埋深及断面尺寸对隧洞围岩稳定性的影响

埋深及断面尺寸是影响隧洞围岩稳定性的重要因素.基于卸荷岩体力学理论,利用有限元分析程序ANSYS和大型岩土工程差分软件FLAC3D,对不同埋深和不同断面尺寸隧洞围岩的稳定性进行了模拟分析.结果表明:随着埋深的增大卸荷作用对隧洞围岩变形的影响越来越大;在埋深由小变大过程中,围岩经历了“压力拱”出现和消失过程;断面尺寸对浅埋隧洞围岩稳定性的影响较小,对深埋隧洞围岩稳定性有较大影响,并且随着埋深的变化其影响表现出不同的规律.     

松砂中倾斜锚板上拔承载特性模型试验研究

以福建标准砂为填料,对松砂中倾斜锚板的上拔承载特性进行了试验研究,采用数字图像相关技术分析了上拔时锚周土体的变形特性,重点探讨了锚板倾斜角度(倾角)和埋深比的影响。试验结果表明：对同一倾角,锚板上拔力峰值和所对应的位移水平均随着埋深比的增加而逐渐增大;对同一埋深比,随着锚板倾角的增加,上拔曲线发展形态基本一致,但埋深比的变化会对曲线形态产生影响。在较大埋深比条件下,锚板倾角对上拔承载力的影响具有区间效应,即当倾角约为10°时,上拔极限承载力最小,数字图像分析表明,此现象与不同倾角锚板上拔时竖向和侧向土体抗力的不同发挥机制密切相关。     

断面尺寸对节理岩体隧洞位移的响应

通过对不同断面形式、不同尺寸、不同埋深下的节理岩体隧洞进行分析研究,模拟研究了节理岩体隧洞围岩位移受断面尺寸影响的规律,其中隧洞断面形式考虑了城门洞形、正方形、圆形3种。结果表明:一般情况下,在隧洞埋深或断面尺寸增大时,围岩关键点位移增大;当隧洞埋深与断面尺寸均增大时,围岩关键点位移增大更为显著;在相同埋深下,围岩关键点位移随隧洞断面尺寸的增大而增大;在仅埋深变化和仅隧洞断面尺寸变化时,洞底关键点最大位移可能相同,这种情况发生的概率很小且只发生在洞底部位;正方形隧洞受断面尺寸影响最大,而洞底是受断面尺寸影响最小的部位。     

蒸渗计法降水入渗补给系数变化规律分析

利用三个实验站的地中蒸渗计实测资料,对降水入渗补给系数变化规律进行了综合分析,结果表明:降水入渗补给系数随地下水埋深、降水量有明显的规律性,并且存在最佳埋深.当地下水埋深小于最佳埋深时,降水人补给系数随着埋深的增大而增大,当地下水埋深大于最佳埋深时随着埋深的增大而逐渐减小并趋于稳定;降水人渗补给系数随降水量的变化一般呈反"S"型曲线.     

管土相对刚度对沟埋管道竖向土压力影响研究

通过建立管道、回填土、地基的有限元分析模型,研究不同管土相对刚度对管顶竖向土压力的影响。结果表明:管顶填土竖向位移随着管土相对刚度的增大逐渐增大;在相对刚度较小时,随着埋深的增大,管顶竖向位移变化较小;埋深较浅时,管土相对刚度对管顶竖向土压力影响较小,当埋深大于4.5 m时,随着管土相对刚度的增大,管顶竖向土压力明显增大。     

膨胀土膨胀变形试验研究

为了研究不同注水方式对膨胀土膨胀量的影响,以及大尺寸重塑膨胀土浸水膨胀的变化规律,取某高速铁路地基膨胀泥岩重塑土样,进行开孔与不开孔的膨胀土浸水膨胀试验,并对不同厚度的大尺寸膨胀土试样进行浸水膨胀变形试验。试验结果表明:开孔注水与不开孔注水的膨胀土膨胀时程曲线有很大不同,开孔注水的土样膨胀时程曲线可以分为初始快速膨胀、减速膨胀、趋于稳定3个阶段;不开孔注水的土样膨胀时程曲线可分为初始缓慢膨胀、快速膨胀、减速膨胀和趋于稳定阶段4个阶段。分析得到土样损失体积率与膨胀量损失量的关系。不同厚度的大尺寸膨胀土试样膨胀时程曲线整体呈外凸形增长趋势,并且每级注水后,膨胀量也呈外凸形增长趋势;大尺寸膨胀土试样的真实膨胀量随着厚度的增加而增大,但增幅减小,真实膨胀量随着上覆荷载的增大而减小,减幅也降低。     

