马普托大桥北锚碇半成岩基岩原位试验研究

马普托(Maputo)大桥是莫桑比克首都马普托市跨越马普托湾的第一座跨海大桥,大桥北侧(Maputo)侧锚碇为重力式锚碇,锚碇基底基岩为第三纪泥岩(半成岩)。通过现场承载力及摩阻力试验,研究了锚碇基底半成岩的地基承载力及基岩-混凝土胶结面的抗剪强度,试验结果表明,锚碇基底半成岩承载力及摩阻力均满足设计取值要求。     

龙潭长江大桥北锚碇设计与施工

以龙潭长江大桥为工程背景,介绍了北锚碇构造设计、结构分析与施工方案等;针对锚碇基底持力层为弱胶结含砾砂岩(半成岩),开展了现场原位深层载荷板试验及锚碇基础选型与变位研究专题,解决了半成岩地基承载力深度修正问题。成果直接应用于施工图设计,显著减小了基础规模,创造了良好的经济效益。     

滨海半成岩区域锚碇基底承载力试验及加固方案研究

重力式锚碇基础依靠巨大的自重来保证锚碇基础的稳定性,因此基岩的承载力对于重力式锚碇基础整体稳定性至关重要。半成岩是呈半岩半土状的特殊岩石,不仅极软,而且具有比较特殊的工程特性,目前对半成岩承载特性的研究很少。依托非洲Maputo大桥Katembe侧锚碇基础工程,针对基底范围内半成岩风化程度及力学性质差异明显的情况,在锚碇基底进行SPT,CPT,平板载荷等原位试验,依据试验结果确定基底不同区域微~中度风化细砂岩和砂状细砂岩的承载力及软弱层的分布范围,制定出"素混凝土钻孔灌注桩+换填"的加固方案并分别验算了承载力,为锚碇基底加固设计提供可靠的数据支持,为工程安全提供了坚实基础。     

涛源金沙江大桥重力锚碇岩基原位试验研究

在建大永二期涛源金沙江大桥属华丽高速公路大理连接线(丽江段)。桥位区域地质条件极其复杂,位于程海-宾川活动断裂带,曾发生过多次地震活动。需要通过现场原位试验分析锚碇基底的承载性能和摩擦特性,以此验算锚碇的变形和抗稳定性。试验结果表明,锚碇基坑各地层的载荷承载力基本值都远大于勘察设计值,各地层的剪切摩擦系数及粘聚力也都大于或等于勘察设计值,均满足设计要求。     

悬索桥隧道式锚碇系统力学行为研究

根据悬索桥隧道式锚碇系统数值模拟结果，通过现场原位相似模型试验进行验证，研究了锚碇系统的力学行为特征、变形机制及稳定状态。结果表明，在主缆张拉和运营阶段，围岩对锚碇的夹持作用是以锚碇前底板为支点来抵抗锚碇体后部向上转动和向前滑移。岩锚初始预应力、自由段长度、外部荷载量值控制着锚索及锚碇在锚碇系统中参与的荷载贡献值和作用时机。锚碇体倾角、长度、放大角、接触界面粗糙度及结合程度影响锚碇位移和系统的稳定性。     

软岩地基悬索桥重力式锚碇齿坎效应的试验研究与数值分析

 基于刚体计算模型,首先从理论上探讨座落在软岩地基上的悬索桥齿坎重力式锚碇的齿坎效应工作机制,得出如下结论：锚碇结构重心位置决定齿坎抗滑效应产生的方式和效果。其次,以赣州赣江大桥作为工程为例,通过现场模型试验分析不同应力水平下,锚碇各级齿坎的应力分布情况,进而研究齿坎的抗滑效应,并检验齿坎效应的上述理论成果。最后,利用FLAC3D对重力式锚碇的受力特性进行三维数值模拟,分别就有、无齿坎锚碇与软岩地基的共同作用情况,包括齿坎各接触面抗滑力分布情况进行计算分析,结果表明：齿坎的存在改变基底应力分布,减少锚碇的水平位移,大幅度地提高极限抗滑力,并最终改变锚碇破坏模式。研究表明,现场模型试验结果与数值计算分析结果是一致的。基于上述研究成果,讨论锚碇结构重心、齿坎高度、接触面以及地层参数等因素对锚碇结构齿坎效应的影响,并提出带齿坎的重力式锚碇结构的设计原则。     

