压线铁塔倾斜度及横担歪斜度影响相对较小.     

采动区建筑物下保护煤柱开采优化设计研究

采用岩层移动角进行留设保护煤柱的传统方法,增大了保护煤柱呆滞量,造成了煤炭资源的巨大浪费.为了探讨综放开采条件下保护煤柱留设的最优尺寸,基于潞安矿区王庄煤矿的地质采矿条件,提出了根据建筑物采动损害允许的临界变形值进行优化设计保护煤柱的新思路.按照概率积分法,预测计算开采工作面位于不同停采线位置时保护煤柱留设的合理尺寸,分析了不同开采方案下建筑物所受采动的影响面积、地表下沉程度及倾斜变形、拉伸变形等地表移动变形对建筑物采动损害的影响程度.通过11个方案的分析比较,结合经济与社会效益,给出了建筑物下保护煤柱留设的最优方案,为综放开采条件下建筑物压煤开采提供了科学依据.     

采动引起的地表变形对框剪结构的影响

利用通用有限元计算软件ANSYS进行分析,采用固定支座模型,人为地给柱脚支座以支座沉陷,以此模拟不均匀沉降.对框剪结构在采动引起的3种不同地表变形作用下进行了计算,得出了结构在不同地表变形作用下,上部结构内力的变化及分布规律.为研究采动影响下地表变形对建筑物的影响提供参考.     

采空区地表移动监测与规律分析

本文阐述了在矿井采空区首采工作面在采动过程中,通过地表移动变形监测、数据处理,分析出地表变形观测点的下沉与水平变形规律,并求得地表移动的部分参数,可为后续的矿井开采过程提供安全可靠的依据。     

湿陷性黄土中基坑支护的数值模拟分析

以河南省洛阳市某湿陷性黄土基坑工程为例,结合其所在区域的地质条件、周边环境等,采用了桩锚支护的基坑支护方案。针对该支护方案,应用有限差分程序FLAC3D建模分析了不同工况下支护结构和坑周土体的变形规律,得出了坑周土体的位移随着距坑距离的增大逐渐减小;支护桩的水平位移随着开挖深度的增加,桩顶处位移不断增大,而桩底部的位移越来越小;坑周地表沉降和水平位移及支护结构变形均满足设计要求。同时,研究了湿陷性黄土对桩土位移的影响,结果表明,该支护方案较为合理,桩锚支护结构对深基坑的变形起到了很好的控制作用。研究结果可为黄土地区湿陷性条件下的基坑支护技术及理论研究提供参考。     

大厚度湿陷性黄土现场浸水试验研究

在陕西省渭南市合阳县大厚度自重湿陷性黄土地基上进行了现场试坑浸水试验,深入研究了原状黄土地基的湿陷性和渗流特性,揭示了地表及深部土层沉降量随时间的变化特征、浸水范围及湿陷范围.结果表明,试坑地表、深部土层沉降量随时间变化曲线都呈现慢-快-慢-稳定的特点,湿陷变形发展过程都经历4个发展阶段,分别是初期平缓段、迅速变形段、过渡段及后期平缓段,黄土的自重湿陷变形基本发生在迅速变形段和过渡段.土层湿陷范围小于饱和范围,黄土在饱和条件及上覆饱和自重应力作用下也不会发生湿陷.提出了路基防排水宽度为12 m的建议,该结论可为西韩城际铁路路基排水及地基处治提供参考.     

湿陷性黄土地区埋地管道稳定性分析

湿陷性黄土浸水后易产生自重湿陷,黄土的强度会大大降低,并对沿途埋地管道的安全运行产生威胁.为了研究埋地管道在湿陷性黄土地区的稳定性,基于有限元方法,分析了外径和壁厚不同的管道在湿陷时产生的位移、应力和应变;采用特征值屈曲理论,研究了一定条件下埋地管道在黄土灾害中所能承受的极限长度.结果表明,增大管道外径和壁厚、减少管道...     

露天煤矿排土场边坡下采动沉陷规律研究

为研究露天煤矿排土场边坡下采动沉陷规律,结合平朔安家岭露天矿南排土场边坡的实例,采用FLAC^3D程序进行了数值模拟计算．采用该程序内嵌FISH语言生成了台阶状边坡地表的移动和变形等值线,并分析了边坡受力特点及其稳定性．结果表明：露天煤矿台阶状边坡体的采动沉陷规律表现出很明显的“台阶”分布特点;台阶状边坡地表的移动范围比平地地表要小,但变形却更剧烈,且在各台阶平面处形成变形集中;台阶状边坡地表的水平变形仍然呈现出采空区中间受压,两端受拉的特点;台阶状边坡在地下开采扰动下的稳定性应考虑采空区的时空效应．     