穿江管道对堤防渗透安全的影响研究

穿江管道从堤防下方穿越时改变了渗流场,可能影响两岸堤防的安全。采用数值模拟方法,重点分析在不同渗透系数下穿江管道埋深和穿越位置对堤防渗透安全的影响,首先采用ANSYS软件建立有限元模型,然后通过有限单元法计算渗流场,并根据临界水力坡降判断堤防的渗流稳定性。数值模拟结果表明:管道的穿越位置与地层渗透系数对堤防地基最大渗透坡降影响显著;穿越位置距堤脚越远、地层的渗透系数越小,最大渗透坡降就越小;穿越位置最好布置在堤防背水侧距堤脚70 m以外;管道的埋深对渗透坡降影响并不明显。最大渗透坡降易出现在渗透系数差别较大的两种材料接触的地方,如管道出(入)土点与地层相交处、堤防堤脚与地基交界处,这些部位需重点进行防渗处理。     

不同微润管埋深土壤水分入渗特性及对小白菜根系生长的影响

为探明微润灌条件下微润管不同埋深对土壤水分入渗及作物根系生长的影响,分别开展了室内土箱入渗试验和室外大棚小白菜种植试验,设置了3个不同埋深处理:T1(埋深10 cm)、T2(埋深15 cm)、T3(埋深20 cm),室内入渗试验考察不同微润管埋深对土壤水分累计入渗量、土壤湿润锋运移的影响,室外试验考察不同微润管埋深对小白菜主根长、主根直径、根体积、大于2 mm的一级侧根数等根系指标的影响。室内试验结果表明:3个处理单位长度微润管的累计入渗量都随着时间延长呈线性增加趋势,T2入渗速率最大,T3最小,T1、T2分别比T3大43.48%、67.55%;各埋深处理水平方向上的湿润锋向右运移规律和向左相同,T1、T2扩散速率要远大于T3,且T1T2;在湿润锋向上运移到达地表之前,各埋深处理湿润锋垂直向上和向下运移规律基本相同,重力作用影响不明显,扩散速率均为T1T2T3;湿润锋形状变化过程方面,T1由上下方向长度较大的椭圆逐渐过渡到水平方向长度较大的椭圆,T2为上下方向长度大于水平方向长度的椭圆,T3先为水平方向长度大于上下方向长度的椭圆,然后逐渐过渡到上下方向长度大于水平方向长度的椭圆。室外大棚试验结果表明:除主根长指标外,其余根系指标微润管各埋深处理均好于地面漫灌,且微润管埋深15cm时对小白菜根系发育最有利。研究成果可以为相关生产实践提供支持。     

重塑黄土与植物根系界面摩擦离散元分析

油松作为一种植根于黄土地区的常见植物,在提高黄土强度方面起重要作用。为了弄清油松根系在黄土地区的固土效应,本文采用离散单元法(Distinct Element Method)模拟根系拉拔试验,分析了法向压力、根系埋深、含水率对根-黄土界面摩擦力学特性的影响。结果表明:拉拔试验中,根-黄土界面峰值强度、残余强度随着法向力的增大而增大;峰值强度、残余强度随着根系埋深的增加而增大;随着含水率的降低,根-黄土界面峰值强度、残余强度呈增大的趋势。     

地震波入射方向对地下岩体洞室动态响应的初步分析

利用FLAC^3D初步分析了不同埋深、不同地应力条件下以及同一埋深、同一地应力条件下地震波的入射方向对地下岩体洞室的影响。分析结果表明,在埋深为200赫时,侧压系数为2和侧压系数为2,不同埋深两种条件下,位移响应均随入射角的增大而先减小后增大;在同一埋深、不同地应力条件下,当侧压系数〈1,随地应力和入射角的增大．位移先增大后减小,侧压系数〉1时,相反。     