马普托大桥Katembe侧锚碇基底半成岩原位试验研究

半成岩是一类特殊岩石,力学特性变异性较大,相关规范对其也未作详细说明。原位试验是揭示半成岩力学特性最有效的方法。依据相关规范中岩土体现场原位试验方法,以马普托大桥Katembe侧锚碇基坑工程为背景,开展了锚碇基底半成岩抗剪强度和承载力现场试验,获得了基岩-混凝土接触面的摩阻力和承载力原位数据,试验结果为验证设计和研究半成岩力学特性提供了数据支持。     

广东虎门大桥东锚碇现场结构模型试验研究

介绍了广东虎门大桥东锚碇１：５０现场结构模型试验，根据试验结果探讨了锚碇结构 岩体的变形机制和可能的破坏模式，为确定锚碇结构岩体稳定性的安全系数提供了依据。根 据试验数据和资料分析，对施工和运营期间的监测提供了具体的建议。     

悬索桥根式锚碇基础初步分析

根据已有关于厚覆盖层地区锚碇基础试验研究,分析重力式沉井锚碇基础的受力机理,并据此理论提出一种新型的悬索桥锚碇基础——根式锚碇基础。结合工程实例,通过FLAC3D数值模拟方法分析根式锚碇基础在两种假设工况(单独均布竖向荷载和水平荷载)和两种工程实际工况(锚碇施工结束和悬索桥运营阶段)的整体变位情况,初步分析根式锚碇基础的受力机理及变位值,同时结合根式沉井基础和根式锚碇基础的现场测试分析,验证该锚碇方案的可行性。分析结果表明:根式锚碇基础在群井底部反力、井壁反力和根键反力的共同作用下承担上部主缆索力,受力合理,其竖向和水平变位满足类似工程中关于锚碇变位要求及国内外相关规范规定,可作为厚覆盖层地区大跨度悬索桥的一种极具潜力的锚碇基础方案。     

多股成品索锚碇锚固系统试验和防腐工艺研究

多股成品索锚碇锚固系统具有锚固可靠、防腐好、施工方便、全生命周期成本低的优点而将得到越来越多的认可。本文介绍这种新型预应力锚碇锚固系统的试验研究和防腐工艺的研究情况。     

输电线路岩石锚杆基础试验研究

首次针对新疆地区220kV输电线路工程典型的强风化岩体地质条件,进行了六根单锚基础的抗拔承载力真型试验,得到了其破坏性态与极限承载力,给出了相关设计计算参数的取值,为其在输电线路工程中的应用提供参考。     

考虑多因素的基岩与混凝土胶结面抗剪强度确定

以润扬大桥南汊悬索桥北锚碇基坑工程为背景 ,分析了影响锚碇混凝土基础与基岩胶结面抗剪强度的多种影响因素。开展了基岩 -砼胶结面的室内和现场原位抗剪断强度试验 ,以及整个建基岩面的回弹值检测及粗糙度量测试验 ,获得了建基面多种特征及参数。在此基础上 ,将基岩面分区分析 ,并概化出确定锚碇整体抗剪强度参数值的公式 ,探讨了在试验基础上考虑多种因素时整个胶结面抗剪强度确定方法及其合理性     

