地下铁矿床灰岩顶板突水机理模拟研究

根据水和岩石间力的传递过程的基本理论,利用SURPAC生成的真实地质模型,运用FLAC3D模拟了真实矿体开挖、填充对顶板稳定性的扰动.结果表明:矿房顶板的拉应力、沉降和塑性深度都随开挖步的进行逐渐增加,在开挖完5层后,拉应力的影响深度为10 m左右;矿房顶板的沉降为9.2 mm;矿房顶板的塑性深度为25 m;最大孔隙水压力随开挖步的进行逐渐减小.此时矿房顶板和注浆灰岩顶板在扰动下的塑性区都还没有贯通,注浆灰岩的隔水性能够得到保证.     

青岛某隧道盾构法与矿山法施工交界处围岩快速加固方法与应用

隧道开挖遇到上软下硬地层等不良地质条件时，常采用多种开挖方法交替施工，不同开挖方法交界处的围岩若采用单一加固方式如隧道内超前注浆、洞内帷幕注浆等易引起隧道围岩的涌砂与塌方，甚至引起突水风险。本文基于青岛地铁某区间隧道围岩较为破碎且含水丰富等特点，提出了上软下硬地层、左右线地质条件差异较大以及地下水丰富(连通海水)等不良地质情况下盾构法与矿山法隧道交界处的一种安全、稳定且快速的加固方法。实践证明，该加固方式提高了围岩的力学性能，从而保证了隧道的安全施工，并减少了开挖引起的地面沉降。     

大直径泥浆护壁嵌岩灌注桩承载特性现场试验

以威海某高层住宅桩基工程为例,对3根大直径泥浆护壁嵌岩钻孔灌注桩(其中1根采用桩侧后注浆处理)进行静载荷试验分析其承载性能。研究结果表明:3根试桩承载力及沉降均满足设计要求。采用桩侧后注浆处理的试桩的桩身沉降及回弹量相比其余试桩减小幅度均超过29%。     

全长黏结GFRP抗浮锚杆界面剪切特性试验研究

针对在中风化花岗岩中不同直径、不同锚固长度的钢筋和GFRP抗浮锚杆,依托现场拉拔破坏性试验,首次利用三重光纤光栅传感器串同步测得GFRP抗浮锚杆杆体、灌浆体中央和第二界面(灌浆体与岩体界面)轴向应力、剪应力分布形式,并借助改进的位移测试装置获取了锚杆杆体和灌浆体的相对滑移量,研究GFRP抗浮锚杆的多界面剪切特性。结果表明:GFRP抗浮锚杆体系协同作用较钢筋抗浮锚杆效果较好,直径28 mm、锚固长度4.5 m的GFRP抗浮锚杆极限承载力达400 k N,上拔量小,能够满足工程需要。GFRP抗浮锚杆灌浆体最大轴向应力仅为1 200~1 800 k Pa,有效作用长度为1.5~1.8 m,且存在极大轴力衰减段;最大剪应力为160~260 k Pa,有效作用长度为1.8 m左右,应力集中明显。第二界面最大轴向应力值仅为灌浆体内1/6,也存在极大轴力衰减段,且有向下移动的趋势;最大剪应力值为灌浆体内1/3,有效作用长度在1.2 m左右。试验结果揭示了GFRP抗浮锚杆的力学传递机制,进一步明确了锚杆杆体与灌浆体之间的锚固特性和黏结性能。     

微风化泥质粉砂岩地基承载性状现场试验及数值仿真

以烟台莱阳某工程依托,对该工程的泥质粉砂岩进行了静载荷试验与FLAC~(3D)有限元分析。试验结果表明:其中1条p-s曲线有明显的比例极限,可依此作为泥质粉砂岩的承载力极限。而其它2条p-s曲线属于缓变型,均没有明显的比例极限,应取最大加荷值作为地基承载力极限值。p-s曲线图中可看出试验点的最终沉降量较小,反映了岩质较致密、压缩性小、承载力较为稳定,从而说明泥质粉砂岩是很好的持力层。通过FLAC~(3D)进行数值模拟所得结果与实测结果非常接近,从而表明采用FLAC~(3D)进行模拟泥质粉砂岩时是可行的。     

