黄土地区某填方贴坡场地建筑病害数值模拟研究

选取了某建筑病害严重的建设场地作为研究区,通过数值模拟研究,得到了填土贴坡建筑场地挖方区、填方区及挖填结合区的变形规律,不均匀沉降、滑移、扭转是导致建筑物破坏的主要因素。利用材料力学的第一、第二强度理论分析了建筑物破坏的机理,探讨了半岩半土场地和水对填方地基变形的影响。提出了针对填方区或挖填结合区的多种地基处理方案建议,为类似黄土地区填土贴坡场地选址、地基处理、结构设计研究提供参考依据。     

湿陷性黄土地区高填方地基工程关键技术问题与实践

以陕西省延安市某黄土高填方地基工程为研究对象，分析了我国西北湿陷性黄土丘陵沟壑区域开展挖填方工程面临的关键技术问题。详细介绍了工程的挖填方概况、工程地质和水文地质条件以及高填方地基设计和施工对策。结合场地形成的过程，对施工期及工后沉降监测数据进行分析，得到了黄土高填方场地形成过程中不同阶段地基沉降的特点和规律：填方区工后沉降量随填土厚度的增大而增大，填土厚度相近区域，原地基覆盖土层的厚度越大，工后沉降越大。     

适于黄土高填方路堤综合压实技术的应用研究

以太原市太行路阎家峰路段为工程应用对象,提出并应用一种适于黄土填料高填方路堤的分层碾压与重锤补夯相结合的综合压实技术。通过结合施工进程的土性试验、现场深层沉降监测等试验手段,研究高填方路堤黄土填料的压实特性、重锤补夯的强化机制及路基的综合压实效果。相关土性试验研究结果表明:分层碾压后的土体再经重锤补夯作用后,压实度、压缩模量等参数得到大幅提高,并随填方深度均呈周期性的锯齿形曲线变化形态。沉降监测及分析结果表明:该综合压实技术处理后的路堤工后沉降显著减小,趋于稳定的最大工后路面沉降仅为路堤高度的0.1%,且填方体的自身压缩变形为总沉降的主要组成部分;填方体工后沉降与时间呈对数关系,依此提出填方体工后沉降的预测公式,与实测值吻合较好。     

大厚度夯填黄土场地工后变形特性研究

以陕北某黄土沟壑区高填方黄土场地为例,利用多重监测手段对填方体进行了长期、连续的变形监测,利用监测成果分别研究了夯填黄土场地地表和深部的沉降变形及水平位移变形特性。对影响沉降变形的压缩层厚度因素及时间因素进行分析,建立多因素沉降变形回归模型,讨论了以沉降变形速率作为稳定标准,不同填方厚度条件下的填方体沉降变形稳定时间。分析表明：分层强夯回填黄土场地的最终工后沉降量约为压缩层厚度的1.29‰,填方体的地表水平位移量较沉降变形量小,地表水平位移变形在方向上指向填方体临空面方向或填土厚度较大部位方向;在深层变形特性上,填方体表现出表层回弹、深部压缩的变形特性,填方体的深层水平位移表现出呈随深度减小的趋势。     

对黄土沟壑区挖填方场地岩土问题处理的探讨

针对黄土沟壑区挖填方场地岩土的处理问题,结合陕北地区实际工程,从高挖方填方的挖填设计平衡点的确定、大厚度填土的施工工艺及技术要求、盲沟设计三方面,阐述了高挖方填方场地的具体处理方法,并根据现场现状设计盲沟和挖填方交界面的工程做法,结果表明,采用以上方案处理减小了填方土层沉降,合理处理地表和地下水,有效的解决了场地岩土问题,为类似工程提供参考。     

黄土填方地基工后沉降预测方法研究

为解决陕北黄土丘陵沟壑区建设用地短缺的问题,当地一般采取挖填方的办法。而工后沉降是评判黄土填方地基稳定性的重要指标。通过室内试验分析,得到压实黄土的应力-应变关系为幂函数型,应变-时间关系为双曲线型,并结合分层总和法,获得了延安压实黄土经验蠕变方程,并通过现场监测数据验证,拟合效果较好。运用此方程对不同压实系数、不同填方厚度的黄土填方地基工后沉降量进行了预测研究,并以此为基础提出了一定厚度内黄土填方地基稳定性评判标准。     

