非饱和重塑与结构性黄土等向压缩试验离散元分析

为了研究非饱和重塑与结构性黄土在等向压缩条件下宏微观力学性质,进行了等向压缩室内试验的离散元数值分析。运用本团队提出的非饱和结构性黄土三维胶结接触模型,根据室内真三轴试验标定三维接触模型参数,进行了非饱和重塑与结构性黄土的等向压缩离散元模拟,并与室内试验结果进行了对比,在此基础上分析了其宏微观力学机理。结果表明:离散元模拟结果能较好的定性反映黄土的力学特征,非饱和黄土的孔隙比随平均应力先缓慢下降,后在屈服压力附近开始过渡到快速下降;胶结接触在达到某阈值平均应力时开始发生破坏;胶结开始发生大量破坏的阈值与压缩曲线上的结构屈服应力有很好的对应关系。     

机械法联络通道T接部位受力特性及弱化分析

机械法联络通道T接部位受力复杂,安全问题突出。提出了一种联络通道管片及洞门结构,采用ANSYS有限元软件建立了机械法联络通道T接部位数值计算模型,分析了在15 m埋深条件下,切削洞口为不同强度的正线隧道的变形及受力情况。研究结果表明：随着切削洞口强度降低,正线隧道位移最大值和洞口管片位移增大,隧道应力最大值有所增大,但影响不大。管片开洞后,洞口中心上下的管片位移最为危险,需做加固处理。连接处的受力主要由螺栓承担,需要特别关注洞口管片之间螺栓连接的安全性。研究结论可为机械法联络通道设计及安全施工提供参考。     

岩石隧道塑性位移新解

 在统一强度理论和弹脆塑性模型的基础上,考虑塑性区围岩弹性模量的变化、中间主应力效应、围岩应变软化和剪胀等影响,推导了深埋圆形岩石隧道塑性位移新解。文中的隧道位移新解具有广泛的理论意义,可根据具体工程实际情况,进行多种合理选择。经工程算例分析可知,由塑性区半径相关的弹性模量计算得到的位移处于上、下限之间,反映了隧道开挖卸荷扰动影响的距离变化,更符合隧道变形真实情况,并得出统一强度理论参数和剪胀特性参数对塑性区位移的影响规律。研究结果表明：隧道塑性区位移受中间主应力、围岩剪胀特性和塑性区弹性模量的影响显著,三者相互影响,共同作用。     

爆破作用下隧道围岩损伤红外热像分析

隧道在爆破荷载作用下的温度变化会使围岩遭受温度应力集中效应,造成围岩结构损伤,使隧道光爆成型质量差,如何避免围岩缺陷对隧道光爆成型质量的影响亟待研究与解决。以成渝高铁某隧道工程为背景,基于红外热像原理,对隧道掌子面光爆红外热像进行实验设计,从不同部位的节理裂隙岩体的红外温度异常区域的温度分布、温度变化范围等方面对围岩缺陷进行判断,分析其分布规律。研究结果表明:掌子面岩石具有明显的高温条带与低温区域相间的辐射温度场,节理裂隙处红外温度较低,岩石突变处红外温度较高;掌子面岩石破裂过程中红外温度异常,主要表现为阶梯状交替升降温,并明显出现高温区和低温区。研究结果可为隧道光爆炮孔布置、装药参数设计、围岩稳定性评价提供一定的科学依据。     

软黏土地基沉降的时变效应对超高层建筑结构内力的影响

软黏土地基沉降具有时变性,其规律被广泛认知。随着超高层建筑的大量兴建,工程师对超高层建筑与地基基础共同作用问题越来越重视。从地基沉降的时变性出发,综合考虑地基沉降的时变效应与地基-基础-上部结构共同作用的耦合问题,以时间切片的形式进行共同作用分析,提出了考虑地基沉降时变效应的共同作用计算方法,经初步分析得到地基沉降的时变效应对超高层建筑结构关键构件内力的影响。对软土地基上高500 m的超高层结构的分析结果表明,地基沉降的时变效应对上部结构的影响仅限于中低层区;其对巨柱、核心筒轴力的影响较小,轴力最大增、减幅值仅约为5%,在工程实践中可以忽略不计;但其对伸臂构件的影响较大,尤其是斜腹杆最为明显,其内力最大增幅可达200%,在工程实践中应给予重视。     

