山区机场高填方边坡桩–锚–加筋土组合结构协同工作性能优化研究

山区机场高填方边坡的变形失稳是目前机场研究的热点和难点,特别是边坡治理联合支挡结构的协同变形工作机能是当下尚未解决的难题之一。以攀枝花机场12~#高填方为例,基于原设计锚索–抗滑桩–加筋土挡墙治理方案,运用BIM技术进行模型设计,达成三维可视化分析。以后排桩顶部增设垫层优化为研究对象,结合有限元计算,开展试验研究,对比分析垫层对控制填土内部塑性协同变形发展及综合支护体系的影响。研究表明:(1)将勘察数据等场地基本岩土工程参数和信息概化整合进BIM模型,不仅实现地质勘查最可能的接近现场实际,确保地层参数的科学性和准确性,而且有效解决了任意断面剖切设计计算的困扰,达成了复杂条件下空间碰撞检测的效果。(2)因后排抗滑桩与填土刚度不匹配,导致高填方情况下在填土内部形成从桩顶延伸至坡面的塑性剪切带,影响填土内部的稳定性、出现沉降差异,而垫层优化设计很好地解决了变形不协同的难题。(3)垫层对体系的影响主要体现在抗滑桩的性能发挥上,前排桩对垫层的整体响应更加敏感,设计宜鼓励增设垫层,强化后排桩剪力设计。(4)随着填土填筑高度的增加,加筋土部分表现外部稳定性问题,非加筋土表现为沉降问题,后排桩的存在加剧了坡体的外部变形可能性,刚度不匹配问题成为焦点。     

岩石流变扰动效应试验及其本构关系研究

 深井软岩条件下的巷道围岩流变变形较大,且对扰动作用十分敏感,由扰动作用引起的变形不可忽略。提出岩石强度极限邻域、岩石流变扰动效应等岩石力学新概念,得出岩石处于强度极限邻域范围内时,扰动效应具有显著作用。研制岩石流变扰动效应试验仪,进行岩石流变及其扰动效应试验。试验测试岩石在其强度极限邻域内的恒定轴向荷载作用下,对岩石试件进行扰动荷载冲击扰动,得出不同蠕变阶段具有的扰动效应,绘制不同蠕变阶段的扰动次数–累积变形曲线。根据试验成果,分析岩石蠕变扰动效应的影响因素,建立蠕变不同阶段扰动作用条件下在的岩石本构方程。     

底板突水危险性评价专家系统及应用研究

 矿井底板突水危险性评价涉及到水文地质、工程地质、开采条件及岩石力学等诸多因素,是一个复杂的理论与技术问题,底板突水危险性评价专家系统正是针对这一难点,将底板突水领域专家经验和理论成果等与计算机人工智能技术相结合,采用突水系数法和突水优势面两条推理途径,提出并运用典型突水案例加权类比的推理策略,初步具备了底板灰岩岩溶发育状况与隐伏断裂构造的预测功能。系统建立内容较为丰富的典型突水案例、专家经验、突水研究理论成果和防治水措施等四类知识库,能够对矿井是否会发生底板突水、突水点位置以及突水类型等做出预测与评价,并具有较强的咨询功能。应用该系统进行实际突水案例的模拟分析,评价结果与实际情况吻合较好。底板突水危险性评价专家系统将对矿井底板水害防治具有一定的实用价值。