超前地质预报在隧道施工中的应用

本文介绍了用地质雷达进行超前地质预报方法的基本原理,以坪子上隧道施工中超前地质预报为例,总结了超前地质预报的应用成果,为地质雷达在隧道超前地质预报中的应用积累了经验。     

桩锚支护黄土深基坑开挖稳定性分析

利用理正深基坑6.0软件和FLAC3D软件对桩锚支护形式下黄土深基坑开挖过程进行了稳定性计算和分析。理正深基坑6.0软件计算结果表明:开挖深度较小时,桩身以承受正弯矩为主,最大水平位移发生在坑壁最上部,随着深度增大,水平位移逐渐减小;开挖深度较大时,桩身上部承受负弯矩,下部承受正弯矩,最大水平位移发生在坑壁中部位置,越往两侧(上部和下部),水平位移越小;随开挖深度增大,桩身最大正弯矩和最小负弯矩绝对值逐渐增大,坑壁最大水平位移也逐渐增大。利用FLAC3D软件计算得到的坑壁水平位移随深度的变化规律与理正深基坑6.0软件得到的规律一致,但量值上要明显偏小。与实际监测结果对比显示,理正深基坑6.0软件计算得到的水平位移值整体偏大,FLAC3D软件计算得到的水平位移整体偏小,而监测结果处于两者之间。     

基于修正Peck法的隧道施工全地层变形规律研究

研究隧道施工引起上覆不同深度处的地层沉降变形对分析城市地铁隧道施工对邻近建(构)物的影响意义重大.考虑隧道施工地层扰动变形由下向上逐渐变形的特点,基于Peck法的沉降槽宽度与随机介质理论中地表影响半径关系,由下向上逐步分析隧道上覆各埋深地层的沉降变形;考虑各地层土性质、厚度和隧道半径对沉降槽宽度造成的影响,求得沉降槽宽度在地层各深度处的表达式;讨论了隧道上覆地层土性参数、成层土厚度和隧道开挖半径对地层沉降变形的影响,分析表明:地层的沉降槽宽度主要取决于该地层与隧道开挖面之间的覆土性质和厚度,与隧道半径也有很大关系;地层土的性质、厚度和隧道半径决定了地层的沉降范围,而地层损失决定了地层沉降量大小.隧道半径越大,沉降槽宽度越大;覆土的内摩擦角越小,沉降槽的宽度越小,地层沉降曲线越窄.     

浅变质板岩非定常开尔文模型研究

随着岩石蠕变特性在不同含水状态下试验研究的逐步开展,为了实际工程所需,应先提出能合理描述其蠕变规律的本构模型。为了准确描述浅变质板岩的蠕变行为,首先提出了一个新的非定常粘滞体元件,该元件的黏滞系数随时间不断发生变化。然后将该元件替换常规Kelvin模型中的定常粘滞体元件,建立了一种新的非定常Kelvin模型,并推导了模型的蠕变方程。最后基于浅变质板岩试样单轴压缩蠕变试验结果,采用曲线拟合的方法反演了非定常Kelvin模型和常规Kelvin模型的蠕变参数。通过对比试验曲线与拟合曲线发现:在不同应力水平下,相对于常规Kelvin模型,非定常Kelvin模型拟合曲线与试验结果更加吻合,说明该模型能够更好的描述浅变质板岩的蠕变特性,具有更好的适应性。     

校企合作培养城市地下空间工程专业人才的探索与实践

城市地下空间工程是一门理论与实践密切结合的新兴学科,目前各高校人才培养仍处于初期探索阶段,与企业需求脱节。西安建筑科技大学城市地下空间工程专业通过校企联合设立研究所、实验室、实践基地和网络平台等措施,利用高校教学资源和企业工程项目建立人才孵化池,充分发挥高校和企业各自的优势,从高校人才培养和企业发展需求出发,提出校企合作培养模式,学生可进入实践基地提高工程实践能力,企业员工可通过网络平台补充理论知识,实现学校和企业人才培养双赢的目的。文章分别从高校和企业角度分析了校企合作培养模式的可行性,结果表明,校企合作培养模式对高校教学改革和企业长期发展均具有重要意义。     

