基于弹性薄板理论的巷道层状顶板破坏的能量法分析

基于弹性薄板理论,利用能量方法对巷道层状顶板的破坏进行分析,阐述了层状顶板巷道围岩的变形破坏特征,得出顶板下沉的位移解析解,并进而确定了顶板岩层破坏的临界荷载.结果表明,用薄板理论研究层状顶板的下沉及应力分布规律是合理的.     

横向加劲肋对箱梁底板受力的作用分析

根据某连续刚构桥合龙段的空间模型,分析无加劲肋以及在跨中设置四道加劲肋时箱梁底板的应力状况,并研究加劲肋尺寸变化对箱梁底板受力的影响。结果表明：设置加劲肋对底板受力性能有很大的改善,特别是加劲肋对底板横向刚度的贡献,使得底板横向拉应力显著减小。底板横向应力对加劲肋高度变化较敏感,随着加劲肋高度的增加,横向拉应力逐渐减小;底板纵向应力对加劲肋宽度变化较敏感,随着宽度的增加纵向应力逐渐增大。     

地下采空区巷道及其回填的变形破坏机理研究

为了确定采空区巷道回填的合理宽度,对地下采空区巷道围岩变形破坏机理进行了研究。利用理论分析、数值模拟等方法研究不同回填厚度地下采空区巷道的变形破坏机理。计算结果表明:随着回填宽度的增加,回填上方的拱顶变形减小;与回填的内侧相比,回填外面显然遭受更大的压力,破坏首先出现在拱顶回填和拱顶的交接处;塑性破坏区主要分布在巷道内的顶板和底板;宽2 m的采空区巷道回填能够满足巷道变形的要求。     

巷道压力的岩石块体力学分析

运用岩石块体力学的原理对层状岩体中巷道的压力进行了分析，对岩层倾角与巷道围岩压力的关系进行了定量的说明，较好地解释了地下工程实际中存在的一些实际问题。     

设计参数对大跨径PC箱梁桥底板抗裂性能影响的试验研究与分析

箱梁底板设计参数取值不当是引起跨中底板开裂的重要原因之一。以不同底板的设计参数对大跨径PC箱梁桥底板受力性能的影响分析为基础,结合对国内65座主跨超过150m的大跨径PC桥梁顶底板构造参数的统计分析,设计了不同底板宽度的大比例试验模型,以此对底板宽度对大跨径PC箱梁桥底板抗裂性能的影响进厅试验研究和分析。并以此为基础,对大跨径PC桥梁的底板宽度设计做出相应的规定。     

飞机主起落架构型对道面力学响应的影响

为给飞机和跑道的优化设计提供参考和理论依据,基于弹性层状体系理论,建立了水泥混凝土跑道的三维有限元模型;选取了2组荷载水平相当、主起落架构型差异明显的飞机,对比分析了飞机主起落架构型变化对跑道全宽度位移、应变、板底拉应力以及土基响应深度的影响.模拟结果表明:当荷载相同时,主起落架上机轮总数越多,水泥混凝土道面板位移峰值、板底最大拉应力越小,起落架构型差异导致的道面板位移峰值相差13%左右,板底拉应力相差达35%;起落架间距越小,荷载作用区位移曲线越平缓,荷载作用区拉应变越小,土基响应深度越大,起落架构型变化导致的荷载作用区拉应变相差12%,土基响应深度相差14%;主起落架构型变化对距离荷载作用位置较远区域的竖向位移基本无影响.      

泡沫混凝土在桥头台背回填工程中的数值分析

为了得到泡沫混凝土在桥头台背中的应用效果,采用数值分析方法模拟了30个不同工况下填土和桥头桩基的水平、竖向位移变化情况,得到以下结论:随着泡沫混凝土置换宽度的增加,土体的水平位移出现明显下降,土体的竖向位移最大值基本保持不变;桥头桩基的底部和顶部位移方向相反,底部向右运动且值最大,顶部向左运动;随着泡沫混凝土置换宽度的增加,桥头桩基的最大水平位移、最大竖向位移都逐渐减小,且靠近填土侧桩基沉降要大于另一侧的;随着换填高度的增加,桩基最大水平和竖向位移均呈现出线性增长,换填处于20～80 m时桩基水平位移减小明显,当换填宽度小于60 m时,桩基竖向位移减小明显。     

