引水隧道围岩相似材料的试验研究

模型试验成功与否的首要和关键问题是必须提出满足相似准则的相似材料。文章依托锦屏二级水电站引水隧道模型试验项目,对其围岩相似材料进行了研究。根据相似原则,选用重晶石、粉煤灰、河沙、机油和石英砂为模拟材料,通过大量的室内试验,研究不同配比下材料的力学性能,为模型试验提出了合适的相似材料配合比。     

隧道工程模型材料研究进展

模型试验是根据一定的相似原理对特定工程问题进行缩尺研究的一种方法，而模型试验成功与否的首要和关键问题是必须提出满足相似准则的相似材料。本文对国内外模型材料研究和使用的现状进行了阐述，并分析了模型材料存在的问题。     

龙潭隧道围岩相似材料的实验研究

选用河砂、石膏和石灰为模拟材料,通过大量的室内实验研究不同配比下材料的力学性能,为龙潭隧道的模型试验提出了围岩的相似材料的配合比.     

隧道振动台模型试验相似材料研究

结合隧道结构的振动台模型试验研究,对隧道衬砌模筑混凝土的相似材料进行了试验,选用石膏、重晶石粉和石英砂为模拟材料,通过大量的室内试验研究了不同配合比下材料的力学性能,找到了合适的配合比;同时研究了不同的养护方式对试件强度的影响规律;最后得到的试验结果与隧道震害基本一致,验证了相似材料配合比的正确性.     

山岭隧道振动台模型试验研究的现状与展望

山岭隧道在地震作用下的动力响应与抗震性能,是近10年来国内外工程界及学术界的一个研究热点。采用振动台模型试验,直接模拟与再现地震作用下围岩与隧道结构的动力响应,是研究其动力特性和抗震性能的一种重要手段。针对山岭隧道的振动台模型试验研究,从对象与目的、相似理论、相似材料、模型制作、地震波选取等5个方面,系统地论述国内外山岭隧道振动台模型试验的研究现状,同时也对其今后的发展趋势进行了展望。     

h式抗滑桩相似结构模型试验研究

在给出模型相似比的基础上,确定一定比例试验模型与工程结构应力、应变关系、变形位移关系,将相似理论和模型试验的方法成功的应用于h式抗滑桩模型试验方案的设计.试验研究指出:在相同的荷载作用下,h式抗滑桩相对普通单桩桩身位移显著减小,前者只有后者的20%~25%,同时,h式抗滑桩最大弯矩仅为普通单桩30%,峰值均在滑面附近锚固段出现。h式抗滑桩实测应力值与理论计算值接近,并显示与理论计算相似的分布规律。此外,模型试验反映了不同桩底支承条件下,h式抗抗滑桩最大弯矩值与位移值的差异,为此类新型结构的设计提供了试验依据。     

新型岩土相似材料的力学试验研究及应用

介绍了国内外近几十年来岩土工程地质力学模型试验相似材料的研究现状,并分析了它们的优缺点.结合西部几个重大的隧道及地下厂房的地质力学模型试验研究,给出了一种新型的岩土工程相似材料,由铁精粉、重晶石粉、石英砂、松香酒精溶液等材料经一定的配比研制而成.通过实验室的单轴抗压强度试验、假三轴试验、巴西试验等经典力学试验研究这种复合材料在不同配比条件下的力学特性,从而使这种复合材料能用于不同工程的物理模型试验,并成功用于某大型分岔式隧道的三维地质力学模型试验中.试验结果证明,这种新型岩土相似材料能很好的满足不同工程物理模拟的需要,值得在以后的模型试验中得到推广.     

公路隧道围岩模型试验相似材料的试验研究

满足相似关系的模型材料是模型试验的基础.在凋研相似材料研究现状的基础上,通过大量的配比试验研制出满足相似条件的模型材料.材料的力学试验表明,材料具有容重大,泊松比基本满足软岩的要求,抗压强度和弹性模量低,力学性能稳定,可重复使用等特点.     

