砂土地层盾构法施工的地层适应性模型试验研究

随着地下空间开发需求的持续高涨,盾构工法已越来越成为一种主要的施工方法。但是由于各地区土层特性的差异,反映在盾构机工作参数的变化上也不尽相同,所以,很有必要开展盾构机工作参数针对特定地层的适应性研究。为此,以上海地区的粉砂地层为参照原型,将相似理论和模型试验的方法成功地应用于盾构模型试验方案的设计;在此基础上,进行了不同地层条件下,盾构机不同工作参数组合的掘削试验,并通过对试验结果的分析,得出了一些有益的结论,从而能更好地为盾构适应土层性质服务。     

均匀软质地层条件下土压平衡盾构施工的合理顶进推力分析

应用数学和力学方法,从土压平衡盾构的掘削工作机理入手,研究顶进推力的计算方法及其影响因素。开展土压平衡盾构的掘削模型试验,研究在不同埋深、不同刀盘开口率以及不同土性时的千斤顶顶进推力的变化规律,并对前述理论研究成果加以验证。结合地铁隧道工程实例,应用推导的推力计算公式预测盾构推进过程中的顶进推力,取得了较为满意的结果。     

上海复兴东路越江隧道联络通道施工过程的三维有限元与智能分析

在上海复兴东路越江隧道进行联络通道施工时,位于浦东的上层联络通道布置了一部分倾斜冻结管进行了冻结法施工.用倾斜冻结管进行联络通道冻结法施工,目前还找不到成熟的理论来计算其温度场和应力场,但温度场和应力场的精确计算对确保联络通道施工的安全性和经济性非常重要,基于此,用三维有限元方法对温度场进行了计算模拟,然后与现场测试结果进行了对比,对比结果表明,有限元计算的温度场有很好的精度.又采用自行开发的自适应神经网络专家系统软件对温度场进行了预测,预测结果令人满意.选取最合理的模型参数值通常是很困难却又很重要的,研究温度场对计算参数的敏感性对获得合理的计算参数非常重要,为此,讨论了温度场对计算参数和相关指标的敏感性.最后,用模糊控制器给出了施工预控制方案.研究结果对隧道工程施工技术和冻结法施工技术的发展很有助益.     

不同锚固方式下软弱破碎岩质边坡渐进破坏特性的模型试验研究

在软弱破碎岩体中进行人工边坡开挖,往往因局部坡体应力集中或变形过大而导致边坡失稳破坏,为此需要采用大量的锚杆加固岩体。为进一步了解该类边坡的变形破坏机制及其支护加固效果,以 Ⅳ 类围岩为参照对象,将其等效为单一均质地层,并根据相似理论建立其地质力学模型,随后开展了不同锚杆加固方式下岩质边坡破坏特性的试验研究。试验结果表明,当不采取加固措施时,软弱破碎岩质边坡的塌方主要是由于坡顶岩体的张拉和坡脚岩体的压剪共同作用的结果,且往往呈渐进性破坏机制;当采取锚杆加固时,一方面,锚杆加固可有效提高边坡岩体的承载能力和抵抗变形能力,锚杆的作用主要体现在抗剪止裂和抗拉伸两个方面,另一方面,不同的锚杆直径、锚杆长度和锚固间距对边坡岩体的加固效果和最终破坏模式有较大影响。     

水平动力荷载下单桩动力分析模型研究

针对在强烈的地震运动过程中,桩周土将产生较大的非线性应力和位移,桩基的动力响应呈现非线性的情况,在Winkler地基梁模型的基础上,引入描述迟滞非线性系统本构关系的Bouc-Wen经典模型,介绍了单桩非线性动力响应的简化分析模型及模型相关参数的假定,以使计算过程得到简化。     

软土地区超深基坑变形特性离心模型试验研究

以上海某挖深38m的超深基坑工程为背景,利用离心模型试验研究了两组类似工况下超深基坑的围护结构变形、土压力变化、地表沉降等性状,同时也探索了主要工程性状的内在联系,并与现场施工实测数据结果进行了比较验证。试验结果表明:两组类似工况下超深基坑的开挖性状近似,其中,围护结构变形随开挖的进行而加大,在开挖后期水平位移最大值不再增大,只是最大值点下移,最大值点基本位于开挖面附近;围护结构后侧的土压力的变化值较好地吻合围护结构自身的变形状态;地表位移呈沉槽状,槽底随开挖的进行而逐渐加深并外移,试验结果与实测数据吻合。     

混凝土冻结特征温度预测方法研究

根据已有文献的试验数据建立了混凝土孔隙结构分析的数学模型。基于孔隙结构的研究结果,提出了在冻融循环下混凝土中形成冰晶核的温度和混凝土冻结特征温度的预测方法。预测值与现有的试验观察数据有很好的一致特性。该预测方法可以可靠地用于评估混凝土的状态,判别其处于安全状态还是亚安全状态。     

侧向荷载作用下砂土与粘土中桩的受力性状研究

采用p-y曲线法对砂土与粘土中侧向受荷桩进行非线性分析。对于砂土与粘土采用不同的p-y曲线模型,并用m值和统一极限抗力作为模型参数。通过有限差分法与迭代方式进行计算,迭代过程中将土体变形分为弹性区与塑性区,建立全新的计算模型。利用Fortran语言编程,分别对粘土与砂土中侧向受荷桩的受力性状进行分析计算。将计算结果与实例进行对比分析,证明该模型适用于砂土与粘土中桩基的计算。     

损伤钢筋混凝土U形梁的非线性动力特性识别研究

为研究钢筋混凝土U形梁非线性动力特性与其损伤程度之间的关系,本文对一根1∶10缩尺比例的简支钢筋混凝土U形梁进行了静动测试验。通过静力加载对梁造成不同程度的损伤,在各级损伤加载条件下,对U形梁进行动测试验,采集加速度-时间信号,通过滤波和EMD分解出各状态下的一阶、三阶频率信号,用Hilbert变换识别出各状态下的一阶和三阶振幅-时间曲线和频率-时间曲线,最终得到频率-振幅图和归一化频率-振幅对比图。通过分析得到钢筋混凝土U形梁的非线性动力特性与其损伤程度之间的关系,以及对于完整性要求很高的结构可以利用其非线性振动特性来进行损伤检测,而对于一般的U形梁或其他结构单独使用非线性振动特性来进行损伤识别是不可靠的,可将其作为一种手段预警结构损伤并与其他检测方法结合使用的结论。     

三峡库区滑坡的水文地质分析

三峡库区滑坡灾害发生频繁,这些滑坡灾害对当地的经济建设和生命财产造成了很大的危害,如何对滑坡进行有效的预测预报成为滑坡减灾防灾的关键。降雨是触发三峡库区滑坡的重要外动力因素之一。通过这一地区预警站——秭归二级站的多年降雨量与剖面排桩观测资料的数据统计和相关性分析,可以发现当降雨量达到某一特定值时,滑坡容易发生。根据秭归县的地形地貌、地质构造和岩性组合等特点,初步对郭家寨和李家湾这两个预警点进行分析,利用统计方法得出两个观测点在不同降水条件下的排桩变形。分析结果表明:由于地质环境以及岩性的不同,达到滑坡所需要的降雨量存在差异,基于月降雨量的统计分析可望实现对突发性滑坡进行实时有效的预报。