分层地基环境下海上风电大直径单桩基础水平承载特性分析

依托某海上风电项目,针对几种典型地层条件通过数值方法研究分层地基环境下单桩水平承载性能影响因素并进行参数敏感性分析。首先,在用钢量恒定情况下,桩径对单桩水平承载力影响最大,且这种影响随着桩径增大而显著增大;其次,随着埋深的增大,水平承载力先增大而后趋于稳定;再次,桩周浅层土体弹模对桩基承载力亦影响较大,且桩径越大,其影响越明显且不能通过增加埋深来抵消。与均质地层相比,水平承载力在上劣下优地层中下降最为明显,在上优下劣及中夹差土地层中降幅较小。实际工程中除增大桩径或桩长,亦可对单桩周边浅层土体进行加固以提高水平承载性能。     

流激振动作用下穿管堤防渗流分析

以广东省某穿管堤防为例，建立三维管道-堤防有限元模型来进行计算分析。根据现场实测振动响应数据进行荷载反演得到流激振动荷载，计算流激振动对管周土体的最大扰动范围，在该影响范围内进行流激振动荷载对穿管堤防渗流场的影响分析。结果表明：流激振动荷载作用下管周土体渗透系数增大，穿管堤防浸润线明显升高，且穿管导致堤防下游坡面渗流区域出现扩大现象；穿堤管道导致堤防最大渗流速度成倍增加，且中部穿管工况的堤防渗流速度与渗透力最大；管周土体孔隙压力随着管道埋深的加深而增大，在堤防下游坡面位置处有急剧下降趋势；对中部穿管工况进行防渗措施数量、尺寸敏感性分析可得，堤内管道全程布置外包混凝土为最优布置工况，正方形外包混凝土边壁至管壁的厚度选定为0.3D,正方形截渗环边壁至管壁的厚度以0.6D～0.75D为宜，截渗环的数量选定4个及以上为宜。     

水平定向钻施工工艺对堤防稳定的影响分析

随着穿河管线铺设工程数量的快速增长,为保障水平定向钻穿越河道时堤防的安全稳定,科学分析和评价水平定向钻施工对堤防安全的影响是十分必要的.根据对水平定向钻穿越堤防施工工艺的分析,提出Bishop修正公式,用于分析水平定向钻扩孔施工工序对含软弱土层堤防的扰动程度.分别研究水平定向钻穿越设计中的埋深、管径、出土角、入土角和堤...     

基于水平定向钻施工对堤防安全稳定影响的多因素综合分析

为保障水平定向钻穿越河道时堤防施工期的安全稳定,科学分析和评价水平定向钻埋管技术对堤防安全的影响是十分必要的.在分析水平定向钻穿越堤防工艺基础上,采用FLAC3D有限差分软件,建立适用于含软土层堤防的典型计算模型,进行扩孔施工对该类堤防的扰动分析,提出管道埋深、管径、穿越位置、堤防迎水坡坡比等因素,对堤防安全稳定的敏感...     

河堤工程防渗效果敏感性分析

堤防工程在防止水体渗透方面起着重要作用。本文基于Geo-studio渗流软件中的seep/w模块对堤防工程的防渗效果进行了敏感性分析,探究了河道水位、入渗历时、坝基埋深、坝基宽度等因素对堤防工程防渗效果的影响。结果表明：随着河道水位高度的增加,坝体截面水头分布线整体下移、左移,河水更易入侵坝后土体;入渗历时对于河水流速及水压的影响较大,入渗时间越长,流速与水压越低;坝基埋深与坝基宽度对于防潮堤防渗性能的影响较大,当坝基土体将渗透系数较大的土层隔断时,防潮堤可较好地抵挡河水的侵蚀,并发挥其最优性能。在本文工程背景下,最优坝基埋深与最优坝基宽度分别为4.5m与30m。     