上海长江隧道抗浮模型试验与理论研究

饱和软土盾构隧道施工中,对于刚脱出盾尾的隧道经常会出现局部或整体上浮,隧道直径越大、覆土越浅,上浮现象越为突出,表现为隧道错台大、螺栓被剪断乃至轴线偏位,影响到隧道的稳定和施工质量等,传统抗浮设计未能考虑处于时变特性单液浆中隧道的浮力动态因素,现行相关设计规范也没有对隧道抗浮设计和施工措施做出明确的规定。文章首先介绍了上海长江隧道抗浮模型试验与结果,确定了超大直径隧道动态上浮力,以此为基础提出了隧道上浮稳定机理,并建立了盾构隧道上浮计算的理论模型,据此进行了上海长江隧道抗浮验算,并提出了相应的抗浮技术措施。     

盾构穿越桥梁桩基的托换及除桩施工技术研究

在上海轨道交通10号线溧阳路站~曲阳路站区间隧道的施工中,当盾构在推进至四平路沙泾港桥位置时,将不得不从桥梁的桩基中穿过。由于桩的入土深度已经贯穿了整个隧道断面,导致必须对桩基进行拔除或切断等处理。由于四平路为上海市交通干道之一,交通量大且地位重要,不允许使该桥所承担的交通量受到影响。同时,该桥周围为密集住宅小区,施工空间有限,因此工程风险较高、难度很大。为了保证施工中旧桥的功能发挥的同时,去除影响盾构向前推进的障碍物,本工程采取扩大板式基础托换及除桩工法,以此做到社会影响小、施工周期缩短、降低造价并达到优质工程的目的。     

软土地基真空预压加固的有限元分析

以平面应变比对固结理论为基础,通过比较前人研究成果,选择考虑竖向排水体涂抹效应的砂井地基等效计算方法,根据真空预压加固软土地基的机理,运用有限元分析,提出一种真空预压计算方法。由于真空预压过程中地下水头将降低,因此在计算中采取降低地下水头的方式等效模拟地基表面施加的的真空度。结合工程实例给出算例,对该方法的可靠性进行研究。通过将计算结果同实测资料进行对比,验证了该方法的准确性。     

膨胀土滑坡与工程边坡新型防治技术与工程示范研究

中国膨胀土分布十分广泛且与人类活动密集区高度重叠。由于其胀缩性、裂隙性与超固结性（“三性”）特征,膨胀土极易受气候变化和工程活动影响而诱发滑坡灾害。然而,传统的防治技术无法适应具有“三性”特征的膨胀土滑坡与工程边坡治理要求,导致滑坡屡治不止,成为工程“癌症”。“十三五”国家重点研发计划项目“膨胀土滑坡与工程边坡新型防治技术与工程示范研究”紧扣膨胀土的“三性”及其互馈作用,揭示了膨胀土滑坡和工程边坡的失稳机理与关键致灾因子,突破了膨胀土边坡多场信息监测与滑坡灾害早期预警技术,研发了“表-浅-深”一体化的膨胀土边坡韧性生态防护技术,形成了膨胀土边坡防护工程健康诊断方法与快速修复技术,初步集成了膨胀土边坡生态防护综合技术体系并实施工程示范三处。项目研究成果为膨胀土滑坡与工程边坡防治提供了新理论、新技术和新工法,社会、经济和环境效益显著,应用前景广阔。     

砂雨法试样制备平行试验研究

在中国各类基础设施大规模、高速度建设的历史背景下,岩土工程学科也面临空前的机遇和挑战,以岩土离机为代表的大型试验装备也得到迅速发展,为理论研究、实践指导提供了十分重要的研究手段。为推动我国离心模拟技术标准化及在实际工程中的应用,扩大离心模拟技术在工程界的影响力,开展了全国岩土工程离心模拟的平行试验,试验内容包括砂土模型地层的制备、桩基础承载力以及边坡稳定共3大类试验。介绍的是采用砂雨法制备砂土地层的相关试验成果,共有8家单位参与了此项研究工作。试验材料采用福建标准砂,出砂头采用圆筒网眼式或者线型鸭嘴式,落砂装置各单位自备。试验结果分析得到落距-相对密实度标定曲线,并设定土体目标相对密实度（55%和75%）,验证曲线的可靠性;同时考察制备模型地基的相对密实度在空间上的均质性,并对出砂头的类型及孔径大小、流量、出砂头水平移动速度对相对密实度的影响做了初步探讨。