TBM净掘进速度预测模型发展现状及参数分析

TBM净掘进速度预测模型能为隧道施工方法选择、施工进度安排和成本估算提供科学依据。本文对国内外32个典型模型开展参数定性和定量分析。根据各模型建模原理可将参数输入过程划分为按逻辑和组合关系输入、作为修正参数输入、直接输入参数三种类型。评价TBM掘进速度的岩体参数以单轴抗压强度、岩石质量指标、隧道与结构面夹角和岩石脆性指数居多,机械参数主要是单刀推力和刀盘转速。通过调整岩体工程特性关键参数影响区间以及引入机械参数,可将钻爆法岩体分类(RMR、RSR、Q_(system))应用到TBM净掘进速度预测。模型参数选取需要权衡简易性和准确性,参数太少虽然简易但影响预测精度,参数过多会导致实际操作繁琐而不利于工程广泛应用。参数选取合理、组合恰当以及权重分配符合实际是净预测模型准确可靠的关键,随着对掘进过程和破岩机理的深入理解,开展与岩-机作用相关的新评价参数研究将是未来发展趋势。     

正明大厦加固改造设计

高层建筑结构一些楼层大幅度增加使用荷载后,结构加固改造将涉及诸多复杂技术问题。本文通过一工程实例介绍了板加固后的新旧混凝土界面抗剪、板顶负筋锚固,梁加固纵筋锚固、抗剪箍筋的设置方法,节点的处理,抗裂等技术措施,可为同类工程实践提供参考。     

高温对玄武质凝灰岩力学性能的影响及其机理分析

研究选取四川得荣县的玄武质凝灰岩为研究对象,按照固定围压200 MPa,实验温度为200℃～800℃开展高温高压实验,取得7个样品的实验数据。通过对实验数据的分析可知,在围压一定,实验温度不断升高的条件下,岩样的弹性模量和屈服强度都不断降低,当实验温度达到700℃,岩样变形主要以流变为主。实验温度400℃是岩样力学性质发生显著变化的临界温度。通过对实验后样品的成份分析可知,当实验温度超过400℃后,岩样中的黏土矿物含量随着温度的升高而降低,而斜长石和方解石的含量在不断升高,当温度超过500℃以后,岩样中出现了新的矿物——橄榄石;岩样的电镜扫描结果显示,在400℃之前,岩样内基本没有明显的微裂隙,但是当温度达到700℃和800℃时,岩样内出现明显的部分熔融现象,温度越高,部分熔融现象越明显,而且在800℃时,出现明显的矿物重结晶现象。微观的结构及成份的变化导致了宏观的物理力学性能的显著变化。本次实验研究结论与前人研究成果较为一致,但是从物质成份和样品微结构方面对岩石力学性能对高温响应的机理进行了初步解释。     

边坡锚固与加固协调作用机制研究

边坡与边坡加固措施是相互作用的,这种相互作用使得加固措施的协调分担机制变得十分复杂,很难通过常规数值计算确定。提出一种基于现代数值模拟技术,通过构建一种失稳状态下的边坡算例,并对其进行加固措施模拟的方法解决这一难题。研究预应力锚固、抗剪洞2种加固措施独立及不同组合条件下的协调分担机制,进行综合加固措施的优化组合研究,在此基础上提出综合的边坡加固设计方法。     

高压富水地层水工隧洞衬砌外水压力确定与应对措施

针对高压富水地层外水压力带来的衬砌设计难题及安全稳定问题,整理分析了多个实际工程外水压力监测成果,结合室内模型试验,研究论述了水工隧洞衬砌外水压力与所赋存环境岩体地下水活动状态以及衬砌排水能力间的关系;为解决采用传统复合衬砌可能存在的底板外水压力较大的偏压问题,提出了一种新型复合衬砌结构型式,并从控制渗流量及外水压力角度,对富水地层水工隧洞渗控设计标准进行了探讨。结果表明：水工隧洞衬砌外水压力主要受衬砌排水系统排水能力控制,同时与所赋存环境岩体地下水活动状态相关,依照规范中推荐方法确定外水压力具有明显不足;所提出的新型复合衬砌结构型式,可有效解决由于排水孔降压范围有限、底板外水压力较大导致的偏压问题;建议采用复合衬砌结构的水工无压隧洞允许排放量选择为3.0m3/(m·d),衬砌外水压力不超过0.5MPa,设计中可依据该标准确定排堵水结构相应参数。研究结果可为富水地层水工隧洞外水压力应对措施的选择提供技术支撑。     

