采空区框架桥侧向土压力研究

为研究采空区框架桥侧墙所承受的侧向土压力随墙体高度及外摩擦角的变化规律,采用库伦土压力理论进行了理论分析,并得到结论:当框架桥位于压缩区时,侧墙土压力值在被动土压力和静止土压力间的某一值;当框架桥位于拉伸区时,其土压力值位于静止土压力和主动土压力之间。当侧墙外层比较平整时,其被动土压力较小,其主动土压力较大;当侧墙外层比较粗糙时,其被动土压力较大,其主动土压力也较小;静止压力大小不受影响。当侧墙较高,土压力较大,当侧墙较低,其土压力较小。     

倾斜填土表面挡土结构土压力计算方法探讨

该文提出把挡土墙后墙顶以上的倾斜填土看成是作用在墙顶上的外荷载 ,运用求解附加应力的布氏解答 ,结合朗肯土压力理论 ,来求解作用在墙背上的主动土压力。这种方法可以较准确地考虑挡土墙后填土的长度、宽度和厚度、填土表面的倾斜程度、墙背与填土之间的摩擦以及极限平衡状态的影响 ,得出的主动土压力小。     

仰斜式挡土墙T模式下土压力试验

为了研究高速公路扩建路堤仰斜式挡土墙在T模式下受墙后填土不同荷载和差异沉降下土压力变化规律,建立挡土墙在T模式下墙背土压力计算模型,对土压力分布进行了理论计算。采用自行研制的实验模型箱对外加荷载5.249,10.248和15.247 kPa和新老路堤差异沉降0,3,6 mm条件下土压力的分布规律进行了试验研究。结果表明,在差异沉降条件下,墙背土压力沿墙高均呈先增大后减小的非线性分布,且随着挡土墙水平位移量的增加,土压力呈降低趋势,随着差异沉降量的增大,土压力呈增大趋势;不同荷载下,随着顶部施加荷载的增加,土压力呈增大趋势,随着挡土墙水平位移量的增加,土压力呈降低趋势;通过拟合发现,不同差异沉降和不同荷载与合力的变化呈二次函数关系,拟合函数公式分别为y=-0.012 8x~2-0.041 7x+23.99和y=-0.003 92x~2+0.189x+0.173。结果为仰斜式挡土墙施工提供了理论依据。     

歪头山铁矿铁路高桥台土压力分析与优化设计

以歪头山铁矿铁路桥为工程实例,分析铁路桥梁高桥台主动土压力特点,提出减小主动土压力的方法。对比了在相同工况下竖直台背与折线台背的计算土压力大小,验证了折线台背的方法可达到减小桥台主动土压力的结论,同时将折线台背的方案运用到实际工程,降低了工程量,节省了工程费用,效果良好。     

刚性挡墙主动土压力的有限元分析

针对经典土压力理论的不足之处,采用有限单元法对作用于刚性挡墙上的主动土压力进行数值分析,土体采用弹塑性的Mohr-Coulomb本构模型,在土与墙体结构接触面间引入接触单元,并按库仑摩擦准则定义接触关系,研究了刚性挡墙上主动土压力的大小、作用点位置及其分布规律,并对填土性质参数进行了敏感性分析。结果表明,刚性挡墙后主动土压力为凸曲线分布,作用点位置处于O.36~O.40倍墙高处;填土模量的增大将提高土压力数值,但在同时又引起作用点位置的下降;填土重度与土压力数值呈正相关,但对作用点位置的影响却较小;墙土间摩擦系数无论是对土压力大小还是作用点的位置都有较大的影响。     

考虑墙后填土强度各向异性的主动土压力计算方法

基于水平层分析法,假定不同方向滑裂面上的内摩擦角随该滑裂面与沉积面之间的夹角变化,提出了一种考虑材料各向异性的主动土压力计算方法.通过4个典型算例,讨论了墙后填土强度各向异性程度对主动土压力的影响.计算结果表明,随墙后填土沉积面与水平方向夹角增加,主动土压力逐渐变大,其合力作用点逐渐下降;随填土面倾角增加,各向异性影响逐渐增强.     

