无粘结环锚预应力衬砌锚具槽布置方式对比研究

无粘结环锚预应力衬砌锚具槽是整个预应力衬砌受力的关键部位,其位置的选择对于整个预应力衬砌受力和安全而言至关重要。结合引松供水工程有压输水隧洞无粘结预应力衬砌结构,采用等效荷载法和实体建模相结合的方法进行Flac3D三维建模,对锚具槽单排和双排布置时的衬砌关键部位受力情况进行了分析。计算结果表明:(1)无粘结环锚预应力衬砌的下半环因锚具槽的影响,会存在局部预应力缺失和分布不均,而单排锚具槽布置能减小衬砌预应力的不均匀性。(2)锚具槽及附近区域是预应力衬砌的薄弱区,衬砌拉应力区主要分布在锚具槽环向的临空面附近,衬砌受压最大区域分布在相邻锚具槽之间。(3)双排锚具槽布置型式抗超载能力优于单排锚具槽布置型式。     

夯实水泥土桩桩身固化效果研究

目前国内广泛应用于夯实水泥土中的固化剂是水泥这一单一组分,这样就远不能满足实际工程的需要。主要原因有:水泥成本较高,而且在生产过程中要消耗大量的资源与能源,同时造成严重的环境污染;仅用水泥单一组分作为固化剂,并不能充分发挥水泥的固化作用。由于夯实水泥土孔隙中几乎没有自由水,固化剂形成水化物的过程可能不再是通过液相进行的溶解-扩散-析晶过程,而可能发生固化剂中各组分及土中活性组分在原位局部发生反应,这将导致夯实固化土的结构形成独特的硬化机理。本文在最优含水量条件下研究了工业废渣替代水泥作为新的固化剂材料的固化效果,使设计出来的固化剂加固土强度不低于同掺量的水泥加固强度,而其造价则低于相同加固效果的水泥加固。     

山区机场高填方地基填挖交界处理技术研究

削峰填谷高填方机场工程建设中,存在大量高填方填挖交界区域,地基处理不当易出现不均匀沉降,导致高填方机场道面在填挖交界沿线出现断裂破坏。以西北某山区高填方机场工程为例,采用挖方区缓坡过渡段、交界处两侧强夯处理、土工布(格栅)和土工格室加筋处理等填挖交界地基处理技术,对该机场高填方填挖交界区域进行地基处理,并设置沉降监测点。沉降监测数据表明,经过半年自然沉降后,该高填方填挖交界处的沉降量满足规范和设计要求。     

无黏结曲线锚索式预应力衬砌结构数值建模方法研究

无黏结曲线锚索式预应力衬砌结构是有压水工隧洞采用的一种新型衬砌型式,因结构体系受力机理较复杂,造成结构设计存在困难。为此,本文首先根据无黏结曲线锚索式预应力衬砌结构受力特征分析其数值建模的关键点;然后,提出相应的建模方法：通过设置接触关系实现模拟围岩对衬砌不同的约束作用,利用等效荷载和实体模型相叠加的方法模拟锚索变化的预应力状态,采用梯度荷载分段施加方式模拟预应力损失的非线性分布;最后,基于有限差分软件FLAC3D,以小浪底有压排沙洞为工程案例建模分析,选取衬砌变形、衬砌局部和整体预应力效果、受力最不利位置和衬砌薄弱环节潜在破坏特征等最能反映预应力衬砌结构力学特性的四个方面,将数值计算结果与监测数据对比分析,验证了本文建模方法的正确性。研究表明,本文提出的建模方法原理明确、建模快捷、结果可靠,对工程设计具有指导意义。     

无黏结环锚预应力混凝土衬砌张拉工艺研究

依托吉林省中部城市引松供水工程无黏结环锚预应力混凝土衬砌现场原位试验,对预应力衬砌张拉工艺进行了优化研究,提出了以单个衬砌浇筑块中部锚具槽为起点,两排锚具槽同时向两端进行张拉的张拉顺序,并根据张拉试验总结了4个张拉质量控制指标。现场张拉试验表明:优化后的张拉工艺与小浪底排沙洞工程相比,张拉效率得到了大幅提高,具有较大的经济效益。4个张拉质量控制指标不仅可以保证张拉质量,而且指标均可量化,实际操作简便易行,可为引松供水工程环锚衬砌后续施工及今后类似工程提供重要参考。     

无黏结预应力环锚衬砌力学特性原位加载试验研究

新型无黏结环锚衬砌具备预应力损失低、薄弱区小、施工便捷等优势,但因结构复杂致使力学特性不明确,阻碍了其广泛应用。依托引松工程总干线压力隧洞,开展了首次预应力环锚衬砌大型原位加载试验,明确了内水压加载过程中衬砌预应力重分布特征,揭示了环锚拉力、钢筋应力以及锚固应力损失变化规律,并探讨了围岩和环锚衬砌联合承载作用。原位试验表明:环锚衬砌整体预应力分布均匀,高效地利用了锚索高强抗拉性和混凝土抗压性,常规钢筋作用极小,因而整体可不配筋或仅构造配筋;锚具槽背后混凝土预应力稍薄弱,是高内水压作用下结构潜在破坏区域,但内水加载过程中衬砌环向、纵向预应力值趋于一致,将有效减缓预应力薄弱部位开裂倾向;环锚衬砌具备优越的抗拉和抗渗性能,可不依赖于围岩条件而独立承载,也可利用围岩部分承载以降低预应力设计值或增加结构安全裕度,它能为覆盖层薄、地质条件差且内水压力高的大直径压力隧洞长期存在的支护难问题,提供解决新途径。     

机场高填方边坡下人工窑洞群地基处理技术研究

以某机场高填方工程为例,对该不良地质形式,提出了"充填窑洞+开挖覆土+强夯"的处理方法,并总结了具体施工技术要点。开展了地基强夯处理试验,提出了强夯施工技术参数。对夯后地基进行了承载力和压实度指标评价,夯后地基的稳定性和密实度明显提高,满足各项设计要求。对强夯后的地基处理效果进行了试验检测,荷载试验、密实度试验和面波试验结果均表明,采用"充填窑洞+开挖覆土+强夯"工艺进行施工后,地基物理力学参数满足设计要求,地基处理取得了良好的效果。     

无粘结环锚预应力混凝土衬砌应力状态分析

无粘结环锚预应力混凝土衬砌是有压水工隧洞采用的一种新型衬砌型式,由于衬砌结构组成体系复杂,导致其内部应力状态分布极为复杂,且在不同工况下受力会发生显著变化。为了解该结构在施工期和运行期的受力状态,并及时掌握衬砌安全状况,对小浪底排沙洞环锚预应力衬砌张拉期和运行期的应力状态进行了研究。采用等效荷载法和实体建模法相结合的方法建立数值模型,通过对应力状态计算和应力状态现场实测值进行对比,明确了不同工况下预应力衬砌受力状态。研究结果表明,小浪底排沙洞环锚衬砌在张拉期和运行期预应力状态都处于安全范围。研究结果对无粘结环锚预应力混凝土衬砌的设计、施工具有重要参考意义。