管幕内顶进箱涵前端网格横截面尺寸确定

上海市中环线虹许路北虹路下立交工程是目前世界上在饱和含水软土地层中施工的横截面最大的管幕法工程。为保证在管幕内顶进大断面箱涵(前端嵌固钢板制网格框架)的施工过程中开挖面的稳定性,设计合理的网格横截面尺寸十分重要。根据对网格后端开挖面处的土拱效应分析,采用静力平衡条件与土体的剪切强度条件作为基本控制条件,并结合土体的自稳条件,给出了网格横截面尺寸的合理计算方法,以使网格横截面尺寸设计更加合理,最后以实例说明了具体计算过程。     

悬臂式挡土墙地震主动土压力计算方法

为确定悬臂式挡土墙立臂的地震主动土压力,针对墙后填土的5种可能失稳破坏模式,基于对数螺旋式滑裂面形态,采用极限分析上限定理与拟静力法推导了作用于假想坦墙背上的地震土压力合力;在此基础上,对坦墙背后滑楔体、立臂与坦墙背之间的土体分别采用斜条分与水平条分法,并通过土压力合力的上限解对坦墙背上的土压应力进行修正,进而求得立臂上的土压力分布。实例分析表明,立臂静土压力沿深度分布呈顶点位于下部的抛物线模式;地震土压力分布一般呈非线性递减模式,计算值与试验值有良好的一致性;两种工况下合力作用点分别位于立臂下半段与上半段。参数分析显示,水平地震影响系数、踵板宽度和立臂倾角的增加均使立臂中上部地震主动土压力显著增大;地震条件下增长踵板宽度会导致立臂受力增加。在强震条件下,本法得到的立臂土压力比铁路规范法的结果高出约9%～14%,立臂底端弯矩更显著高于规范法结果,规范法进行强震条件下悬臂墙的抗震设计可能偏于不安全。     

软土地层管幕-箱涵顶进工具管网格自平衡设计理论研究

目前,国外在软土地区箱涵顶进施工中均对箱涵顶进工具管开挖面前的土体进行加固,以保证在箱涵高度范围内的土体能够自立稳定。为降低工程造价,上海市中环线虹许路—北虹路地下立交隧道工程是世界上首次在软土地区采用不加固软土方法进行管幕-箱涵顶进施工的工程,为维持开挖面土体平衡,工具管网格的合理设计是工程成败的关键。以此工程为背景,从力学原理出发,利用网格内土体在稳定的前提下摩擦力与土压力始终平衡——自平衡原理,建立平衡微分方程,推导出工具管内土压力、土-钢板接触面正应力、剪应力随工具管长度的分布及衰减规律——指数方程,由此方程可解出维持开挖面稳定所需的工具管网格临界长度,并建立网格的长、宽和高之间应满足的定量关系。影响网格长度的主要因素有网格前的土压力、土与网格壁的摩擦特性和土体性质等,分析表明,网格临界长度随土压力的增大而增大,随摩擦系数的增大而减小,为对数方程,所建立的公式可为工程设计提供理论依据。     

硬岩边坡预应力锚索地梁坡体压力分析方法

由于在两个实际受力阶段坡体与地梁间的相互作用机理不同,硬质岩体边坡预应力锚索地梁上的坡体压力应分为锚索张拉阶段和工作阶段分别分析,提出在锚索张拉阶段可利用弹性半无限体理论近似分析地梁下的坡体压力,而在工作阶段则可用极限平衡法近似解析地梁下的坡体压力,分别推导了具体的简化计算公式,得到了两阶段预应力锚索地梁下坡体压力的分布模式及其影响因素,实例计算结果表明,对于两阶段分别提出的简化分析方法是较为合理的。     

红层堆积体地区坡体结构分类

广元到巴中高速公路沿线分布有广泛的红层堆积体高边坡。红层堆积体是红层地区一种特殊的坡体结构类别,不同堆积物形成的堆积体,特别是堆积体内含大量块石夹土或孤石的情况下,结构不均匀性非常明显,堆积体自身结构松散。块石土堆积体为主要的分布最广泛的堆积类型,但沿线三种不同类型的堆积地区均有其代表性堆积体结构:古滑坡地区以粘土层下卧块石土堆积体为主;岩堆地区主要为层状堆积体;而一般性堆积体地区广泛分布有块石土粘土夹杂大孤石堆积体。对红层堆积体坡体结构在不同堆积地区的详细分类,为进一步研究红层堆积体高边坡的破坏机理和致灾模式提供了初步依据。     

