降雨强度、降雨历时对高速公路边坡稳定性的影响

为探究不同强度降雨在不同降雨历时下对边坡稳定性的影响,采用数值模拟软件Geo-studio的Seep/W和Slope/W模块,进行了边坡在四种不同降雨强度下的二维渗流与稳定性分析。将Seep/W计算所得孔隙水压力与体积含水率分布导入Slope/W,从而计算出边坡的稳定安全系数。数值计算结果显示:降雨历时、降雨强度对坡体稳定性均有不同程度的影响,在此基础上有针对性地提出了增设平台排水沟、植草灌等防排水及防冲刷措施。     

基于有限元强度折减法分析主应力方向对隧道稳定性的影响

以有限元强度折减法为基础,文章采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法研究了主应力方向对砂岩隧道稳定性的影响规律;数值模拟采用ABAQUS软件计算了直墙拱形隧道在不同主应力方向下的稳定系数和积分点上的塑性应变,计算结果与模型试验结果吻合较好。研究结果表明:有限元强度折减法能够很好地应用于隧道的稳定性分析;主应力方向对隧道的稳定性具有很大的影响;如果仅考虑主应力方向这单一因素对隧道整体稳定性的影响,当主应力方向与隧道断面夹角为45°时,隧道模型的整体抗压强度最低,稳定系数Fs最小,此时隧道稳定性最差。     

三轴压缩条件下千枚岩力学及扩容特征分析

岩石在变形破坏中具有扩容特征。文章以千枚岩为研究对象,通过室内岩石常规三轴压缩试验,揭示了节理夹角为5°～45°影响下小角度节理千枚岩的强度与扩容特征。结果表明:(1)岩石的特征点应力随围压的增大而增大,其扩容特征随之减弱;(2)岩石的峰值应力随节理面与最大主应力夹角的增大而减小;在节理夹角为5°～45°范围内,闭合应力、起裂应力、损伤应力在θ=5°时最大,在θ=25°时出现最小值,之后随着角度增大而增大;(3)采用扩容指标Id量化描述扩容特性,扩容指标具有围压效应,即扩容指标与围压呈良好的负指数型分布;小角度时,各围压下岩石扩容率差异性更大;(4)在节理夹角为5°～45°范围内,md系数与角度呈线性关系,可以描述扩容指标随围压分布的分形特征,体现了角度对岩石扩容随围压差异性的弱化。     

高地应力地区隧道围岩分级研究

隧道围岩分级是隧道施工的重要指导依据,尤其在高地应力地区其对施工的影响是不可忽略的。文章首先介绍了地应力侧压力系数、最大水平主应力方向与洞轴线的夹角α对隧道围岩分级的影响情况,然后通过增加最大主应力方向与洞轴线夹角指标对地应力进行了修正,并且在公路隧道设计规范的基础上,对Ⅲ,Ⅳ和Ⅴ级围岩增加了亚级分级,更准确地对隧道围岩分级进行了定级。在此基础上,以谷竹高速公路大坪山隧道为工程实例,利用考虑增加地应力大小及方向的方法对其围岩分级进行了修正,得到了与实际开挖较相符的结果。     

钢纤维喷混凝土隧道衬砌作用机理的探讨

近年来,随着钢纤维喷混凝土应用的日益推广,其有关的理论及试验研究也越来越深入,但从总的趋势来看,理论研究还是落后于钢纤维喷混凝土的实际应用.文章对钢纤维喷混凝土作为隧道衬砌的作用机理从试验研究、理论模型及实际应用几个方面进行了探讨,建立了塑性铰力学计算模型,并对实际隧道工程进行了计算.     