谈现浇楼板裂缝的变形分析

基于对现浇楼板裂缝的变形分析 ,提出了混凝土干燥收缩变形、温度变形及配筋对混凝土弹性极限拉伸的影响是导致现浇楼板裂缝产生的主要原因 ,并在此分析的基础上 ,得出了结论。     

大型混凝土底板温度与收缩裂缝分布特征计算

大型地下结构物的渗漏问题一直以来都较难解决,作为主要构件的混凝土底板其裂缝宽度和数量直接决定整个地下结构的渗漏严重程度,目前关于底板开裂后的裂缝分布特征研究还较少。作者以解析方法得出不断增大的温度及收缩效应下混凝土底板的裂缝出现位置、宽度及间距表达式,实现对裂缝分布特征的描述。假定滑脱钢筋表面受均匀摩擦力（为混凝土抗拉强度）,滑脱临界处混凝土为极限拉应变（约100×10^-6）的情况下,求解出钢筋拉力、滑脱长度、钢筋变形量等参数之间关系式。把滑脱钢筋作为边界条件,带入通解,计算第一条裂缝的宽度及新底板块体内位移和应力分布。在已发生裂缝位置和滑脱钢筋刚度恒定的情况下,从坐标原点和端部的块体向某裂缝处叠加计算,得出该处底板块体的新组合刚度和自由位移值,进而求解应力重分布后的裂缝宽度。持续增加温度与收缩应变,计算新裂缝出现后的底板块体组合刚度、最大拉应力值,存储已有裂缝位置和滑脱钢筋刚度,用于下步计算。循环计算过程,直至应变的上限值,得出整块底板的多条裂缝宽度和间距,建立大型混凝土底板温度与收缩裂缝分布特征的计算方法。最后以尺寸80 m×20 m×0.4 m的混凝土底板为例,持续施加0～350×10^-6的温度或收缩应变,实现裂缝5次出现时分布特征的计算。     

UHPC的轴拉性能与裂缝宽度控制能力研究

为研究3种类型超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,简称UHPC)的轴拉应力-应变曲线及其裂缝宽度控制能力,包括高应变强化UHPC、低应变强化UHPC和应变软化UHPC.采用轴拉试验方法测试狗骨头形试件,得到UHPC的轴拉应力-应变曲线和缝宽-应变曲线.试验结果表明:高应变强化UHPC和低应变强化UHPC的轴拉应力-应变曲线均包括弹性段、应变强化段和应变软化段,应变软化UHPC只有弹性段和应变软化段;UHPC应变强化段和应变软化段的转折点是裂缝缓慢扩展和迅速扩展的临界点;提高UHPC的极限拉伸应变,即延长其应变强化段,有助于提高其裂缝宽度控制能力;高应变强化UHPC拉伸应变在0.42%之前,其裂缝宽度均小于0.05 mm.对比C50混凝土(极限应变、极限强度分别为0.012%、2.3 MPa),高应变强化UHPC优异的裂缝宽度控制能力避免了结构设计中受正常使用状态裂缝宽度验算限制的影响,同时可在钢筋屈服前与其全程协同工作,这使得钢筋增强高应变强化UHPC在某些需要对裂缝宽度进行严格控制的结构类型中具有很高的应用价值.     

Mechanical properties and failure characteristics of fractured sandstone with grouting and anchorage简

Based on uniaxial compression experimental results on fractured sandstone with grouting and anchorage, we studied the strength and deformation properties, the failure model, crack formation and evolution laws of fractured sandstone under different conditions of anchorage. The experimental results show that the strength and elastic modulus of fractured sandstone with different fracture angles are significantly lower than those of intact sandstone. Compared with the fractured samples without anchorage, the peak strength, residual strength, peak and ultimate axial strain of fractured sandstone under different anchorage increase by 64.5–320.0%, 62.8–493.0%, and 31.6–181.4%, respectively. The number of bolts and degree of pre-stress has certain effects on the peak strength and failure model of fractured sandstone. The peak strength of fractured sandstone under different anchorage increases to some extent, and the failure model of fractured sandstone also transforms from tensile failure to tensile–shear mixed failure with the number of bolts. The pre-stress can restrain the formation and evolution process of tensile cracks, delay the failure process of fractured sandstone under anchorage and impel the transformation of failure model from brittle failure to plastic failure.     