基于BOTDR的煤层底板突水温度场监测模拟研究

针对采煤工作面底板突水过程中常会引起突水区域温度场的异常响应,利用分布式光纤测试技术对温度场变化捕捉敏感的特性进行测试。通过设计光纤底板温度场测试传感装置,构建测试地质地球物理模型,对底板突水所引起的岩层温度场的变化进行测试模拟。结果表明:分布式光纤测试技术能很好分辨底板水导升过程中水温改变所引起的温度场变化特征,且对突水区域范围判断快速、有效。     

层状围岩隧道受力特征分析及支护参数确定

当隧道在层状围岩中通过时,根据隧道轴线方向与岩层的空间关系不同,往往引起偏压等问题,从而使支护受偏压荷载。目前《公路隧道设计规范》中建议的隧道复合式衬砌设计参数主要针对普遍地质情况,而对于层状岩体中的公路隧道支护参数没有具体规定。采用数值分析的方法,建立相应的计算模型,系统分析了不同倾角情况及隧道轴线与岩层走向不同夹角下层状岩体隧道的受力特征,提出了不对称支护参数设计理念,并初步确定了不同岩层倾角下隧道的支护参数。     

采空区对高速公路路基变形的影响

对采空区路基路面建立模型,研究了开采宽度和开采厚度对路基变形的影响.研究结果显示,路基的最大沉降量和水平位移随着开采宽度的增大而增大,且增幅较大;路基路面各种位移和变形值随着开采厚度的增大而增大,采空区路基路面位移和变形值的大小与开采厚度正相关.     

围岩监测信息在隧道工程中的应用

以北京一承德高速公路某隧道工程实践为研究背景,在隧道围岩动态地质跟踪调查的基础上,利用常规的围岩位移监测、应力监测以及现场点荷载试验.可及时得到施工过程中围岩变化的综合信息.围岩位移与应力等监测信息为隧道信息化设计和施工提供了依据,是隧道信息化施工、设计的重要手段,对山区高速公路隧道的设计与施工具有一定的参考意义.     

公路类圆形隧道应力分布的时变反分析

隧道开挖过程中,隧洞围岩的应力应变场是时间和空间的函数.由应变构建的时变本构模型,运用位移反演方法,依据各步开挖后拱顶及水平收敛和深部测线量测位移,对隧道开挖引起的时变应变分布进行辨识.通过构造应变分布函数直接反演洞周应力分布的时变过程,尝试用增量法实现动载荷动态分布参数的反分析.     

超深层黄土滑坡作用下既有隧道结构体系力学特征

黄土地区滑坡灾害频发,滑坡尤其是超深层滑坡对既有隧道结构受力变形有重要影响,隧道滑坡体系变形特性、力学响应一直是学术界和工程界关注的焦点.?以某超深层滑坡地质灾害中的铁路隧道工程为依托,建立了"超深层黄土边坡-滑带-隧道"FLAC3D三维数值模型;利用基于位移突变的局部强度折减法模拟坡体失稳临界状态;针对不同滑带隧道相...     

深埋隧道穿煤段围岩变形特征研究

根据某隧道穿煤段（C2煤层）的工程实例,结合围岩位移、围岩内位形、锚杆轴力和钢拱架压力等现场监测,而进行的有关隧道穿过煤段围岩-支护结构的变形特征的分析结果表明：围岩位移变形分为急剧增长、缓慢增长和趋于稳定三个阶段：受高应力与岩体结构的影响,拱顶下沉为水平收敛的3倍,且初期下沉快,下沉时间长;围岩浅部较深部变形快且大．松动圈半径为2．5m～3．0m。该研究结果为深埋隧道穿越煤段设计和施工提供了重要的科学依据。     

核心土对软弱围岩隧道掌子面稳定性的影响

针对黄土地区山岭双线隧道软弱围岩稳定性较差的问题,通过三维有限元方法系统地分析了台阶长度及核心土长度、宽度对隧道掌子面的纵向位移、塑性区纵向深度和横向大小的影响.得出一些对黄土地区软弱围岩山岭双线隧道具有实际指导意义的结论.     

