隧道中气囊阻漏的工作机理及模型试验研究

近年来,地下隧道工程发展迅速,在建设和使用过程中的突发事件也层出不穷。地下隧道常经过含水丰富的土层或岩层裂隙发育地带,因此容易发生渗漏或者涌水突泥的问题。为减少工程损失,需尽快将涌水区隔离,为进一步的处置争取时间。采用大尺寸橡胶气囊进行隧道挡水,是通过快充而膨胀的气囊与隧道内壁之间产生的摩擦力抵消水压力,将水阻隔在气囊一端,避免涌水面积扩大。本文假设气囊材料不可拉伸,内部气体满足理想气体状态方程,通过分析气囊的受力情况和边界条件,对气囊在充气过程中和一端有外力时的形状和受力特点试验和理论研究,得到气囊受到外压时整体形状和内部气压的理论公式,以及外压与内压的关系,提出气囊阻水的设计计算方法。通过模型试验对变化规律、公式和气囊失稳方式进行了对比分析,研究结果表明,隧道中气囊正常工作需同时满足3个控制条件:(1)一端的外压必须小于气囊的内压;(2)气囊的张拉力必须小于气囊材料的抗拉强度;(3)外荷载推力必须小于气囊与隧道壁之间的最大摩阻力。通过理论研究所得的气囊失效机理和内压增长规律与模型试验所得结果有较高的一致性,研究成果可作为隧道中大尺寸胶囊设计的依据。     

土性剖面随机场模型的平稳性和各态历经性验证

本文根据平稳的和各态历经的随机过程的基本概念及大量钻孔资料，提出了静力触探数据空间分布的平稳性和各态历经性检验的必要性及检验方法；讨论了相关函数形式的选择；通过大量计算比较了求解相关距离的各种方法；分析了相关距离这个概念的工程应用。     

工业废渣的分类

工业废渣的分类张建国陈环闫澍旺（天津大学水资源与港湾工程系，３０００７２）１前言工业的发展，尤其是冶金、煤炭、电力和化学工业的迅猛发展，使得人类面临着日益紧迫的工业固体废弃物处理问题。此问题不仅与环境工程有关，更在许多方面与岩土工程密切相关。因此，...     

天津港南疆吹泥围埝工程试验段的试验研究

对天津港南疆 1#靠船墩改建吹泥围埝工程的施工方案及可行性展开了深入的探讨 ,进行了一系列室内常规试验、编织袋填充模拟试验、离心机模型试验 ,对施工过程中编织袋的形状和可能受到的最大应力进行了分析验算。研究结果表明 ,只有塑性指数小于 10的粉土才适用于吹泥围埝的施工方案 ,土工编织袋受到的最大拉应力小于其抗拉强度 ,建成围埝的整体稳定性满足要求 ,表明这一施工方案合理可行     

筏板-桩-土相互作用的三维弹塑性有限元分析

通过无厚度的接触面单元模拟筏板–桩–土之间的非线性接触特性,同时采用Drucker-Prager弹塑性本构模型描述土的非线性特性,对桩筏基础进行了三维弹塑性有限元分析,得到了筏板–桩–土接触表面上法向应力和摩擦应力的分布以及桩周土体塑性变形发展情况。在此基础上,对筏形基础中筏板和桩的承载力分担比进行了分析。计算结果表明,随外荷载的增大,桩的承载力分担比增大,筏板的承载力分担比减小,但两者的变化幅度不大。     

开级配沥青表层（OGFC）路面施工技术的研究

结合开级配抗滑磨耗层（OGFC）沥青路面的试验研究课题，在室内目标配比及生产配比设计试验的基础上，通过邢台南二环试验路的铺筑确定了合理的施工工艺。文中在总结试验路施工工艺的基础上，分析了路面空隙率与渗水系数的关系，并介绍了施工工艺和质量控制方法，为今后OGFC路面的推广应用积累一些经验。     

渤海湾地基土随机场特性及可靠度分析

阐述了随机场理论在进行海洋结构物地基可靠度分析中的作用。利用渤海油田在多年开发和建设中积累的大量工程地质资料,开发研制了“海洋土地基可靠度分析系统”。运用该系统的强大数理统计和分析功能,综合理论和实测数据建立起渤海海域海洋土竖直和水平向土性剖面的齐次正态随机场模型,计算得到土性指标的方差折减函数,进而在可靠度分析中运用强度指标的空间平均方差进行可靠度分析,强度指标折减前后的可靠度分析结果表明随机场理论的应用对可靠度分析起到了重要的作用,经过折减的土性指标的变异系数明显较小,从而使可靠度分析的结果接近工程实际。     

砂土对埋设管线约束作用的模型试验研究

屈曲剧变是海底管线失稳破坏的重要形式之一。运营中的高温、高压是导致海底管线发生屈曲剧变的直接条件,而地基土体对管线的约束作用是导致管线屈曲的根本原因。研究表明地基土对管线作用力的大小决定着管线发生屈曲变形的形态。采用取自渤海湾的细砂进行了室内管土相互作用试验,研究不同直径、不同埋深的管线竖直向上运动、水平向运动以及轴向运动时土体抗力的发挥过程。试验结果表明土抗力的发挥过程与管线的埋置率有关;埋深相同的管线水平向运动时受到的抗力比竖直向运动时大2倍以上;结合试验结果提出了适于计算渤海湾砂土地基对埋设管线约束力的经验公式。     

基于CEL方法对拖锚过程的数值分析

船锚的正常工作关系到船舶的安全运营,锚在底质中运动规律的研究一直吸引着众多学者,由于锚在土中的拖动过程中时刻发生着土的大变形和破坏,涉及到材料非线性、几何非线性及接触非线性等诸多力学问题,通过解析的研究手段很难准确地分析拖锚过程。笔者采用霍尔锚进行了物理模型试验,通过模型试验测试了拖锚过程运动特性和锚的姿态变化,采用耦合的欧拉-拉格朗日方法(CEL)建立了拖锚过程的计算分析模型,对模型试验进行模拟。通过计算得到了拖锚过程中锚的姿态随拖锚距离的变化,给出了锚的入土深度随水平位移的关系,计算结果与试验结果较吻合,验证了该分析方法在分析拖锚问题上的合理性。该方法可用于拖锚过程的研究和相关设计。     

吹填土真空预压的室内模型试验研究

围海造陆形成的陆地是由含水量在80%以上的超软土形成。随着围海造陆的发展,吹填区底面标高越来越低,吹填土厚度由原来的2m达到现在的10m左右,使真空预压法进行地基加固时发生很大的压缩变形。在现场真空预压检测过程中发现土体加固后表面十字板强度可以达到40kPa左右,但地表3～4m以下土体十字板强度只有10kPa左右。通过超软土真空预压室内模型试验发现加固后由于超软土发生很大的压缩变形,使排水板发生了很大的扭曲变形,甚至发生局部折断现象,导致排水板失效或效率降低,从而使土体加固效果欠佳。在模型试验过程中对孔压、真空度和土体表层的沉降进行了观测,对加固后土体的含水量和十字板强度进行了测量。研究成果为探索更有效的加固深厚吹填土方法提供了依据。