桩板墙支挡结构半填半挖路基不均匀沉降影响因素及其控制标准

半填半挖路基由于挖方和填方岩(土)物理、力学性质、固结时间不同,密实度存在差异,工后往往会出现明显的不均匀沉降现象。桩板墙支挡结构半填半挖路基不均匀沉降变形主要由地基在填方荷载作用下发生的固结变形、路基填方在自身荷载作用下发生的压缩变形以及公路路基在行车荷载作用下发生的累计塑性变形等三个部分组成。当半填半挖路基间的不均匀沉降达到一定数值时,就会导致路面内的拉应力超过路面的极限抗拉强度,最终导致路面产生龟裂和破坏,影响公路的正常营运。结合绵茂公路桩板墙支挡结构半填半挖路基工程,分析了桩板墙支挡结构半填半挖路基不均匀沉降的影响因素,提出了桩板墙支挡结构半填半挖路基不均匀沉降控制标准。     

黄土贴坡高填方变形破坏机制研究

受地形条件限制,黄土山区贴坡高填方工程近年逐渐增多并出现了一些失稳事故,亟需对其变形破坏机制进行研究。以黄土梁地形上某机场建设工程中的失稳贴坡高填方为例,通过现场详勘与工程地质调查,分析并总结了这类边坡的结构特点及变形破坏的关键影响因素,进而针对性的开展了压实黄土增湿变形试验、Q2离石黄土高压湿陷试验、CTC及RTC路径三轴试验,结合现场资料与室内试验结果对其变形破坏机制进行了研究。结果表明:下覆地形高差导致填方厚度差异,进而引起的坡顶地面差异沉降裂缝是诱发后续变形破坏的必要条件。黄土贴坡高填方变形破坏机制可以概括为:工后土体固结沉降、填土增湿及黄土高压湿陷沉降致裂→水分沿裂缝入渗软化土体→形成中部初始滑面→前部土体加载增湿破坏→后部土体卸荷增湿破坏→锁固段土体加载增湿破坏→滑面贯通整体失稳。该结果有助于加深对贴坡高填方变形破坏演化过程的认识,可以为这类边坡的防治工作提供科学依据。     

地基差异沉降对预制拼装综合管廊结构影响——以平潭综合实验区地下综合管廊干线工程为例

为了解地基发生不均匀沉降时预制管廊结构的受力变形规律,依托平潭某预制拼装综合管廊工程,以典型的双舱、三舱预制拼装综合管廊结构为例,采用PLAXIS 3D岩土有限元程序建立15节预制管节纵向连接而成的管廊节段与地层相互作用三维数值模型,研究水位下降、土体固结沉降对预制拼装管廊结构受力变形特性的影响。结果表明,由于管廊结构与土体之间存在较大的刚度差异,土体沉降变形过程中与管廊发生相对位移,对管廊两侧产生剪切作用;差异沉降影响下管廊局部表面可能发生拉裂破坏,预应力筋轴力的增大幅度较小;土体沉降引起的管廊变形和受力与埋深、土质、管节自身等多种因素有关,应严格控制管廊所处区域的地面超载、降水等作用,若遇软土地基或不均匀地基,应加固处理。     

黄土高填方地基沉降变形规律及影响因素分析

为了研究不同侧向约束条件下黄土高填方地基的沉降变形规律及其影响因素,采用有限元软件PLAXIS3D建立了平填型填方地基、贴坡型填方地基以及沟谷型填方地基的数值模型,对高填方地基工后沉降变形规律进行了归纳,并通过灵敏度分析法对黄土高填方地基沉降变形的影响因素进行了敏感性分析; 通过与文献的理论计算结果对比,证明了数值模型的有效性。研究结果表明:不同的侧向约束条件对高填方地基的沉降变形有显著的影响; 侧向约束越强,高填方沉降变形越小,反之亦然,其中平填型填方地基的沉降变形最大,贴坡型填方地基次之,沟谷型填方地基的沉降变形最小,且地形对称分布的沟谷型填方地基变形控制效果优于非对称地形; 随着填土高度和填筑速度的增加,填方地基的工后沉降也会增加; 提高填土的压实度可以显著减小沉降,但改变原位地基处理厚度和沟谷底部宽度对沉降变形的影响相对较小。     