水岩分算隧道衬砌外水压力折减系数取值方法

针对如何确定水岩分算时隧道衬砌外水压力折减系数问题,结合已有隧道规范中地下水处理的规定及外水压力折减系数经验取值方法,从地下水渗流作用出发,基于地下水水力理论,推导了地下隧道渗水量和复合衬砌结构外水压力折减系数理论求解公式,揭示了灌浆圈、初期支护、二次衬砌渗透系数及灌浆圈厚度等参数的变化对隧道渗水量和衬砌外水压力折减系数的影响规律。在此基础上提出了不同衬砌类型外水压力折减系数取值所应注意的问题及相应的取值方法。研究结果可为隧道工程的防排水系统设计提供借鉴和参考。     

高层建筑框架梁柱节点附近裂缝防治

介绍了高层建筑的框架结点处 ,经常出现柱混凝土强度等级比同一层梁板混凝土强度等级高的情况 ,拆模后发现少数楼层在梁柱节点处高低强度等级混凝土交界附近出现微细裂缝 ,只要采取的措施到位 ,精心施工 ,梁柱结点高低强度等级混凝土交界处附近的裂缝完全可以得到避免。     

堰塞坝水力驱动溃滑过程模拟方法研究

为评估堰塞坝安全,需要分析其受水力驱动溃滑导致的溃决变化过程。传统的分析方法或没有运用极限平衡法,或认为溃滑过程中其滑裂面倾斜角度不变,或没有考虑孔隙水压力。实际中,堰塞坝水力驱动溃滑过程是一个需要由极限平衡理论解决的问题。通过采用岩土工程中圆弧形式的边坡稳定分析方法,考虑孔隙水压力影响,运用总应力法和有效应力法模拟堰塞坝不断溃滑的过程(包含溃口横向的不断扩展过程及其垂直下切过程);开发DBS–IWHR的电子表格分析堰塞坝溃滑过程,该电子表格已被耦合到溃决洪水分析电子表格DB–IWHR,用于分析其受水动力驱动溃滑导致的溃决洪水变化过程。结果表明:1)DBS–IWHR提出确定堰塞坝水力驱动溃滑过程的模拟步骤:确定特定圆弧滑面的安全系数FS;在各种可能的滑裂面中,确定与最小安全系数Fm相关的临界滑裂面;确定与Fm=1相关的坡脚失稳的临界深度;连续溃滑过程的模拟。以上过程只需手动4步即可进行溃滑过程模拟,基于VBA编制的程序具有良好的交互性,利于读者和使用者进行矫正和二次开发。2)选取唐家山案例,分析了水动力驱动溃滑过程及溃决洪峰流量过程,其洪峰为6 500 m~3/s,溃口宽度为150 m;预测的溃决洪峰流量为7 610 m~3/s,溃口宽度为139.6 m。预测值与实测值的误差在允许范围内,验证了改进的水力驱动溃滑过程模拟方法的可靠性。     

高内水压力隧洞钢筋混凝土衬砌裂缝控制标准

高压水作用下水工隧洞衬砌开裂难以避免,透水衬砌设计关键是确定衬砌与围岩联合承载条件下的钢筋混凝土衬砌结构受力特征和裂缝控制标准。本文基于压力隧洞衬砌裂缝起裂和扩展特点,分析了传统裂缝计算公式及以数值仿真计算方法的工程适用性,并针对衬砌的主要设计参数进行了裂缝宽度敏感性分析;通过裂缝控制标准解析、数值仿真及工程实际量测的结果对比,提出了衡量衬砌裂缝控制标准的关键依据。研究结果表明,尽管实测裂缝宽度往往大于限裂标准,但多数工程仍正常运行,现行国内外规范的裂缝控制标准过于苛刻,降低了支护结构材料的利用效率,应建立与工程实际相符合的裂缝宽度控制标准。兼顾压力隧洞的工程安全与经济效益,较合理的混凝土衬砌配筋率接近0.9%,衬砌厚度接近800 mm,裂缝宽度控制标准增加至0.35 ~ 0.5 mm。