加筋垫层改善地基变形的机理

从弹性理论出发研究加筋在地基内部产生的界面摩擦力对地基变形的影响，探讨了加筋对改善地基变形的作用机理，并结合福厦高速公路加筋垫层处理软基的实测资料，分析了土工布加筋砂垫层减小路堤中心的总沉降，均化不均匀沉降。减小侧向位移，提高地基稳定一阵的效果。     

软土地基土工带加筋碎石垫层试验研究

加筋垫层能够提高地基承载力,增加地基稳定性。对某土质条件的加筋垫层进行现场试验,研究加筋垫层的作用和影响加筋效果的主要因素。分析了加筋层数、筋带间距、加筋线密度等参数对加筋地基强度和变形的影响。试验结果表明,垫层加筋后地基承载力显著增加,而且双层加筋效果更好。对于双层加筋,随着荷载的增加,靠近基底的筋带才先发挥作用。影响加筋效果的主要因素有加筋层数和加筋带的间距等。     

加筋地基土压力测试与机理分析

在素垫层内铺设土工材料加筋后,筋土的界面摩擦作用使加筋垫层的模量提高、应力扩散范围增大,有效发挥下卧土层的承载力、减小地基沉降。通过土工带加筋现场原位试验垫层底的土压力分布测试与结果分析得出：加筋薄垫层（Z/B=0.2）地基垫层底土压力分布是不均匀的,应力集中于基础的边缘,基础中心下应力较小。加筋地基强度和变形与加筋参数有关,通过引入应力扩散系数,分析不同加筋参数下加筋地基的应力扩散能力,研究筋土界面摩擦作用的应力扩散加筋机理,结合工程实际提出太原地区应力设计扩散角取值范围,为加筋地基的设计提供理论依据。     

有纺土工织物加筋软土地基的模型试验和机理研究

1　引　　言 为了研究有纺土工织物加筋垫层处理软弱土地基对地基承载力、沉降变形及加筋地基中应力分布的实际效果 ,揭示有纺土工织物加筋垫层的加筋机理 ,观测加筋地基的变形规律 ,本文借助室内模型试验模拟实际工程软土地基上铺设有纺土工织物加筋砂垫层来处理地基 ,对实际工程具有可靠的参考价值。2　试验概述狭形模型槽如图 1,荷载板采用矩形承压板 ,因整个试验模型为半模 ,所以荷载板取半。为了掌握和了解地基中各点的位移、应变、应力的变化情况和规律 ,在地基中每隔 5ｃｍ的间距分别在纵向、横向共埋设了96个测点 ,每一点的位移变形用精度为± 6μｍ的读数显微镜测读[1] ,坐标读数显微镜用位移跟踪法测读     

软基上加筋防波堤的离心模型试验

通过离心模型试验，研究在有无土工织物加筋垫层条件下防波堤和软基的变形性状，得到了地基沉降、隆起及水平位移的分布规律。提出了一种量测筋材张力的新方法，对土工织物在离心试验过程中的应力状态进行了测试。研究结果表明：土工织物加筋垫层能有效地减小地基的侧向位移，有一定的加筋效果：土工织物张力的发挥水平与堤坝的沉降量密切相关，工作状态下其最大强度发挥水平约为52％。     

碎裂岩中土工布复合锚杆与传统锚杆对比试验

土工布复合锚杆是一种应用于碎裂岩加固的新型锚锭结构。以某滑坡治理工程为平台,进行全长黏结型和预应力型两种形式锚杆的张拉试验,验证土工布复合锚杆加固碎裂岩的可行性。现场试验结果表明,土工布复合锚杆可以很好地解决碎裂岩中锚固注浆漏浆的问题。通过试验数据拟合分析,土工布的加筋鼓胀作用调整了锚固体与碎裂岩接触界面的应力分布,延长了线性变形阶段,提高了锚固体系的抗拔力。     

