人工模拟节理峰值剪胀模型及峰值抗剪强度分析

在5级法向应力作用下对具有相同形貌的人工模拟材料偶合节理进行直剪试验,探讨剪胀角、峰值剪切强度与法向应力、节理表面形貌的关系。采用常用的Barton剪胀模型、Schneider剪胀模型、Jing剪胀模型分析直剪试验实测的峰值剪胀角,结果表明模型计算值与试验实测值存在一定的偏差:Schneider剪胀模型与Jing剪胀模型在低法向应力下预测值过小、在高法向应力下预测值偏大,Barton剪胀模型与试验值相差较远。分析剪胀角存在的边界条件,以t n(/)为参量提出双曲线形式的峰值剪胀模型,进而提出新的峰值强度公式。将新的峰值强度公式,上述3种剪胀模型对应的强度公式及GG强度公式所得的峰值强度与试验数据进行对比分析,结果表明新强度公式预测值更接近试验值。     

岩桥渐进弱化的Jennings抗剪强度准则

Jennings 抗剪强度准则以节理和岩桥抗剪强度参数按连通率加权平均的方式求取非贯通节理岩体的峰值抗剪强度,未考虑直剪试验过程中岩桥力学参数逐步弱化的影响,计算所得的抗剪强度与直剪试验结果存在较大偏差.基于人工齿状共面非贯通节理岩体的直剪试验,采用以剪切位移为变量的岩桥弱化度模型考虑岩桥力学参数弱化对抗剪强度的影响,提出改进的Jennings抗剪强度准则.考虑岩桥力学参数弱化的Jennings抗剪强度准则的计算结果更为接近试验值,表明考虑岩桥力学性质弱化是合理的.     

基于节理精细化描述的隧道围岩变形破坏特征分析

 福州机场高速二期金鸡山隧道是国内首例双向八车道连拱隧道,隧道区域内节理发育,围岩破碎,隧道围岩稳定性受节理展布特征影响显著。通过对金鸡山隧道中导洞开挖掌子面、区段断面及其他出露区域节理的采集,利用统计分析方法对隧道正洞区域内的节理展布预测;在此基础上,利用非连续变形分析(DDA)法对金鸡山隧道围岩变形、破坏过程进行模拟计算,对隧道围岩变形、破坏的典型阶段进行划分,并指出隧道容易发生变形破坏的部位。最后,将DDA计算分析结果与隧道施工过程中发生的塌方进行比较,两者性态一致,表明DDA法在隧道围岩的稳定性分析基本能够反映隧道真实稳定性,在隧道围岩稳定性分析方面具有良好的应用前景。     

基于超声回弹综合法的公路隧道混凝土衬砌的强度检测

通过分析现有规程《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS02：88）对受测混凝土的要求与公路隧道混凝土衬砌在养护环境、应力分布和长龄期等方面的差异,提出应按围岩等级划分隧道衬砌类别,对不同类别的衬砌分别进行强度推定的原则,并在统一测强公式的基础上进行了多种型式的公式比较。优选出了能进行应力、养护环境和长龄期修正的三参数公式,该式精度高,能较准确地推定衬砌混凝土的强度。     

大跨度箱形底板结构的分析与优化设计

预应力在大跨度结构中得到广泛的应用,但由于某水闸工程中的大跨度箱形底板的特殊性。不宜采用预应力配筋方案。对底板的外侧板厚度、填充混凝土长度及横隔舱室的数量对底板应力水平的影响进行了计算分析,在尽量不增加底板自重的前提下,根据应力水平最低的原列,得到这三个参数的最优取值范围,进而达到对底板结构进行最优化设计的目的。     

鹤上隧道围岩松动圈测试与分析

围岩松动圈是评价围岩稳定性的重要参数之一,文章结合大断面小净距鹤上隧道的工程实践,采用声波法和多点位移计法对隧道围岩松动圈进行了测试分析,获得了整个隧道断面松动圈的分布;基于测试结果,验证了该隧道锚杆设计支护参数的合理性,为围岩松动圈支护参数的确定提供了依据和指导.     

管幕内顶进箱涵顶部管幕承载作用的分析

上海市中环线虹许路北虹路下立交工程是目前世界上在饱和含水软土地层中施工的横截面最大的管幕法工程。根据地面沉降限制要求,并按照以较缓慢速度顶进箱涵且开挖土体过程中前方土体滑动的极端不利情况分析了顶部钢管幕的承载作用,针对钢管不同部分的受力状况不同,主要按两端固定梁以及弹性地基梁2种模型分情况对钢管的不同部分进行计算分析,并对该工程的情况进行了具体的计算。结果发现在箱涵顶进过程中,管幕起到相当大的力学作用,上覆土体的重量有一定量被顶部管幕承担而不向其下面传递,有助于提供箱涵前端网格尺寸经济而合理的设计。     

鹤上三车道小净距隧道爆破振动测试与分析

结合福州国际机场高速公路鹤上三车道小净距隧道工程实践,对小净距隧道中间岩柱在爆破荷载作用下的振动响应进行相关监测,分析振动波在不同级别围岩、不同监测位置的传播及分布规律。研究结果表明:隧道中间岩柱边墙部位振动速度大于拱脚部位,且随着围岩质量提高,振动速度差别逐渐减小;最大振动速度出现在迎爆侧边墙测点的径向方向,可将其作为爆破振动的控制速度;当隧道净距为6 m左右(约0.35B)时,爆破振动对中间岩柱的影响范围为爆破面前后10～20 m,且随围岩质量提高,影响范围相应减小;爆破面前方中间岩柱受爆破振动影响要大于爆破面后方岩体,施工中宜加强该部位监测;同时,宜严格控制爆破总药量和单段最大药量,且分段爆破时,爆破段差应不小于100 ms。该研究结论可为类似条件下小净距隧道的爆破控制和现场监测提供借鉴与参考。     

理论流变力学模型中蠕变损伤的研究方法与问题

在用理论流变力学模型研究蠕变损伤时,以往许多研究按照Lemaitre应变等效原理,根据理论流变力学模型在模型参数为常数条件下得到的蠕变方程,将其中的应力替换成有效应力,以引进损伤变量,并采用适当的损伤演化方程来描述损伤变化规律,由此得到蠕变损伤方程,这等同于将理论流变模型中的流变参数p替换为p(1-D)(D为损伤变量),这时的流变参数是一个变量,这种做法存在着与参数非线性理论流变力学模型研究中相同的问题,即通过直接将常参数条件下的蠕变方程中的参数替换成其相应的函数而得出错误的变参数条件下的蠕变方程。本文先假定蠕变时间与损伤时间一致,给出将理论流变力学模型微分型本构方程中的应力替换成有效应力,再由此解出蠕变损伤方程的方法。在此基础上,进一步证明用叠加原理求解理论流变力学模型蠕变损伤方程的正确性,并据此给出蠕变时间和损伤时间不一致时的理论流变力学模型蠕变损伤方程求解方法。指出以往研究中的一些问题并给出更严谨的结果,可望为以后的研究提供借鉴。