东平水道斜拉桥主塔液压爬模静强度及局部稳定性

对东平水道特大桥跨穗盐路斜拉桥主塔液压自动爬模的静强度及其稳定性进行了详入分析。考虑了爬架的结构自重、施工堆载、施工临时荷载、风荷载等荷载工况,对锚栓的抗剪、抗拔及混凝土的局部承压等性能进行了验算;同时,采用三维有限元法对爬模结构在浇注状态及爬升状态下的静强度、刚度及稳定性进行分析,结果显示该型液压爬模在本工程应用中具有较大的安全储备,各项设计指标均满足规范要求。文章分析思路与方法可为同类工程提供一定参考。     

三峡地区泥灰质岩石在岩溶和风化过程中力学性质的变化

三峡地区泥灰质岩石的岩溶问题是新近发现的重大工程地质问题。泥灰质岩石具有灰岩和泥岩双重特性，在其中的钙质成分被溶蚀的同时，泥质成分遭受风化，从而使岩性和岩石结构发生变化，岩石的力学强度不断降低，有的岩石己属于较软岩范围。岩溶、风化形成的松散土层具有易滑性，易于发生变形破坏。泥灰质岩石作为移民迁建地基可能因溶蚀、风化而发生地质灾害。防止水向地基的入渗是防治该区地质灾害的关键。     

层状岩体剪切破坏面方向的影响因素

层状岩体的强度具有各向异性（或横观各向同性）的观点，当用Mohr－Coulonb准则来描述其剪切破坏时，必须考虑c，φ值的方向性变化。首先将作者曾提出的层状岩体c，φ值的经验表达与前人的试验结果对比，显示吻合较好，然后在此基础上，计算分析了三个因素，即c，φ值的变化规律、应力状态及层面与外荷载相对方位对剪切破坏面方向的影响。     

中风化花岗岩层与基桩侧摩阻性能现场试验研究

 结合港珠澳大桥桥梁试桩工程,采用自平衡法进行2组共4根桩(每组2根桩)的中风化花岗岩与基桩的侧摩阻性能现场试验。试验时,将荷载箱埋设于中风化岩层内的桩身进行测试,并同步观测不同试验荷载下桩顶、中风化花岗岩层顶面对应的桩身截面、荷载箱和桩底的位移和桩身轴力。2组试桩桩位处岩石强度有一定差异,且岩石完整程度不一,但各试桩荷载箱上方桩身的荷载–位移曲线均具有明显的突变特征。处于岩石强度小、破碎岩层内的试桩组,其荷载箱上方岩层与基桩侧摩阻力小于荷载箱下方岩层与基桩侧摩阻力;处于岩石强度高、较破碎岩层内的试桩组,其荷载箱上方、下方岩层与基桩侧摩阻力基本一致。荷载箱以上桩段岩石侧阻发挥系数实测值表现为岩石强度愈高,岩石侧阻发挥系数实测值也愈高;而荷载箱以下桩段,在本项目的试验条件下则表现为岩石强度愈高,侧阻发挥系数实测值愈低。     

基于Copula理论的岩体抗剪强度参数估值

以锦屏I级水电站坝址微新大理岩岩体原位大剪试验结果为例,分析岩体质量指标与抗剪强度参数间的相关性。利用Copula理论可将边缘分布和相关结构分开研究的优点,建立小样本条件下各变量的边缘分布函数,并在分析岩体质量指标Q与抗剪强度参数f,c间相关结构特点的基础上构造拟合Q-f,Q-c间关系的最优Copula函数。对于相同岩性的同类岩体,在已知Q条件下求条件概率便可得到抗剪强度参数估值的保证率,或可计算一定保证率下的抗剪参数估值。最后运用该函数分析常用的优定斜率法、最小二乘法的保证率,并与Hoek-Brown准则估值进行比较。研究结果表明,岩体质量指标与抗剪断内摩擦因素f呈较高的正相关关系,与抗剪断黏结力c则呈较高的负相关关系,而具有对称结构的Nelsen NO 1和Nelsen NO 2则分别是拟合Q-f、Q-c间关系的最优Copula函数。常用的最优斜率法与最小二乘法由于忽略岩体质量指标与抗剪强度参数的相关性,因此造成较大的偏差,而具有保证率为0.8的抗剪强度估值与Hoek-Brown经验准则相比更接近实际值。该方法注重充分地利用现场有限的数据信息,可以得到具有一定保证率的抗剪强度参数估值,为岩体抗剪强度参数估值提供一种新的途径。     