公路隧道外水压力的相似模型试验研究

针对确定公路隧道衬砌外水压力的技术难题,利用自行设计的模型试验装置,采用相似理论,进行了38组工况试验。试验主要研究了水头高度、渗透系数、隧道排放量以及组合排放系统等因素与外水压力和折减系数的关系。通过对相似准则的分析得出,进行工程类比时应注意水头高度的相似关系为平方关系。试验结果表明:水头高度越小、隧道排放量越大、围岩渗透系数越小,隧道外水压力则越小;无论隧道是否完全封堵,只要周边存在排水点,且隧道在其渗流影响的范围之内,隧道外水压力就可折减。此外,深入分析组合排放系统的试验结果,提出了对于隧道周边富水洞穴应采用"复合回填"的处治方式的理念。最后指出,采用这种相似模型试验确定的外水压力是岩石隧道外水压力的上限值。     

公路隧道外水压力的相似模型试验研究

针对确定隧道外水压力的技术难题，根据相似理论，利用自行设计的模型试验装置，在不同水头高度、渗透系数、排放量以及排放系统的条件下，进行了38组工况试验。试验结果表明：水头高度越小、隧道排放量越大、围岩渗透系数越小，外水压力则越小；无论隧道是否完全封堵，只要周边已存在排水点，且隧道在其渗流影响范围之内，外水压力均可折减。分析还提出了工程类比应注意水头高度为平方的相似关系，以及对于隧道周边富水洞穴应按“复合回填”的方式进行处治的深入认识。最后指出，采用相似模型试验可以确定外水压力的上限值。     

长大隧道穿越泉域保护区及煤层采空区地质选线关键技术研究

为解决过煤层采空区分布区及水源地保护区铁路选线难题,依托山西某煤运铁路通道,提出下穿煤层采空区,上跨水源供给稳定饱和水位的隧道方案思路。在此基础上归纳总结综合地质勘察技术方法及手段,用于煤层空间分布及水源饱和水位的勘探,并借鉴煤矿工程、铁路工程及地下工程经验及理论,结合数值模拟提出煤层采空区下铁路隧道65 m的安全覆岩厚度,为方案论证及实施提供了重要依据。     

土工离心模型试验中结构物替代技术探讨

在土工离心模型试验中,模型材料的几何尺寸应为原型材料几何尺寸的1/n。然而在很多试验研究中,由于缩尺制备的原因,很难满足这一要求。基于土工离心模型相似原理,对其结构物的替代准则进行详尽的综述、分析和讨论,为工程应用提供参考依据。     

煤矿采空区注浆处治浆液材料配比试验

注浆法处治煤矿采空区,注浆浆液材料选择至关重要.煤矿采空区注浆处治效果与注浆后浆液最终形成结石体强度、结石率、填充率有关.通过不同浆液配比与结石体强度、结石率、凝结时间、浆液密度、流动度之间试验研究,确定了合理的注浆浆液配比,为高速公路穿越采空区注浆治理提供依据.     

煤田采空区注浆治理试验工程中的注浆材料和浆液配合比技术探讨

随着我国国民经济的快速发展,煤田采空区对城市发展的影响越来越大,当今国内外对采空区治理多采用注浆的方法处理,而无论是从质量、费用还是从工期来说注浆材料及其配合比合理选择都显得至关重要。该文结合乌鲁木齐市外环路东北段六道湾煤田采空区路基抗变形注浆治理试验工程,通过对该试验结果的分析和研究,得出了适用于该工程的合理的注浆材料和浆液配合比,并为类似工程积累工程实验经验,从而进一步完善采空区注浆治理技术。     

振动压实过程土体参数识别方法研究

为了分析土壤特性与振动压路机在振动压实过程中的动态相互作用关系,提高压实效果,对振动压实过程中土壤刚度、阻尼、土体随振质量及土的固有频率等参数进行动态识别.用相似理论与模型试验法在确定了模型与原型之间的几何相似比并满足载荷相似条件后,根据模型试验结果推导出了原型土体参数;用方程对等法把受简谐激振力作用的振动轮等效为集中质量振动系统,以此作为振动压实过程的力学模型,根据振动微分方程的等效条件进行识别;用幅频特性曲线拟合法以振动压路机-土壤系统动力学方程为基础,用计算机进行动态仿真.分析表明:土的刚度和阻尼,不仅与被压实时土的初始状态、环境温度和湿度等因素有关,而且随振动压实过程中压实度的变化而改变.     