刚性基础下复合地基褥垫层加筋影响研究

为了提高桩土荷载分担比,一些建筑工程桩筏基础下的复合地基采用了加筋垫层,然而加筋垫层复合地基的变形协调与荷载传递的影响还缺乏深入研究。采用自制的二维多活动门试验装置与椭圆钢棒相似土填料,开展了无筋褥垫层随桩间土下沉过程的模型试验,获得了不同垫层厚度下无筋垫层的变形与应力协调特性。在模型试验基础上,采用颗粒离散元DEM数值模拟建立了无筋与加筋垫层数值模型,揭示了有、无加筋条件下的褥垫层工作特性区别,并探讨了褥垫层厚度、桩间净距以及加筋位置等对褥垫层工作特性的影响。结果表明:当加筋高度距桩顶超过100 mm时,桩土应力比曲线和褥垫层变形均接近未加筋的情况; 加筋体设置高度小于100 mm时,下方颗粒垫层的变形协调会受到影响,格栅与下部垫层之间产生脱空现象,从而导致桩土应力比随着桩间土下沉量的增加而出现陡升; 陡升段起点对应的桩间土下沉量随着加筋位置的提高而增加,工程中可能会导致复合地基桩体超过承载力而引起复合地基发生破坏。     

拉力型土工布加筋复合锚杆锚固界面应力传递试验分析

土工布复合锚杆是一种可应用于松散地层锚固工程的新型锚锭结构。以某滑坡治理工程为平台,开展了拉力型土工布加筋复合锚杆锚固体与破碎岩土体界面间应力传递规律的实测研究。现场试验结果表明,土工布的加筋鼓胀作用调整了锚固体与破碎岩土体接触界面的应力分布,土工布加筋复合锚杆锚固段近端存在稍长的应力协调缓冲段,随着荷载增大,黏结应力峰值向锚固段深部转移的现象不明显;实测破碎岩土体中拉力型土工布加筋复合锚杆主要抗力区域分布在3.0~13.0 m之间,即有效锚固体长度以不超过15 m为宜,过长的锚固长度对提高锚杆抗拔力意义不大;在松散破碎岩土体中应用土工布加筋复合锚杆技术能起到提高锚固力与节约成本的双重作用。     

“柔性基础”刚性桩复合地基试验分析与变形计算

为了建立路堤下刚性桩复合地基变形计算模型,通过对14组刚性4桩复合地基的现场试验结果的分析,研究柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状。试验研究表明采用一定强度或刚度的加筋垫层配合合适的桩帽设置,可改善柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状,有效减小复合地基变形。复合地基承载力相同时,"柔性基础"沉降量为刚性基础的1.1~1.5倍。在一定荷载或承载力条件下,垫层中不设加筋材料时"柔性基础"短桩复合地基变形接近加筋垫层天然地基。垫层加筋有帽桩复合地基变形明显小于其他情况。对"柔性基础"短桩复合地基,设桩帽、垫层加筋,桩土应力比与不加筋相比增加了1~3倍;对刚性基础长短桩复合地基,碎石垫层中加筋与不加筋相比,桩土应力比范围得到延伸,其中长桩桩土压力比增大明显。提出了"柔性基础"条件下刚性桩复合地基承载力确定,以及考虑桩"上刺入"的刚性桩复合地基变形计算方法。该方法采用力平衡方程计算桩身中性点位置,将复合土层变形计算分为中性点平面     

台阶式格栅加筋挡墙现场试验及数值分析

为研究山区高等级公路高强土工合成材料加筋陡坡路基新形式及其与生态环境快速恢复结合问题,对广东省河龙(河源至龙川)高速公路K29 307～K29 353段分级直立式格栅加筋路基挡墙进行现场试验测试分析,分别测试挡墙从施工到正常使用期间加筋体内筋带拉力、土压力分布、墙面变形以及地基应力等.针对这种形式的加筋挡墙发展了有限元数值分析方法,将计算结果与试验实测结果进行对比分析,验证加筋挡土墙结构应力与变形有限元分析的可靠性,为该类型的加筋挡墙设计提供参考依据.     

