周边建筑对深基坑支护结构的影响分析

为研究城市高大建筑和市政设施等对深基坑支护结构的影响,以沈阳金融中心大厦深基坑工程为研究对象,研究了周边建筑荷载对在建深基坑支护结构稳定性的影响。通过现场监测,研究基坑水平和竖直位移变化规律,验证支护结构的有效性;利用大型有限元分析软件MIDAS/GTS为计算工具对基坑进行多次数值模拟,得到建筑物作用力、建筑距离等作用的改变与支护结构变形之间的关系。研究结果表明:当基坑周边存在建筑物时,基坑变形量明显加大;随着基坑周边建筑物作用力的增大,基坑变形量呈线性增加;在2倍基坑开挖深度范围内,建筑距离对基坑的影响呈幂级数增加,建筑物"细高"时对基坑的影响较大,"矮胖"时较小。上述研究成果对基坑支护结构方案的优化有一定的指导意义。     

采动影响下软岩巷道松动圈的联合测试方法研究

为进一步研究软岩巷道在受采动影响下的围岩松动圈大小及发展规律,为锚杆锚索支护技术提供科学的依据,选取内蒙古鄂尔多斯市高家梁煤矿受采动影响的软岩巷道为研究对象,运用孔壁检视法和地震波反射法联合现场测试,然后用分形理论来预测比较围岩松动圈大小的方法来测定围岩松动圈;现场实测结果表明:受采动影响的巷道的松动圈是一个不断扩展的过程,最终稳定在1.7～1.9m之间,而且用分形理论预测的结果和现场测试的结果几乎相同;该联合测试方法为软岩巷道的支护参数选择提供了依据,为其他类似矿井的松动圈测试提供了一种新方法而且具有重大的指导意义.     

冻融循环-酸雨锈蚀交替作用后圆钢管混凝土轴压短柱力学性能分析

基于材料强度折减及钢管壁厚折减的方法,对冻融循环-酸雨锈蚀交替作用后圆钢管混凝土轴压力学性能采用有限元法进行了研究。基于合理的有限元分析模型,对冻融循环-酸雨锈蚀交替作用后圆钢管混凝土柱的破坏模态、轴向荷载-位移关系、钢管与混凝土相互作用进行了分析,研究了含钢率、截面尺寸、钢管屈服强度、混凝土轴心抗压强度以及冻融循环-酸雨交替次数对试件轴压极限承载力的影响。结果表明:有限元模拟结果与试验结果吻合良好,验证了模型的有效性; 冻融循环-酸雨锈蚀交替作用后轴压圆钢管混凝土短柱的破坏模态与普通试件相似,轴向荷载-位移曲线变化趋势一致,试件均为塑性破坏; 圆钢管混凝土轴压短柱随冻融循环-酸雨锈蚀交替次数的增加,材料性能劣化严重,外钢管对核心混凝土约束作用减弱,试件极限承载力明显下降。     

辽西花岗岩水–岩耦合力学特性试验研究

为了研究水–岩耦合作用对辽西花岗岩力学性质的影响,采用MTS–815岩石力学试验系统,通过对花岗岩试样施加不同的围压和孔隙水压力,对其变形破坏过程进行试验研究,分析水–岩耦合作用下辽西花岗岩的有效峰值强度、扩容现象、残余强度、峰后强度及其参数的演化规律。研究结果表明,有效峰值强度折减系数随孔隙水压力增大近似呈线性增长,但变化斜率随着围压增大而逐渐减小。在围压较小时孔隙水压对有效强度折减系数有明显的影响,在围压较大而孔隙水压较小时,施加应力压缩孔隙喉道抑制了孔隙水压对试样的作用。扩容起点是致密岩体水岩耦合作用增强的特征点,围压使得试样的扩容起点发生滞后,而孔隙水压力使得扩容起点提前发生,扩容现象与水岩耦合作用相互促进。水–岩耦合作用下试样的残余强度为对应状态峰值强度的21%~35%,Hoek-Brown常数随着围压的增大呈非线性增长,其值为3.5~5.0。峰后段试样的似内摩擦角变化不大,似黏聚力随着应变软化参数的增加有逐渐减小的趋势,而相同应变软化参数对应的似黏聚力则随着孔隙水压力的增大而减小,且似黏聚力、孔隙水压和应变软化参数间的关系可用3次样条曲面进行描述。     