盐岩蠕变特性及其非线性本构模型

为了研究盐岩的蠕变特性,利用RLW-2000岩石流变试验机对盐岩试件进行了三轴压缩分级加载蠕变试验。试验结果表明:在围压一定的情况下,随着轴向应力增大,盐岩瞬时应变、蠕变应变以及蠕变速率等均随之增大,同时进入稳态蠕变阶段所需要的时间逐渐延长;等时应力-应变曲线显示,盐岩蠕变具有非线性特征,且其非线性程度与蠕变时间和应力水平有关,蠕变时间越长、应力水平越高,非线性程度越高。基于非线性流变力学理论,提出了一种非线性黏滞体,其黏滞系数是所加应力水平和蠕变时间的函数,将非线性黏滞体替换常规Burgers模型中的线性黏滞体,建立了可描述盐岩非线性蠕变特性的MBurgers模型,并根据盐岩蠕变试验结果,采用曲线拟合法对MBurgers模型的参数进行了反演识别。拟合曲线和试验曲线对比显示,两者吻合良好,误差较小,说明该模型可以描述盐岩的蠕变特性。     

微波炉法快速测定红粘土含水量的试验研究

对含水量的测定方法进行了分析比较,指出微波法具有广泛的应用前景,探讨了微波加热法的基本原理及试验过程,比较了微波加热法与标准烘干法试验数据,对微波炉法快速测定红粘土含水量的试验结果进行了回归分析,结果表明微波炉法测定红粘土含水量具有精度高、效率高的优点。     

城市地下空间工程专业学科竞赛建设的探索与思考

全国大学生学科竞赛是激发学生学习兴趣、培养学生创新思维、锻炼学生团队协作、提高学生综合素质及增加高校间学生交流的重要手段。城市地下空间工程专业于2002年由中南大学首先开办,是一个相对较新的专业,城市地下空间工程专业对应的学科竞赛举办时间也较短,目前仅举行了4届,虽然随着举办届数增加,参赛高校越来越多,但多数高校还没有形成系统的学科竞赛建设模式。为了充分发挥学科竞赛在人才培养中的作用,提高本科生学科竞赛水平,以西安建筑科技大学城市地下空间工程专业为例,分析了其学科竞赛的现状,提出依托省重点实验室建立统一管理系统,分析了学科竞赛的建设思路,最后讨论了学科竞赛对教学改革及人才培养的重要意义,以此为契机提高学生参赛水平,提升学科竞赛的影响力,充分发挥学科竞赛在人才培养方面的意义,为学科建设提供有力支撑。     

浅埋地铁隧道下穿高速公路施工方法比选

以贵阳地铁1号线下麦西隧道YD1K1+395～+505段下穿既有环城高速公路及高速公路交通涵洞施工为工程背景,采用Midas GTS/NX软件对该段浅埋隧道下穿高速公路及高速公路涵洞施工方案进行优化研究,分析了台阶法、CD法、CRD法和双侧壁导坑法四种施工开挖工法施工时隧道围岩的变形及运营高速公路路面的沉降变形特性;对比研究了不同施工方案引起的围岩塑性区及支护结构受力特性的变化.基于数值模拟分析的研究结果表明,下麦西隧道近距离穿越既有运营高速公路施工时,选用CRD法开挖对路面及隧道拱顶的沉降均可起到很好的控制作用,隧道支护结构的受力特性良好,施工中既有高速公路及隧道本身的稳定性良好.基于数值模拟分析确定了经济、合理的施工开挖方案及施工参数,跟踪施工进行的现场监测及与数值分析结果的对比分析表明了推荐方案的合理、可行性.贵阳地铁1号线下麦西隧道下穿既有运营高速公路及公路涵洞的工程实例为同类工程的建设提供了有意义的参考和借鉴.     

应力卸载过程砂岩应力波传播及衰减特性试验研究

由于岩体开挖卸载和原岩应力重新分布的复杂性,围岩体通常处于复杂的应力卸载环境中。为研究应力卸载过程砂岩应力波的传播及衰减特性,设计了长径比L/D≈65的条形试件,利用动静组合加载装置进行了不同轴向卸载应力下的小扰动撞击试验,测得了不同测点处的砂岩应力波信号,研究了不同卸载应力对应力波波形、纵波波速值、波峰的时空衰减规律、波峰及波峰衰减速率等的影响,并建立了经验规律模型。研究表明:砂岩是否具有卸载应力对应力波波形具有显著影响;随应力卸载,纵波波速呈“近似线性+非线性”衰减,波峰及其衰减率均呈指数变化;随距离和时间增加,波峰均呈指数衰减,且不同应力卸载阶段波峰的时空衰减具有不同敏感性;研究结果对爆破开挖条件下深部工程岩体稳定性分析提供了重要的理论参考。