黄金坪水电站进水口边坡稳定监测分析

为研究黄金坪水电站泄洪洞进水口边坡稳定问题,结合边坡的多种监测成果,对边坡的表面和深部变形进行了分析,讨论了多点位移计与锚杆应力、锚索应力的关系,并分析了边坡裂缝产生的原因。结果表明：自然边坡裂缝是由于表部相对刚性层与深部岩体拉裂而形成的,工程边坡裂缝是软弱岩体及结构面局部块体挤压而形成的,边坡属于深部变形,增加深部锚索后,裂缝变形得到控制,边坡的变形逐渐趋于稳定。     

预制键槽UHPC-混凝土界面黏结性能研究

UHPC永久性模板与普通混凝土的界面黏结性能是两者协同作用的关键,研究不同键槽类型、混凝土强度和养护条件等因素对UHPC-混凝土界面黏结性能的影响。结果表明：键槽可以提高UHPC-NC界面黏结强度,其中B型键槽机械联锁作用贡献最大。劈裂拉伸试件界面中心轴线的应变大于两侧应变,界面裂缝从水平拉应变开始向压应变区域扩张。复合试件键槽的存在使得裂缝在混凝土内部由一端延伸至另一端,并非两端向内发展。随着后浇混凝土抗压强度的提高,界面劈裂抗拉强度增幅降低。蒸汽养护导致初始收缩变形较大,应力集中区域比标准养护试件更大。复合试件界面劈裂抗拉强度可以通过混凝土立方体抗压强度和拟合参数c计算得出。提出了最优永久性模板键槽参数和养护条件。     

吸水性模板影响混凝土抗裂性能的试验研究

近年来,随着高性能混凝土和高强混凝土的应用,混凝土的水灰比不断降低,从而致使混凝土的干燥收缩变形和早期自收缩变形不断增大,在内外约束作用条件下就会在混凝土内产生很大的拉应力,而混凝土抗拉强度很低,特别是早期强度更低,当拉应力达到混凝土的抗拉强度时,就会使混凝土发生开裂,因此,混凝土的裂缝问题愈加严重,越来越引起工程建设人员的关注.通过表面粘贴吸水性模板抗裂试验,分析了吸水性模板对混凝土表面硬度、外观质量、强度和抗裂能力的影响,研究了吸水性模板对混凝土裂缝的控制机理,提出了粘贴吸水性模板控制混凝土表面裂缝的方法,可以从外在因素上提高混凝土的抗裂能力.     

残余奥氏体及其机械稳定性与钢强韧性关系的研究

钢中残余奥氏体发生应变诱发马氏体相变的百分量与拉伸应变量的对数呈线性关系,用直线斜率的倒数Ks值可表示残余奥氏体机械稳定性的大小。提高钢中残余奥氏体量及其机械稳定性是改善钢强韧性的有效途径之一。残余奥氏体发生应变诱发马氏体相变吸收能量是提高钢韧性的主要原因。在低碳贝氏体钢中,以M—A岛形式存在的残余奥氏体因受岛中马氏体的强化作用使屈服强度保持较高水平,而残余奥氏体在拉伸的均匀塑性变形阶段因应变诱发相变形成的马氏体使钢的抗拉强度提高。     

冻融作用对混凝土跨海大桥桥墩稳定性影响研究

北方海域海水冻融作用对混凝土跨海大桥的安全稳定性具有重要的影响,针对该问题,通过室内冻融试验研究得出了青岛海湾大桥桥墩混凝土在冻融循环作用下的极限抗压强度及其峰值应变、极限抗拉强度、弹性模量等力学性能指标随不同冻融循环次数的衰退规律,并推导出混凝土冻融损伤本构方程.根据室内外试验的对比关系,得出了桥墩混凝土结构各力学性能指标随结构服役时间的退化规律及不同服役期内混凝土的冻融损伤本构方程.建立了青岛海湾大桥沧口段航道桥过渡墩基础的3维有限元模型,应用非线性理论对过渡墩基础进行了数值分析,得出了不同服役期内该混凝土过渡墩基础的最大应力与最大竖向位移的产生位置及其随时间的变化趋势,并分析了其安全性规律,得出了若干结论,可为工程前期设计及后期维修加固提供一定的参考依据.     

Anti-cracking Property of EVA-modified Polypropylene Fiber-reinforced Concrete Under Thermal-cooling Cycling Curing

In order to investigate the synergistic effect of re-dispersible powder-ethylene-vinyl acetate copolymer(EVA) and polypropylene fiber on the crack resistance of concrete under thermal fatigue loading, the compressive strength, ultimate tensile strength, ultimate tensile strain and tensile modulus of elasticity were tested. In addition, ultrasonic method and scanning electron microscope analysis were used to explain the microstructure mechanism. The results show that polypropylene fiberreinforced concrete presents a better performance on crack resistance than ordinary concrete, and the synergism of EVA and polypropylene fiber can improve the anti-cracking ability of concrete further.     

混凝土结构构件等应力区内裂缝随机性仿真计算方法研究

针对混凝土构件材料强度和变形性质的随机性,采用数学方法提出构造混凝土极限拉应变数列的原理.结合钢筋混凝土有限元,建立了混凝土构件等应力区初始裂缝随机性的仿真计算方法,对钢筋混凝土梁纯弯段的裂缝规律进行了仿真计算.算例表明,本方法较好地描述了混凝土材料性质的随机性,计算结果与模型试验和工程实际规律吻合.