沈阳北站深基坑工程的变形监测与数值模拟分析

以沈阳北站综合交通枢纽Ⅰ区深基坑工程为研究对象,对基坑围护结构及其变形进行了现场监测,分析了基坑施工过程中围护结构的变形随基坑开挖深度和时间的变化规律。运用有限差分软件FLAC3D,对深基坑开挖支护的全过程进行了三维模拟,分析了基坑开挖后,围护结构的变形特性,并与现场监测结果进行了对比分析。数值计算结果与现场实测结果比较一致。可通过数值模拟研究深基坑工程的变形规律。     

考虑结构性影响的原状软黏土应力–应变特性真三轴试验研究

通过对营口原状软黏土和饱和重塑软黏土的真三轴试验,研究围压和中主应力系数对软黏土强度的影响。基于综合结构势理论,提出真三维应力条件下软黏土的应力比结构性参数,建立引入结构性参数的原状软黏土偏应力–广义剪应变关系式。研究结果表明:当固结围压先期固结压力时,原状软黏土偏应力–广义剪应变曲线形态表现为应变软化,体应变表现为剪缩特性;当固结围压先期固结压力时,其曲线形态表现为应变硬化,体积应变表现为剪胀特性;饱和重塑软黏土的偏应力–应变关系曲线则不受先期固结压力的影响,均表现为应变硬化型。软黏土强度都随着固结围压和中主应力系数的增大而增大。应力比结构性参数m_η随广义剪应变、固结围压和中主应力系数的增大而降低,其与广义剪应变呈显著的对数关系。将拟合得到的应力比结构性参数m_η引入到原状软黏土的q-ε_s曲线中,得到q/m_η-ε_s关系曲线,进而建立引入结构性参数的原状软黏土偏应力–广义剪应变关系式,其与试验结果具有较好的一致性,从而使原状软黏土q-ε_s曲线得到合理描述。     

采动影响下大跨度煤巷耦合支护技术研究与应用

 为解决多次采动影响下大跨度煤巷支护难的问题,以高家梁矿20108工作面回风巷道为例,通过分析工程地质条件和工程岩体特性可知,20108回风巷道属于应力扩容膨胀型复合地质软岩,确定力学破坏机制为IABCIIBDIIIDA复合型变形力学机制,提出采用锚网索带注耦合支护方案。基于FLAC3D数值软件,对锚网索带注耦合支护方案进行数值计算,计算结果显示,与无耦合支护对比,屈服区域显著缩小,顶底板和两帮变形都得到有效控制。现场监测煤巷围岩变形表明,多次采动影响下煤巷两帮变形速率大于顶底板,表明两帮变形速率控制着20108回风巷道的使用功能。研究结果表明,锚网索带注耦合支护在采动影响下大跨度煤巷支护中取得良好的支护效果,数值计算表明,采动影响下大跨度煤巷采用耦合支护技术是可行的;现场监测结果也验证耦合支护技术的有效性和可靠性。     

橡胶轻集料混凝土抗渗性能试验研究

为了研究橡胶轻集料混凝土的抗渗性能,通过渗透高度法和电镜扫描试验相结合的方法分析了橡胶集料掺量、粒径以及橡胶集料混凝土抗压强度和孔隙结构对混凝土渗透性能的影响.试验结果表明:在橡胶掺量相同时,橡胶粒径越大,橡胶混凝土抵抗渗透的能力越强;而在橡胶粒径相同时,混凝土的抗渗性能也随着掺量的增加而提高;橡胶轻集料混凝土的强度与抗渗性能之间的关系与普通混凝土区别明显,橡胶集料密实了混凝土孔隙结构,使得抗渗性能得到提高;建立了橡胶集料混凝土渗透回归方程,可以估算橡胶集料混凝土渗透高度值,对工程具有实际指导意义.