地震荷载作用下挡土墙加固边坡土压力上限研究

针对土质边坡工程进行横向和竖向地震荷载作用下的挡土墙加固边坡的抗震稳定性研究,借助极限分析方法和主、被动土压力作用下的边坡旋转破坏模式获得边坡稳定的能量极限状态方程,运用MATLAB软件编写的优化程序最终获得边坡的主、被动土压力系数优化上限解,并分析获得各参数对土压力系数的影响。结果表明:竖向、水平向地震荷载系数和边坡高度均对主、被动土压力系数产生显著影响,但规律不尽相同;被动土压力系数在各参数下的变化规律接近线性,而相同条件下主动土压力系数的变化则呈现较为明显的非线性。     

二级新型悬臂式挡土墙主动土压力计算方法

基于土的塑性极限分析理论,考虑滑裂面上填土黏聚力及填土与二级新型悬臂式挡土墙墙背接触面上的黏着力,研究了挡土墙土压力受力分析模式,取墙后滑动土体的水平薄层单元进行受力分析,建立极限状态下悬臂式挡土墙主动土压力的一阶微分方程,给出了土压力强度、土压力合力、土压力作用点的理论计算公式。研究结果表明,二级新型悬臂式挡墙上墙应力分布呈抛物线形状;下墙的应力分布类似于梯形分布,最大值出现在挡墙的底部,最小值出现在挡墙的中部。通过有限元数值分析法研究其受力变形特点,数值分析表明：二级挡土墙卸荷作用比较明显,且土自重在二级挡墙中得到了充分的利用;挡土墙主动土压力分布与模拟结果基本一致。     

露天矿区基坑边坡支护结构变形量估计方法

该文提出露天矿区基坑边坡支护结构变形量估计方法,利用基坑边坡围护墙高度、开挖深度以及地下水深度,计算主被动水土压力,根据解得水平力对围护墙生成的弯矩,得到该水平力作用下围护墙水平变形量与剪力分布形式,获取不同深度主被动区水压力造成的变形量,并推导出不同开挖深度的支护结构变形量计算公式.选取具有永久性排桩支护结构的露天煤...     

土压力计算中条间力函数的选取

极限平衡条分法计算挡土结构土压力时需要选取合适的条间力函数，目前采用的条间力函数具有理论缺陷，对此，选用4种条间力函数进行了实例计算，表明4种形式的条间力函数，可用于主被动土压力计算。研究还表明，只要满足端部条件，土压力值对条间力函数选取不甚敏感；另外，土压力合力作用点位置对主动上压力值影响较小，而对被动土压力值影响较大。     

李官集铁矿采场动态地压监测及数值分析

针对李官集铁矿点柱式分层充填法的特点,按照矿山实际的开采和充填步骤,对采场中的间柱、点柱、充填体和上下盘围岩的应力变化进行动态监测和分析,并考虑矿体中优势结构面的影响,运用3DEC构建含有优势结构面的岩体模型,结合地压的实际监测变化量和数值模拟得到的地压值匹配,分析了点柱式分层充填法开采过程李官集铁矿的地压变化规律。结果显示：①开采初期,矿柱和围岩共同支撑上部载荷,随着开挖高度的增加,应力由点柱逐渐向围岩转移,上部载荷主要由围岩体支撑;②应力在上下盘岩体之间随开采向上交替变化：开挖层应力增加,回填层应力局部恢复,扰动层应力释放。在同一点柱间地压呈现分层转移规律,并随开挖进行循环往复。     

矿山边坡地下连续墙止水帷幕力学特性

在工程地质条件分析、结构力学分析的基础上,以露天矿山边坡强富水卵石地层地下连续墙止水帷幕实际工程为背景,基于经典土压力理论,提出矿山边坡地下连续墙止水帷幕结构计算模型和计算方法,并研究了在正常使用条件下地下连续墙止水帷幕的力学特征,为具体工程的实施提供有利的参考。计算结果表明：①地下连续墙内力计算模型应考虑下方边坡开挖引起的被动土压力削减的影响;②地下水产生的静水压力是地下连续墙的主要荷载;③地层分布及土层物理力学性质对地下连续墙的受力条件具有较大影响,不同的工程地质条件下地下连续墙的内力分布差异较大;④通过实例验证了矿山边坡地下连续墙止水帷幕结构计算模型和计算方法符合实际工程地下连续墙受力条件,能够满足工程计算要求。     

陡倾斜基岩面条件下的基坑工程

通过基坑工程实例,介绍了一侧出露基岩(火山凝灰岩)而另一侧为深厚软土层(淤泥)、基岩面陡倾斜及主动土压力相差悬殊条件下的基坑支护设计和施工要求,为今后类似工程提供经验。     