GFRP与钢筋抗浮锚杆承载特性试验研究

为深入了解GFRP锚杆的锚固特性,研究了GFRP抗浮锚杆代替传统钢筋锚杆用于地铁抗浮工程的可行性,以解决地铁抗浮中杂散电流对金属锚杆的锈蚀,满足永久性抗浮的要求。本课题组在前期对钢筋锚杆通过粘贴应变片进行杆体应力测试的基础上,又对植入光纤光栅传感器的GFRP锚杆进行现场拉拔试验,进一步研究GFRP锚杆的锚固机理与杆体应力分布。对比分析了钢筋锚杆与GFRP锚杆的破坏形态和杆体轴向应力与黏结应力分布规律的异同。分析认为:GFRP抗浮锚杆的破坏形态与钢筋锚杆有所不同,二者的轴力与剪应力的总体分布规律相似,但轴力和剪应力沿锚固深度的衰减速率和同级别荷载下相同深度处的应力水平有所差异;GFRP抗浮锚杆的锚固承载力可达到钢筋抗浮锚杆的水平且锚头位移可满足工程要求。     

考虑应力路径和加载速率效应砂土的弹黏塑性本构模型

 利用室内多应力路径平面应变压缩试验结果,分析和研究密实砂土变形和强度特征的应力路径和加载速率效应。试验结果表明：一方面,不可恢复体积应变和剪切应变都具有明显的应力路径相关性,因而在传统塑性理论中将其作为硬化参量存在不合理性;另一方面,砂土的应力–应变特性与加载速率的变化存在着显著的关系。加载速率效应与蠕变和应力松弛一样均是砂土黏性的外在反映,其最重要的特征之一是加载速率发生突变时,应力也发生相应的突变,并呈现出刚性很大、近似弹性的特性。对试验结果的进一步分析发现,一种修正的不可恢复应变能W ir*及相关的函数与应力路径不相关。将W ir*作为硬化参量,并在非线性三要素模型的理论框架下,提出一种基于能量的砂土弹黏塑性本构模型。该模型可以考虑应力路径、压力水平、固有各向异性、孔隙比等因素对砂土变形和强度特征的影响,以及应变局部化和加载速率变化所产生的黏性特性。将上述模型嵌入到有限元程序中,并对平面应变压缩试验进行模拟计算,验证模型的精确性。研究结果表明,与现有的砂土本构模型相比,所提出的模型能更好地模拟应力路径及加载速率变化对砂土变形和强度特征的影响。     

静压桩贯入特性室内模型试验研究进展

在静压桩的室内模型试验研究中,获得静压桩贯入机理有利于深入分析静压桩沉桩过程中贯入特性.目前静压桩室内模型试验主要分为两类:常重力场室内模型试验和离心模型试验.对静压沉桩贯入机理室内模型试验研究中的相似原理、常重力场及离心模型试验的研究成果和存在的问题、传感测试技术在室内模型试验中的应用进行介绍性总结和分析,并对其未来...     

玻璃纤维增强聚合物锚杆研究进展

岩土锚固是土木工程中一个非常重要的领域,锚杆作为其核心结构,受到了极大的关注。玻璃纤维增强聚合物(GFRP)锚杆与传统钢筋锚杆相比,具有更加出色的抗拉强度、不易锈蚀和介电性好等优点,在一定程度上能够节约工程成本,在越来越多的工程中得到了应用。本文对GFRP锚杆的发展历史、力学性能及耐久性等相关研究进程进行梳理和总结,讨论了GFRP锚杆研究和应用中存在的不足,并对GFRP锚杆未来的发展提出建议。     

双腹板工字型GFRP腰梁连接受力性能研究

为研究深基坑支护中双腹板工字型GFRP腰梁连接节点力学性能,针对GFRP腰梁的两种套筒式连接方法开展两点对称加载足尺试验,借助ABAQUS有限元模拟软件建立两种连接方法的三维数值模型,分析不同连接方法GFRP腰梁的受力性能,并以腰梁跨中截面为研究对象,揭示连接套筒与GFRP腰梁的横向变形规律,掌握不同连接形式GFRP腰梁构件的极限状态和破坏形式。结果表明,双腹板工字型GFRP腰梁承载力高,构件的稳定性好;采用内置式钢套筒连接构件变形较小,节点承载力更高,现场安装方便,能够实现基坑支护中腰梁构件的循环利用,是GFRP腰梁现场施工的合理连接方式。