综合管廊内各管线安全距离的理论研究

综合管廊作为城市地下空间开发利用的重要研究内容,是保障城市可持续发展的重要基础设施之一,我国已在全国各城市广泛开展城市地下综合管廊的规划与设计。笔者在总结国内外综合管廊布置现状的基础上,根据每种市政管线自身的特点和属性,初步分析了综合管廊内各管线间安全距离的四大影响因素,即管径、管压、管材和管内输送介质危害程度等,以及这四大影响因素与安全距离的逻辑关系。结合空间作用模型,运用负幂律距离衰减曲线,建立了管廊内各管线间的安全距离模型。并将此模型应用到某市华贯路管廊工程实例中,验证了该模型的实用性。其结果可以作为综合管廊是否分舱室布置的参考依据,以达到优化综合管廊截面形式的目的。     

地裂缝和地震耦合作用下地下综合管廊的三维动力分析

以西安幸福林带地下综合管廊项目为例,运用有限元软件Abaqus建立了管廊结构三维模型,并找出了地下综合管廊结构在地裂缝活动和地震耦合作用下的变形和应力分布规律。结果表明:在地裂缝活动较弱或无活动时,跨地裂缝管廊结构底板的加速度响应更显著,但随着沉降量的增大,结构的峰值加速度最大值出现位置由底板转向顶板;空间较大的舱室更易发生破坏,且中间位置(地裂缝附近处)的应力集中现象更加明显,逐渐向两端衰减;当地裂缝活动较大时,整体结构出现应力重分布,应力集中的位置发生转移。     

多孔结构对地下综合管廊燃气爆炸的抑制效应

地下综合管廊应用广泛,燃气泄漏致爆的冲击荷载会对管廊结构内外造成严重破坏。为降低地下综合管廊燃气舱内的爆炸危害,利用Fluent软件对内置多孔结构燃气舱内甲烷/空气预混气体的爆炸过程进行模拟,从管廊内燃气舱结构抗爆角度研究孔隙率分别为40%、50%、60%时的爆炸传播规律、温度抑制效应及爆炸超压衰减效应。基于熄爆参数指标,从爆炸超压和火焰温度两方面综合评估多孔结构对爆炸的抑制效果。结果表明：当多孔结构的孔隙率大于58.4%时,其对爆炸传播的抑制机制占主导作用,能有效抑制爆炸的传播;抑制效果与孔隙率参数存在线性关系,内置孔隙率越大的多孔结构工况对爆炸扰动越显著,最大温度可抑制8%,最大超压可衰减38%,最大速度可降低33%。     

城市地下综合管廊PPP项目交易结构设计

交易结构是影响政府和社会资本方进行友好协商、顺利签约以及确保PPP项目成功运作的关键因素。在分析城市地下综合管廊PPP项目特点、交易结构对其重要影响及合法合规性、可操作性、效益最大化原则的基础上,结合最新国家政策导向,设计出符合我国城市地下综合管廊应用的PPP项目交易结构,并从创造良好的投融资环境、建立动态的调价机制、构建灵活的风险分担及价格补偿机制、建立科学的绩效考核标准和畅通的信息交流沟通平台等方面对构建和完善PPP项目交易结构提出相关对策建议,以期为我国在城市地下综合管廊工程领域推广应用PPP模式提供决策参考。     