应力水平和土体卸载影响深度的关系

模拟基坑开挖过程，由应力场变化方面入手分析开挖面以下粘性土体残余强度和静止土压力的规律性，以期确定土体开挖卸荷的影响深度。     

盾构密封舱土压预测及优化控制智能策略

盾构掘进过程中开挖面压力失衡易导致地表塌陷或隆起的灾难性事故。由于密封舱土压的变化情况与开挖面压力密切相关,因此精确预测及控制密封舱土压是有效预防开挖面压力失衡的关键技术之一。为建立密封舱土压的预测模型,首先从机理上对密封舱土压与掘进参数的关系,特别是刀盘扭矩对土压的影响,做了详细分析,以此为基础确定了密封舱土压模型新的输入输出参数。然后建立了依据密封舱压力传感器数据、基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的土压预测模型。并且基于此预测模型,以密封舱内四点土压预测值与设定值偏差最小为优化指标,采用粒子群算法（PSO）对控制参数进行在线优化,实时控制密封舱土压平衡。最后结合现场施工数据进行了仿真对比分析,验证了模型的有效性和准确性,为准确预测和控制密封舱土压,保证掘进过程安全提供了技术支持。     

似膏体充填开采防止高承压底板水突出研究

以曹庄煤矿81006工作面为试验研究对象,开展了以防止高承压底板水突出为目的的似膏体充填开采系统及工作面底板破坏深度探测研究。研制了以胶固料、矸石粉、粉煤灰为原料的充填材料,构建了地面及井下2部分充填系统,实现了物料的添加、搅拌、输送的自动控制。采用钻孔双端封堵测漏装置,对似膏体充填开采工作面(81006工作面)和顶板垮落法开采工作面(8812工作面)的底板破坏深度进行了现场实测。结果表明,在似膏体充填开采条件下,矿山压力对工作面底板破坏深度显著减小。基于"下四带"理论,分析了似膏体充填开采条件下矿山压力对底板破坏深度减少的机理,证明了似膏体充填开采是防止高承压底板水突出的有效措施。     

深井软岩岩巷综合机械化快速施工及支护技术

岩巷的快速施工受地质条件、机械化程度、施工技术等因素影响,岩巷机械化高效掘进和岩巷欠帐一直是制约矿井发展和安全开采的“瓶颈”.在深井高地压软岩岩巷掘进中,应根据巷道用途和服务年限进行地质分析,合理选择岩性、巷道层位和适应综掘的巷道断面、支护及皮带排矸等后配套系统,为综掘创造条件.通过工程试验表明,深井高地压软岩岩巷掘进...     

孔隙水压对充填体性能的影响

为探究大水矿山充填体的力学性能变化,将充填体试块置入高压水体中使其内部形成孔隙水压,研究孔隙水压下充填体的抗压强度、抗拉强度和含水量等指标的变化。试验以孔隙水压、浸入时间、充填配比和料浆浓度为主要影响因素,开展29组充填体强度试验。方差分析表明,料浆浓度和充填配比对充填体抗压强度影响极显著,孔隙水压影响显著;浸入时间对充填抗拉强度影响显著。相同充填配比和料浆浓度下的充填体抗压和抗拉强度随孔隙水压和浸入时间增长而下降,其中抗拉强度下降幅度较大。充填体含水量随孔隙水压增大而增大,增长趋势和充填体强度增大趋势相吻合。     

矿山巷道矿压数值模拟推演及监测技术研究

为进一步掌握矿山窄矿柱沿空掘巷成巷技术,提高资源采出率。针对具体的生产地质条件,通过矿压监测、数值模拟等手段分析了窄矿柱巷道掘进、工作面推进和二次采动窄矿柱支承应力分布特征及影响。结果表明：1)巷道掘进期间,巷道前50 m压力较大,尤其是巷道两帮移近较为明显,两帮最大移近量约200 mm; 2)巷道掘进阶段、采动影响时期,回风顺槽与上运输顺槽之间留设5 m矿柱,形成较大的应力集中,矿柱内最大垂直应力为21.38 MPa,工作面前后方矿壁内的垂直应力约为30 MPa,应力集中系数约为3,影响范围约为84 m,矿柱最大垂直应力为41 MPa; 3)受二次采动影响,矿柱内的应力约为40 MPa,与一次采动相比变化不大,而应力峰值出现在工作面前方的三角区域,最大可达57.4 MPa,表明该区域是工作面回采期间的防治重点。矿压监测与数值模拟结果较为一致,进一步证明了研究结果的可靠性。