不同尺寸混凝土的动态峰值应力-应变关系及峰后软化特性的研究

采用电液伺服大型多功能动静三轴仪对不同应变速率(10^-5/s,10^-4/s,10^-3/s,10^-2/s)下不同尺寸(150,300,450 mm)的立方体混凝土试件进行单轴动态压缩试验,对不同尺寸混凝土动态物理力学参数(峰值应力、峰值应变)、实验破坏机理及峰后应变软化进行分析,并对不同尺寸混凝土在不同的应变速率下的软化性能进行研究。研究结果表明混凝土峰值应力、峰值应变都随试件尺寸增大而降低;混凝土强度随着应变速率的增加而增加;峰值应变后,随着试件尺寸增加,应力-应变曲线斜率绝对值增加,延性减小;试件尺寸为150 mm混凝土的软化现象随着应变速率的提高而愈加明显,且软化程度呈增加趋势,试件尺寸为300 mm和450 mm混凝土的软化现象随着应变速率的提高而变得越来越弱化,当应变速率增加到一定值时,软化现象又变得明显;在同一应变速率下,随试件尺寸的增加软化现象越来越明显。     

辽宁地区潜水蒸发规律试验研究

文中通过试验研究得出,辽宁地区潜水蒸发为:①随地下水埋深的变化规律是当潜水埋深很小时,潜水蒸发随潜水埋深的增大而变化不大;②随土质特性变化的规律是在潜水埋深较浅时,土壤颗粒越粗,潜水蒸发量越大;③随作物生育期变化的规律是潜水蒸发量随着埋深的增大而减小;④随降雨变化的规律是潜水蒸发受降水影响,在地下水埋深小于1.0m范围内表现较为明显。     

水平荷载下饱和软黏土中裙式吸力基础承载特性

海上风力资源的开发目前是世界各国关注的能源热点问题。裙式吸力基础能有效提高基础的水平承载力及显著控制所产生的水平位移,非常适合作为海上风电塔架的基础。针对裙式吸力基础在饱和软黏土中的水平受荷情况,采用数值分析的方法,讨论了不同裙尺寸对裙式吸力基础的水平承载力、周围土体变形、转动点位置的影响。研究发现:裙式吸力基础水平承载力比传统吸力基础有显著提高,且随裙高和裙宽的增大而增大;对比传统吸力基础,裙式吸力基础达到极限承载力时,对周围土体的影响范围更大,然而沿加载方向基础前侧土体隆起量明显小于传统吸力基础;增大裙高,基础达到极限承载力时转动点沿基础埋深发生上移。研究成果对作为风电塔架的裙式吸力基础设计具有一定参考价值。     

山西省盆地2006—2010年地下水动态分析

根据山西省水资源短缺、地下水超采严重的现状,分析了影响地下水变化的因素,采用2006—2010年5个盆地222个测井地下水埋深(水位)资料,复核2004年山西省第二次地下水资源调查评价之后的地下水变化,重点分析了地下水埋深变化、发生水位下降的区域及对局部地下水流向的改变。结果表明:2006—2010年山西省盆地内地下水位总体呈下降趋势,埋深增大,超采区局部有所缓解;各盆地地下水埋深季节性差异明显,不具有一致性;大同、临汾、长治盆地分别有85%、71%、90%的测井地下水埋深增加,太原盆地地下水埋深存在剧烈变化的测点;盆地地下水流向没有发生根本性改变。     

竖向条形锚板水平拉拔承载规律试验研究

针对竖向条形锚板的拉拔承载研究存在人为区分浅埋、深埋,且界定标准及对力学模型的对称性认识不统一等问题,为了理清锚板拉拔承载随埋深的演化机理,基于数字照相测量技术对砂土中竖向条形锚板的水平拉拔问题开展模型试验研究,就拉拔极限承载力及板前土体位移变形特性随埋深比的变化规律进行分析。试验研究采用自制试验装置开展了14种埋深比工况下的水平拉拔试验,并获得了相应的荷载位移曲线。试验过程中对板周区域进行拍摄,并通过数字图像分析技术构建拉拔过程中板周土体的位移场。结果表明:中密砂中竖向条形锚板的水平拉拔极限承载力随着埋深比的增加而增大,速率由快趋缓,归一化后的承载力比可用埋深比的二次多项式进行表达。随着埋深比的增大,极限拉拔下板前砂土的位移场形态总体上表现出由非对称逐渐向对称连续变化的规律,并可用上下包络角来反映;上包络角基本不随埋深比发生变化,始终保持在(π/4+φ/2)+π/2左右;下包络角则随着埋深比的增加非线性增大,并最终趋于和上包络角相等,范围介于π/2到(π/4+φ/2)+π/2之间。研究成果可为条形锚板水平极限拉拔力学模型的构建提供新的依据。