城市地下综合管廊PPP 项目风险分担研究

制约城市地下综合管廊PPP 项目发展的关键是合理的风险分担问题。项目参与各方之间存在权力不平等、利益诉求差异等因素,使得地下综合管廊PPP 项目中庞杂的风险无法在项目各参与方之间合理分担。依托长春市城区地下综合管廊PPP 项目,针对私营部门各参与方之间的风险分担,引入风险承担能力、风险应对能力、合作机制及风险属性等影响因素,运用熵权-ANP 模型计算风险分担指标主客观组合权重,优化Shapley 值,进而得到风险分担的最优比例。改进后的风险分担机制克服了以往综合管廊PPP 项目风险分担考虑因素不全面、分担方法不科学、承担主体不明确的研究瓶颈,可为地下综合管廊PPP 项目风险分担提供合理的借鉴。     

基于数值评价的隧道衬砌裂缝成因分析与维修设计

地下工程衬砌裂缝是隧道工程常见病害之一。由于衬砌裂缝对隧道结构体受力、防排水等安全方面产生不良影响,有必要对裂缝成因加以分析并采取有效措施来降低裂缝对隧道的影响。以四川省某铁路隧道为研究对象,现场调查衬砌裂缝情况,分析隧道边墙纵向开裂原因。采用应力解除法对该隧道进行地应力测试,测点处围岩初始应力处于极高应力状态,分析得出高地应力作用是导致衬砌开裂主要原因。为检验这一推断,采用扩展有限元(XFEM)对该段衬砌结构性能进行数值模拟,根据XFEM得到破坏区域衬砌结构破坏演化、二衬安全系数,模拟结果与实际衬砌损伤形式一致。最后,针对隧道衬砌结构开裂提出一种具体的维修方案,根据数值计算结果及现场施作情况,验证所提维修方法的有效性及安全性。     

共同沟的成本分析与研究

共同沟是城市地下空间可持续开发的必然趋势。本文主要分析了共同沟的成本构成因素。将共同沟的建设成本分为内部成本与外部成本 ;考察了国内已建共同沟的造价 ;最后提出了共同沟成本计量的多标准方法 ,与传统方法相比 ,更易于推动共同沟的建设     

脆弱性视角下的城市综合管廊路径优化模型

城市地下综合管廊是实现地下空间资源可持续发展的重要措施之一,大规模敷设综合管廊使之形成管廊网络势在必行,而综合管廊路径规划对综合管廊网络形成至关重要。本文在脆弱性视角下对城市地下综合管廊路径规划进行定量研究。首先基于地质脆弱性与脆弱路段内涵,建立地质脆弱性与脆弱路段评价指标体系与评价模型;其次,以地质脆弱性与脆弱路段等作为约束条件,建立多约束最短路径优化模型,并对基本蚁群算法进行改进求解;最后用不同方法对同一工程实例进行综合管廊路径优化。研究结果表明,脆弱性视角下的多约束路径优化模型计算过程简单、实用性强,且更符合工程实际,为城市地下综合管廊规划提供了新视角和新方法。     

隧道与地下工程健康研究及防治理念

目前,隧道与地下工程的病害问题日益成为工程中关注的焦点问题之一,将其提升到健康的理念上来,对于工程技术进步和隧道工程学科发展具有重要意义。根据地下工程健康所处状态与使用功能的不同,将其健康状况划分为四个等级,并遴选了支护结构状态、地下水和通风照明状况等主要的健康因子作为评价量化指标。结合目前主要的声波、电磁波和激光扫面等无损检测技术,从隧道健康的防治理念出发,开发了针对地下支护结构渗漏与裂损的康复技术,对指导工程实践具有重要的实用价值。     

综合管廊加权复杂网络节点重要度评估方法

综合管廊是城市地下公共设施空间可持续发展的最好方式之一。综合管廊建设应“规划先行”,而节点作为引导综合管廊网络布局形成的重要组成部分,对综合管廊的规划起着重要作用。本文引入复杂网络理论,将道路网抽象成为加权复杂网络,首先建立管廊路径适建性评价模型确定路径适建性权值;其次,将路径适建性权值赋于路网的边,结合综合管廊自身特点对节点收缩法进行改进,评价综合管廊网络节点重要度;最后通过工程案例进行验证,并利用K-means进行聚类分析,确定节点重要度优先级。研究结果表明,综合管廊规划布局时,可根据节点重要度优先级选择综合管廊布局的控制点,为综合管廊最优路径规划提供依据。