红层堆积体高边坡坡体结构及变形规律

 红层堆积体高边坡是红层地区一种特殊的边坡型式。广元到巴中高速公路沿线分布有广泛的红层堆积体高边坡,从红层堆积体的改造过程入手,根据地质条件复查,依据坡顶形态,将沿线的红层堆积体分成：M型、双M型和单侧型;按照土体类型和结构堆积型式分为：层状堆积体、块石土堆积体、黏土层下卧块石土堆积体和块石土黏土中夹杂大孤石4种类型。根据现场调查资料并辅以MIDAS/GTS有限元分析软件,详细分析4种类型的开挖变形破坏特征。所有堆积体均存在坡体浅表层局部滑塌,其中层状堆积体中主要以顺层整体牵引式滑动为主,而在块石土和以黏土构成的堆积体中则主要出现圆弧状滑动面和沿基岩方向的平面滑动。含有孤石的坡体变形和破坏型式,受内部孤石的大小和位置不同而变化明显。堆积体边坡的具体变形特征除与堆积体结构特征有很大关系以外,还要受到其下卧基岩面的形状、倾角等因素影响。地质复查和数值模拟的结果显示,红层堆积体高边坡变形特征和破坏型式也与红层软岩地区同样具有多样化的特点。对进一步分析红层堆积体高边坡病害模式和灾害机制提供基础,也为红层堆积体地区设计开挖支护方法的研究提供依据。     

管幕内顶进箱涵顶部管幕承载作用的分析

上海市中环线虹许路北虹路下立交工程是目前世界上在饱和含水软土地层中施工的横截面最大的管幕法工程。根据地面沉降限制要求,并按照以较缓慢速度顶进箱涵且开挖土体过程中前方土体滑动的极端不利情况分析了顶部钢管幕的承载作用,针对钢管不同部分的受力状况不同,主要按两端固定梁以及弹性地基梁2种模型分情况对钢管的不同部分进行计算分析,并对该工程的情况进行了具体的计算。结果发现在箱涵顶进过程中,管幕起到相当大的力学作用,上覆土体的重量有一定量被顶部管幕承担而不向其下面传递,有助于提供箱涵前端网格尺寸经济而合理的设计。     

非全长粘结型锚索锚固段长度的一种确定方法

根据对锚杆拉拔试验结果的分析及对锚杆与锚索锚固段受力差异的比较，提出了非全长粘结型锚索锚固段剪应力沿长度的分布模式，并讨论了剪应力分布曲线的特征点，得到了锚固段剪应力沿长度分布为在靠近锚固段顶端有最大值而其两侧则逐渐减小的单峰曲线，提出了确定锚固段长度的合理方法，即以锚固段最大剪应力不超过经过安全储备后的地层与注浆体间的粘结强度作为控制条件。最后，以工程实例说明了锚固段长度的计算方法。     

岩石高边坡工程中埋入式抗滑桩的应用

在说明岩石高边坡开挖工程中最下一级坡通常采用悬臂式抗滑桩结构的一些弊端的基础上,提出在桩前仍适当保留部分岩土体而形成埋入式抗滑桩结构,以改善桩身受力状况。对比分析了埋入式与悬臂式抗滑桩的优缺点,阐明埋入式抗滑桩应用的经济合理性。以工程实例说明埋入式抗滑桩的分析计算以及与悬臂式抗滑桩的具体比较情况,实践表明埋入式抗滑桩的应用有较好效果。     

边坡开挖应力场的近似解析解

分析了楔形体与开挖坡体模型之间的关系，阐明可以用平面应变条件下的楔形体理论分析开挖坡体的应力场，给出了确定边坡开挖应力场的弹性理论近似解析方法，指出在计算坡体每一步开挖后的应力场的过程中。主要需通过分析上一步开挖后的坡体应力场、本步开挖卸荷量来实现，由此在坡体自上而下分步开挖过程中每一步开挖施工完成之后相应的应力场都可以计算出来。最后以具体算例较为详细地说明了解析计算过程。