抗剪强度指标可靠度分析

由试验确定抗剪强度指标ψ,c的分布规律时，常遇到的问题是样本有限，并且ψ，c是存在着较强负相关的二维联合概率分布，按某一强度保证率不能唯一地确定一对分项系数设计所需要的抗剪强度标准值。一般地说，单点试验成果（τi，σi）无法唯一地确定（ψi,ci)。采取一种新的思路，假定对每个试验点（τi，σi）都存在相应一组（ψi,ci)，该（ψi,ci)是所有满足试验点（τi，σi）的组合中出现概率最大的组合。这样求解（ψi,ci)的问题即成为可靠度方法求解设计验算点的问题。一旦所有的（ψi,ci)全部定出，ψ,c的分布规律时也随之确定。在确定（ψi,ci)的同时，该点的可靠度指标βi也随之确定，可以用βi来衡量各点离散度，这样一个二维联合概率分布便转换为一个一维的概率分布问题。由此只需给出一保证率，即可定出该保证率下的ψ,c值。     

Investigation of mechanical properties of soft rock due to laboratory reproduction of physical weathering process

The focus of the present study is on soft rocks (moderately weathered granite and artificial rock) that have suffered physical weathering due to changes in temperature and confining pressure. Unconfined compression tests were conducted on moderately weathered granite, and triaxial compression tests were conducted on artificial rocks. Two test plans were conducted to study the effect of weathering. In the first plan, the specimens suffered weathering process cycles under unconfined conditions, followed by triaxial tests with different confining pressures (0 kPa, 30 kPa, 60 kPa, and 90 kPa). In the second plan, the specimens suffered weathering process cycles under a certain confining pressure (0 kPa, 30 kPa, 60 kPa, and 90 kPa), and the shear strength and initial Young's modulus in each weathering cycle was then studied. Finally, based on the formula of the shear wave velocity and initial Young's modulus, the relationships between normalized shear strength and normalized shear wave velocity were found. These relationships can be used in a further study to understand rock strength on site by detecting the shear wave velocity.The results of this study show that artificial rocks (cement treated sand, CTS) can be used as a homogeneous material to simulate soft rock. In the stress-strain curves, the initial Young's modulus showed no significant change when increasing the confining pressure. The initial Young's modulus showed a nonlinear decrease when the weathering process cycle increased. When soft rocks suffer the weathering process at a certain confining pressure, the relationship between normalized shear strength and normalized shear wave velocity was linear. When soft rocks suffer the weathering process at different confining pressures, the normalized shear strength under a lower confining pressure dropped faster than when the confining pressure was higher.     

重复荷载作用下岩锚体系力学特性和黏结性能试验研究

 为研究岩锚体系在重复荷载作用下的性能,设计2组室内试验,试验采用钢筋锚固混凝土基体模拟岩锚体系。通过对体系施加重复荷载,得到在重复荷载作用下锚的拉拔力与位移的全过程;利用预埋在体系内部的应变片,实测锚束体–灌浆体界面的黏结应力分布及其变化规律,提出在重复荷载作用下的钢筋–混凝土界面的黏结应力分布特点。试验结果表明：2组试件在重复荷载作用下的破坏形式均为锚束体从灌浆体中拔出。为描述体系的破坏过程,基于试验结果及已有的研究成果,提出破坏过程中荷载位移变化的4个阶段。在此基础上,探讨破坏过程中界面上黏结力的变化特性,并根据不同阶段的临界位移,提出重复荷载作用下岩锚体系的设计建议。