锦屏一级水电站地下厂房围岩开裂变形机制研究

针对锦屏一级水电站地下厂房高应力、低强度应力比条件下开挖施工引起的围岩变形开裂及相关力学问题,从全空间赤平投影解析、平面投影应力特征等多角度全方位研究地下厂房区地应力场分布特征及规律;并结合力学定性分析和三维数值模拟等手段对地下洞室群围岩变形开裂机制进行深入分析,研究洞室群围岩开挖损伤演化规律。研究表明,锦屏一级地下厂房区域出现的围岩、喷层较大变形乃至破坏现象本质上是由高地应力和相对较低的岩体强度形成的不利组合所造成的,在主厂房、主变室的拱腰、拱座和边墙以及母线洞侧墙等部位出现的开裂破坏,属于典型的高应力、低强度应力比条件下围岩的卸荷变形与破坏。提出锦屏地下厂房围岩变形开裂概化模型,为地应力场反演和施工过程的数值仿真分析提供重要参考和定性依据;最后针对开挖维护围岩稳定性问题提出相应的建议,为锦屏一级地下厂房的开挖施工及动态支护设计提供技术支持。     

高应力软岩巷道围岩变形破坏研究

 以某有色金属矿山巷道为例, 给出了高应力软岩的定义, 论述了高应力软岩的特征、形成条件以及高应力软岩巷道围岩的变形破坏特征和类型, 分析了巷道开挖前后地应力状态的变化及其对围岩变形破坏的影响, 并从岩体和工程岩体围压状态变化和强度变化角度探讨高应力软岩围岩的变形破坏机理。     

煤层顶板砂岩高温状态下力学特征试验研究

对44块鹤壁六矿煤层顶板砂岩试件在高温下和高温后的力学性质进行试验研究,揭示砂岩的强度和变形特征随温度的变化规律。试验结果表明:随温度升高,高温下和高温后的砂岩的弹性参数(峰值强度、弹性模量、变形模量)均逐渐降低,但总体变化趋势相似,个别试件的弹性参数在400℃前高于常温状态;两者相比,高温后砂岩的峰值强度、弹性模量和变形模量有所提高,两者受温度影响均以脆性破坏为主。这为研究煤炭地下气化时热作用下燃空区的围岩稳定及应力场和位移场的变化规律提供试验依据。     

基于层状岩体卸荷演化的锦屏I级地下厂房洞室群稳定性与调控

 锦屏I级水电站地下厂房洞室群开挖支护设计与施工控制以及整体稳定性等问题十分突出,施工期已经明显呈现出高应力、低强度应力比条件下围岩的卸荷变形与破坏特征。根据锦屏I级地下厂房层状岩体力学特性,采用考虑卸荷演化的层状岩体本构模型及其数值模拟方法,反演获得初始地应力场以及层状岩体力学参数。在此基础上,对锦屏I级地下厂房洞室群进行三维数值模拟分析,获得一些对高应力下锦屏I级水电站大型地下洞室群施工期围岩稳定与支护安全等方面的认识,提出洞室群围岩应力释放调控、松弛区承载力调控以及变形开裂调控等适时工程调控措施与建议。研究结果表明,洞室群整体开挖完成后的现场监测结果和围岩稳定现状等证实了所提出的认识和调控措施的合理性,表明层状岩体本构模型及其数值模拟分析方法能够较好地反映高应力下层状岩体中大型地下洞室群施工期的工作性状。     

非均质岩体压缩破坏的数字图像相关研究

通过实验研究了某大型水利工程现场花岗岩,在其岩体局部存在显著非均质情况下,非均质性对岩体的抗压强度和变形场分布的影响。变形场的测量采用数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)方法。花岗岩表面细观形貌存在较好的灰度差异,可以作为DIC方法的自然散斑图。对比非均质岩体与均质岩体两个试样的测试结果发现:花岗岩中夹杂的弱质岩体大大降低了岩石的整体抗压强度,弱质岩体的破坏诱发了岩石的整体失稳破坏。两种不同特性岩体的分布情况会引起整体位移场分布的变化。在两类岩体的边界存在较明显的剪切作用。因为非均质岩体边界混合层的强度并不低,所以这种剪切作用不一定产生剪切破坏。但如果在边界层出有明显缺陷,该剪切作用就可能会引发致命破坏。     

Method of Determining Strength and Deformation Characteristics of Soils from Results of Deep Impression of Rod Plates

The possibility of determining strength and deformation characteristics of soils under field conditions using rod plates is discussed. The mutual relationship between these characteristics is established from results of deep impression of these rods.     