下穿立交结构的盾构隧道围岩安全评价的均值与非均值模型

隧道围岩稳定性评估是地下工程建设与维护所面临的重要课题之一。基于此,文章从材料特性角度分别建立均值和非均值数值模型,针对沈阳地铁2号线1标盾构隧道下穿立交结构的围岩安全稳定性进行评价。其中,均值模型侧重于分析围岩变形、应力变化和塑性区分布特征,并结合实测数据对其计算合理性进行验证;非均值模型侧重于围岩体细观破坏过程,采用具有残余强度的弹塑性损伤本构模型及其破坏单元材料性质退化方法,模拟隧道围岩强度折减下的渐进破坏过程及声发射规律,并计算出整体结构安全系数。同时,借助声发射(AE)规律,探讨了类似工况下隧道围岩破坏模式,可为类似工程实践提供参考依据。     

空心板横向分布系数常见计算方法比较浅析

在计算空心板桥的荷载横向分布系数时,所采用的方法不一,计算结果和实际情况存在一定偏差。本文采用多种常见桥梁横向分布系数计算方法对空心板桥工程实例进行计算分析,并将其计算结果进行比较,论证空心板桥用各种荷载横向分布计算方法计算的适用性及其精确性等问题。     

采动沉陷影响下埋地管道应力变形分析

文中研究受采空沉陷区地表移动影响下埋地管道的变形特征,建立煤矿区采动沉陷油气管道的有限元仿真计算模型,对管线方向与工作面推进方向不同夹角开采的影响进行研究,分析了管道的力学行为及变形演化规律,结果表明:夹角为90°工况下管道受地下煤层开采的影响最小,为采空区管道的设计、建设提供参考。     

关于刚构墩计算长度系数μ值的探讨

利用四阶微分方程求解刚构墩的临界压力P_(cr),将计算结果与Midas屈曲分析结果进行比较。利用欧拉公式得出刚构墩的计算长度系数μ值。     

流变荷载作用下隧道二次衬砌损伤行为研究

软弱围岩的流变效应容易导致隧道二次衬砌开裂,影响结构的安全性和耐久性。因此,文章以广甘高速杜家山隧道为例,建立考虑Weibull损伤分布的混凝土数值计算模型,对流变荷载作用下二次衬砌的损伤演化行为进行了研究。结果表明:(1)若二次衬砌与围岩接触良好,衬砌损伤区域在侧压力系数λ为0.5,1,2时,分别分布在拱腰、拱脚以及拱顶与拱底附近;(2)空洞对衬砌损伤区域及其出现顺序都有较大影响,即损伤首先在空洞附近的混凝土中产生,且该位置处的混凝土均会产生较为严重的损伤;(3)地应力对存在空洞的二次衬砌损伤模式的影响可以分为两种,即影响损伤位置出现的先后顺序,但不影响结构最终损伤形态,或既影响损伤的出现顺序,又影响结构的最终损伤形态。     

钢纤维混凝土在路桥施工中的应用

钢纤维对混凝土基体的多种性能均有增强作用,并已在交路桥、矿山、水利等工程建设中到了广泛的应用。以路桥施工为例,阐述了钢纤维混凝土的特性与配合比设计,探讨了钢纤维混凝土在路桥施工中的应用及要点,且对该技术存在的问题及未来的发展方向进行了展望。     

基于变维分形的公路隧道围岩空间分布特征探讨

公路隧道围岩是由地质环境的多种因素共同作用的结果,且因子之间往往存在叠加效应与耦合作用,它们共同推动了隧道围岩的演化与发展,进而控制着不同围岩级别的空间分布。文章以滇西保泸高速公路老营特长隧道为例,基于分形理论,运用变维分形方法,对隧道围岩与地质环境影响因子的关系进行了量化分析。研究结果表明:隧道围岩分布与断层、水系、地层岩性的因子间均呈现变维分形特征,且均呈2阶累计和分形分布;断层与Ⅴ类围岩的分维值最大,D_2=1.499 6,断层对隧道Ⅴ类围岩分布的控制最为复杂,影响程度最大;Ⅳ类围岩分布对水系特征最敏感,D_2=1.492 3;地层岩性对Ⅲ类围岩分布的贡献最大,D_2=1.464 4。总之,累计和变换分形的阶数及分维值的大小,能够从分形角度反映出不同围岩级别对地质环境各影响因素的敏感程度,为深入研究隧道围岩的空间分布特征提供了思路。     