地铁隧道邻近地裂缝带的地震响应

采用数值模拟方法, 在不同震级人工地震波作用下, 研究了具有近距离平行地裂缝的地铁隧道的加速度、位移和内力特征, 计算了地裂缝的影响区域、围岩动土压力变化规律和隧道与围岩接触动土压力变化规律。研究结果表明: 在地表距隧道水平距离约25~50m范围内加速度响应存在一个附加放大区域; 当输入地震动强度较小时(50年超越概率为63%), 地铁隧道拱顶和拱底处相对水平位移都较小(约为0.39mm), 但随着输入地震动强度的增大(50年超越概率为2%), 拱顶和拱底的相对水平位移均逐渐增大, 最终增大至1.53mm; 在地震动作用下, 隧道结构的左、右拱肩和拱脚处的轴力都较大, 其中右拱脚处的轴力最大, 为1 926kN; 隧道结构的左、右拱腰处的弯矩和剪力都较大, 其中最大弯矩与最大剪力在右拱腰处, 分别为78.54kN·m与1 830kN; 随着地震动强度的增大, 隧道结构的内力逐渐增强; 地裂缝附近的动土压力较大, 并向两侧逐渐减小; 在中震作用下隧道拱顶处, 地裂缝上盘影响宽度为25m, 下盘影响宽度为20m, 在拱底处, 地裂缝上盘影响宽度为26m, 下盘影响宽度为22m;在大震作用下, 地裂缝上、下盘影响宽度较中震时增大约35%;地裂缝附近的隧道拱顶和拱底的动土压力变化规律与无地裂缝时基本一致, 但隧道结构附近的动土压力较大, 其最大值为138kPa; 在地震动作用下, 隧道结构拱腰处的接触动土压力增量较大, 右拱腰处即靠近地裂缝一侧最大, 增量为45.27%, 拱顶次之, 增量为13.41%, 拱底最小, 增量为6.86%。      

基于进化神经元算法的堡镇隧道软弱围岩施工弹塑性智能位移反分析

结合宜万铁路堡镇隧道的施工,将BP神经网络和遗传算法引入特长隧道软岩段的施工位移反分析,采用遗传算法自动搜索BP神经网络训练效果最优的参数,建立起反映围岩变形与岩体物理力学参数及初始地应力之间高度非线性、不确定的GA-BP智能模型,然后采用遗传算法在岩体物理力学参数和初始地应力取值范围内,搜索BP神经网络预测围岩变形与实测围岩变形最接近的参数组合,取得反演获得的岩体物理力学参数和初始地应力.从堡镇隧道应用结果来看,这种进化神经元算法反演结果可以满足隧道施工的需要,并为类似工程提供了借鉴.     

大跨隧道双侧壁导坑法施工力学行为研究

结合某城市道路,对大跨隧道双侧壁导坑法施工进行了弹塑性数值模拟,探明了施工过程中国岩深部位移、围岩稳定性,以及衬砌结构的受力特性.研究表明,围岩等级较高,围岩条件差的情况下,采用双侧壁导坑法在技术上是可行的,并且能够很好的控制施工过程中围岩的稳定.     

公路隧道围岩稳定位移与突发失稳时间预报研究

从公路隧道开挖围岩变形位移历时曲线的特征出发,采用灰色Verhulst生物增长模型来预报其围岩变形的趋稳位移,用Verhulst反函数模型来预报围岩变形的突发失稳时间;实例研究结果表明,它们都具有较高的预报精度.     

铁路隧道洞口合理抗震设防长度

为确定隧道洞口段衬砌的合理设防长度,使隧道结构抗减震性能达到最优,以单线140 km/h、跨度6.4 m的铁路隧道为例,采用数值模拟方法,建立了隧道洞口段的动力分析模型;分析了围岩条件、衬砌物理力学参数等因素对地震作用下隧道洞口段衬砌内力响应的影响,讨论了围岩加速度响应和衬砌结构内力响应规律.数值模拟结果表明:距离超过洞口段3倍隧道跨度后,衬砌结构内力响应明显减小;振动台试验结果表明:洞口段抗震设防长度为3倍隧道跨度时,减震效果显著,验证了抗震设防长度的合理性.