基于磁法探测理论的钢结构变形监测研究

地磁场的稳定性以及钢结构的铁磁性是磁法探测理论应用于钢结构变形监测的客观条件.高精度磁力仪应用和电子计算机技术使磁法探测进入了一个高精度测量和自动化解释阶段.本文利用磁场强度与空间位置关系原理,建立了磁法探测理论在钢结构变形监测中的优化模型.应用积分理论中的剖分方法解决非规则钢结构变形体磁场强度的计算问题.通过对承压变...     

白鹤滩水电站巨型地下洞室群关键岩石力学问题与工程对策研究

 白鹤滩水电站地下洞室群规模宏大、围岩地质条件复杂且地应力水平较高,在现阶段的开挖过程中,普遍揭露了脆性岩体的高应力破坏、软弱层间带导致的深层变形、柱状节理玄武岩的破裂松弛三类典型岩石力学问题。基于室内岩石力学试验,定义脆性玄武岩的启裂强度标准,并结合FLAC3D的Hoek-Brown模型对开挖过程中的洞室顶拱和墙角应力集中区进行分析,提出针对岩体高应力破裂风险区域的支护措施;针对层间带出露于洞室顶拱或高边墙引起的剪出口坍塌、顶拱深层变形、边墙错动变形问题,采用3DEC的Coulomb-slip模型与位移监测相结合开展反馈分析,确定加强支护措施及范围;针对柱状节理岩体的各向异性变形松弛特性,应用专门研发的Comba本构模型与声波检测相结合的研究方法,对柱状节理围岩各向异性松弛深度进行分析,为支护参数拟定提供依据。研究表明,巨型地下洞室围岩的稳定问题通常较为复杂,在施工期依据施工地质、数值模拟和监测成果相结合的反馈分析,不仅能够解释围岩变形破坏机制,而且能够为动态优化设计提供依据。     

碎石土高填方填筑体变形数值模拟

碎石土压实后具有强度高、变形小、渗透性好的优点,在高填方路基填筑中得到广泛应用。以贵阳龙洞堡机场飞行区扩建工程高填方体为工程背景,通过数值分析手段模拟高填方体在不同施工工况下的变形情况,结合压缩蠕变试验的分析结果,对高填方体的路基压实度控制和变形规律研究有着重要的参考价值。     

锦屏I级水电站地下厂房施工期围岩变形开裂特征及地质力学机制研究

 锦屏I级水电站是雅砻江流域最为重要的控制性梯级电站。地下电站的规模巨大并且赋存的地质环境条件十分复杂,特别是岩石的相对低强度和高地应力特征,地下电站在施工过程中遇到前所未有的有关围岩稳定及支护设计方面的难题。结合地质、监测、物探、施工及试验资料,分析地下厂房洞室群围岩及支护结构的变形开裂及破坏失效的特征。探讨地下电站区的地应力状态、岩体结构、岩石的加卸载力学特性等对围岩变形开裂的影响规律,解释围岩变形破坏的地质力学机制。高地应力及其方向使得主厂房和主变室下游侧围岩(特别是拱腰)的切向应力加载效应明显,易于压致劈裂,而上游侧边墙等法向应力卸荷强度较大,易于卸荷拉裂松弛。高应力条件下破裂围岩具有一定的流变特性,表现出由表及深的渐进性特征,反映随围岩松弛而发生的破裂岩体的时效变形。主厂房和主变室上游侧为缓倾角顺向坡而下游侧为反向坡,在二次应力场作用下下游侧易弯曲折断而上游侧很难剪切滑移。厂房区大理岩具有相对低强度高脆性力学特性且具有较低的应变强度特征,卸荷条件下易于压致拉裂。