爆破地震波作用下直墙拱形隧洞围岩质点振速响应特征研究

根据直墙拱形隧洞爆破振动速度的现场监测数据,文章分析了邻近岩体爆破开挖诱发的隧洞围岩质点振动速度分布规律。在此基础上,采用数值模拟方法研究了在爆破P波作用下邻近隧洞围岩的质点振动速度的缩放效应并分析了其主要影响因素,对比分析了振动速度缩放效应与动应力集中效应的差异。计算结果表明,在P波作用下直墙拱形隧洞靠近振源一侧围岩的质点振动速度大于振源振动速度,而另一侧质点振动速度则小于振源振动速度,围岩质点振速较大的区域的动应力集中系数较低,而围岩质点振速较小区域的动应力集中系数较高。     

空间曲线定向钻穿越设计与应用

油气管道工程建设中,在同一纵断面形成曲线的二维定向钻技术已日渐成熟,但因地形受限,采用空间曲线进行定向钻穿越设计,在国内应用较少。文中结合工程设计实例,重点介绍定向钻穿越利用空间曲线解决管线预制场地的直线和穿越中线在水平面形成夹角造成的难题。结合美国材料试验学会ASTM法对空间曲线定向钻穿越回拖力计算进行了应用简析。     

薄壁箱梁桥空间分析法的工程应用

空间网格法作为桥梁空间分析计算的一种新方法,在实际工程中应用还不多;但相比传统的二维平面杆系计算方法,该方法能够完整反映箱梁桥的全部空间效应,在结构空间分析方面具有较大的优势。     

双屈服面模型用于软土地区轨交车站基坑开挖效应计算的分析

在适合上海软土特性的弹塑性本构模型的基础上,以三轴试验数据为基础,对双屈服面模型的参数进行了研究,并应用改进后的有限元计算程序对上海轨交车站基坑工程进行计算,重点关注了基坑底部隆起以及地下连续墙的水平变形。对比数值模拟结果和监测数据,反映出本计算方法的有效性,对同类工程的设计施工具有一定的参考价值。     

基于强度折减法的穿江管道抗浮稳定性分析

传统有限元法在管道抗浮分析中取得了较好的结果,但并没给出管道埋深下的抗浮稳定安全系数。为此文章采用强度折减法,建立ABAQUS管道抗浮模型,对穿江管道在浮力作用下的行为进行二维数值模拟分析,观察土体塑性区发展过程,确定抗浮稳定安全系数。结果表明,通过改变管道埋深,管道抗浮稳定系数呈线性增加,斜率受土体摩擦角控制;与传统重力分析法相比较,得到了重力分析法的等效c值和φ值,其值可作为实际应用中重力分析法的适用条件。     

隧道钢格栅与喷混凝土组合结构的等效本构关系研究

隧道钢格栅与喷混凝土支护结构的组合作用机理复杂,对其直接进行数学描述困难。文章通过力学等效原理,提出了钢格栅混凝土的等效横观各向同性模型,模型同性面内的力学性质与混凝土相同,正交方向与钢格栅混凝土的轴向力学性质相同。采用应变协调、应变能等效与强度等效方法,分别获得了等效体的轴向变形参数与强度参数。结合钢格栅混凝土结构的实际力学行为,提出了建议的等效本构关系,并绘出了本构关系曲线,以此间接地用数学方法描述了钢格栅混凝土的复杂力学性质。最后,通过数值对比实验证明了提出的等效本构关系与钢格栅混凝土原结构在弹性阶段的力学性质有良好的近似。     

含水原油水力计算

讨论了含水原油为牛顿流体和非牛顿流体情况下管流的水力计算。当含水原油为牛顿流体时，其压降计算按传统方法采用达西公式计算；当含水原油为非牛顿流体时，介绍了幂律流体和宾汉流体的本构方程、流态判别方法、层流和紊流压降计算公式。还介绍了含水原油为牛顿流体时黏度计算的一些经验公式，并提出了一种回归含水原油黏度(牛顿流体)、表观黏度(非牛顿流体)计算公式的新方法，将回归公式的计算结果与实测结果进行了比较。     

小间距浅埋隧道围岩压力的探讨

文章对小间距浅埋隧道围岩压力与分布进行了理论探讨,提出了其围岩压力与侧压力系数的计算方法,并对净间距对围岩压力与侧压力系数的影响进行了分析,可为类似工程的设计提供参考.