高速铁路隧道结构动力累积损伤模型试验研究

为探讨高速铁路隧道衬砌结构在列车振动荷载长期作用下的动力累积损伤特征,阐述混凝土结构动力相似材料模型试验原理,以武广高速铁路金沙洲隧道为原型,利用微粒混凝土作为相似材料,构建隧道与围岩动力相互作用全断面试验模型,施加高速列车振动荷载对相似材料模型进行动力累积损伤试验;试验过程中同步测试隧道衬砌结构各特征点动应变、超声波速度以及隧道底部围岩接触应力的时程响应数据,分析隧道衬砌结构动力响应特征与累积损伤规律。得出了在设计使用寿命期内,高速列车振动荷载长期作用下,隧道衬砌结构动力累积损伤效应不明显,而隧道底部围岩累积损伤破坏则应引起足够重视等研究结论。     

地下空间开挖过采空区时覆岩移动变形的数值模拟研究

为掌握在采空区上方开发地下空间时,地下空间开挖对采空区覆岩移动变形的影响情况,以山西拟开发的跨越南坑矿8#煤层部分采空区的某大型地下空间工程为研究对象,采用数值模拟方法研究分析开挖对采空区覆岩的移动变形影响,发现控制层及其稳定性在开挖过程中对地下空间工程的稳定性起着至关重要的作用。开始开挖时控制层在应力作用下纵向下移,在开挖面经过采空区一段时间后停止移动,而非控制层在应力作用下继续移动,导致离层;开挖过程中采空区覆岩横向不同程度的错动,总体趋势是两侧岩层向中间移动;控制层的稳定性对岩层的移动变形有重要作用,控制层稳定存在时,其上部岩层不会产生向下的大变形,否则相反。为进一步开发研究地下空间开挖过采空区时的岩层控制技术提供了理论基础。     

隧道衬砌振动台试验相似材料配制因素的研究

针对新疆某输水隧道衬砌的抗震问题，在分析总结近几年岩体相似材料研究的基础上，采用水泥、石膏、重晶石粉、水4种物质对相似材料进行配比试验，得到不同配比条件下试件的密度、弹性模量和抗压强度。试验结果表明:所研究的相似材料表现出良好的相似性，能够适应对于该隧道衬砌的相似模拟；采用误差分析法对试验中的可能误差进行分析，最后得到各因素对于相似材料制成试块的弹性模量和抗压强度的影响。     

公路隧道穿越陡倾煤层采空区力学特性分析

针对隧道穿越陡倾煤层的施工力学特性,采用数值计算方法,探讨隧道施工对采空区围岩变形和受力的影响,结果表明,围岩应力分布规律受采空区影响显著,陡倾煤层采空区前后15 m为隧道施工过程中加强支护和重点监测范围。通过分析陡倾采空区对隧道结构的影响程度和规律,发现采空区的存在使得隧道支护结构主应力最大值增大约15%~20%,对隧道整体结构的稳定性不利。     

道路穿越煤田采空区预留煤柱的技术措施研究

为了开发和利用废弃矿区老采空区土地,提高矿区土地利用率,缓解矿区土地资源紧缺的矛盾,开展采空沉陷区土地资源的开发和利用工作已经迫在眉睫。该文通过乌鲁木齐外环路东北段穿越六道湾煤田采空区的工程实例,介绍了道路穿越煤田采空区预留煤柱路段确保路基抗变形措施的方法、注浆处理的技术和检测路基抗变形效果的检测方案等。其技术措施可供同行借鉴。