旧水泥混凝土路面改建设计方法与技术研究——以205国道安徽省天长段为例

水泥混凝土路面修补与改建技术研究是目前交通领域面临的重大课题.采用冲压断裂稳固技术处理旧水泥混凝土路面的施工工艺,可以为今后类似的路面改建提供参考与借鉴.     

水泥固化土海堤渗流流固耦合效应分析

土石海堤作为一种传统的堤防形式广泛运用于水运工程中,但由于土石海堤自身的局限性,及其修建时的施工缺陷、运行不当,往往存在渗透破坏等严重的安全性问题,严重威胁建筑物的安全运行。针对已有工程,提出一种新型的水泥固化土海堤防渗结构形式,利用有限元软件ADINA,采用摩尔-库仑和Druker-Prager弹塑性本构模型,对普通土石海堤与水泥固化土海堤不同堤坡相同工况下流固耦合效应应力场、渗流场与应变场进行数值模拟分析。结果表明:使用水泥固化土不仅减少海堤内、外堤坡比,节约土地资源,而且降低整个工程的工程投资,是一种简捷、可靠的方法。     

水位涨落过程中海堤(土石坝)渗流分形分析

渗流问题一直是困扰水工建筑物健康发展的难题。随着建筑物使用年限的增长、运行环境的改变,渗流常常发生在堤防、土石坝中。利用有限元软件对不同水位下的海堤进行数值模拟,将分形理论应用于水位涨落过程渗流数据中,对相同单元节点处渗流产生的总水头H、渗流压力P以及渗流流速v曲线的盒维数进行分析,并通过Matlab编程计算出不同关系曲线对应的分形维数。结果表明:总水头分维D_H,渗流压力分维D_P以及渗流流速分维D_v随水位的变化而变化,且各分维值随水头变化明显与水位涨落成正比。采用分维值表示水位涨落过程中渗流因素是一种简洁、准确、科学可行的方法。     

土压平衡盾构不满舱施工遇到的问题及对策

中国土压平衡盾构采用不满舱施工非常普遍,因此施工过程中经常出现一些问题。通过对开挖面压力平衡状态的分析,结合工程实例对开挖面的整体稳定、渣土排出异常、开挖面部分坍塌、壁后注浆窜浆等现象进行讨论,解释其发生的主要原理。提出渣土泥浆化的概念、判断标准,明确其与喷涌的差异,并讨论不满舱施工时窜浆发生过程,给出判断窜浆发生的主要条件,明确发生局部渗透破坏的条件。研究结果表明:即使风化岩等高渗性地层开挖面整体稳定性计算满足不满舱施工的强度要求,也会出现局部渗透破坏甚至开挖面坍塌;不满舱施工开挖面局部渗透破坏等引起的超挖量大、窜浆引起盾尾充填效果差均导致地表沉降过大。基于上述问题产生的原理提出相应措施以维持土舱内压力与地层中土水压力的平衡,研究结果能够为土压平衡盾构施工提供一定技术支撑。     

降雨作用下裂隙红黏土边坡渗流特征与冲刷模式

针对降雨作用下裂隙红黏土边坡失稳破坏问题，开展红黏土边坡裂隙演化、降雨入渗及冲刷模型试验，提出基于图像摄影识别技术的边坡裂隙特征及含水率分布定量表征方法，揭示红黏土边坡裂隙演化规律，分析裂隙发育程度与降雨强度对红黏土边坡渗流特征与冲刷模式的影响。结果表明：干燥作用下红黏土边坡表面裂隙发育，其中坡面裂隙发育最强烈，其最大裂隙平均宽度为4.1 mm，最大裂隙深度为7.7 cm，最大裂隙率为10.4%，但坡底子裂隙和分支裂隙发育最充分，且主裂隙最先出现于远离坡面处；降雨作用下，雨水极易沿坡表裂隙形成优势流迅速渗入边坡内部，使边坡含水率增加且呈不均匀分布，出现局部暂态饱和区；裂隙发育程度和降雨强度的增强均会提高前期降雨入渗速率，并增加最终降雨入渗深度，其中坡底处入渗深度最大；极端降雨对裂隙红黏土边坡冲刷作用明显，造成坡面松散层流失，坡底显现冲刷痕迹，坡脚局部发生滑动。基于图像摄影识别技术定量分析边坡含水率分布的方法简单有效，研究成果可为裂隙性红黏土边坡灾害防治提供参考。     

基于非线性渗流模型的管道型岩溶隧道突水机理研究北大核心CSCD

管道型岩溶突水是一个复杂的多场耦合的非线性渗流问题,致灾具有突发性。为揭示管道型岩溶突水灾害的发生机理,文章基于多物理场耦合作用机理,开展了不同溶腔水压、岩溶管道内不同填充介质、不同岩溶管道宽度及岩溶管道长度条件下的多场耦合分析。得到以下结论:(1)管道型岩溶破坏模式下发生的突水灾害,根据填充介质透水性能的异同而表现不同;(2)流体从富水溶腔中流出时流速较小,流经岩溶管道后流速逐渐增加,进入隧道后达到最大值;(3)影响突水过程的因素主要有:富水溶腔水压、岩溶管道或断层裂隙带内填充介质的种类、岩溶管道的宽度、隧道与水源的距离,其中,岩溶管道宽度及岩溶管道内填充介质类型对突水影响大于其他因素。     

地下水渗流对砾石地层人工冻结过程的影响

采用室内模型试验,研究地下工程中水渗流对砾石地层人工冻结过程的影响,分析砾石地层的温度场分布特征及冻结壁的形成过程、交圈时间和厚度演化机制。结果表明:人工冻结管的冷量扩散与地下水渗流之间存在显著的耦合效应;无渗流时,人工冻结过程中砾石地层上下游温度场呈现对称分布特征,且冻土圆柱和冻结壁厚度均匀一致;地下水渗流导致砾石地层上下游温度场呈现显著的不对称性,且渗流速率越大,不对称性越明显;冻结壁交圈时间随地下水渗流速率的增加而近似线性增长,渗流速率达到5.00 m·d^-1时为无渗流时的3.2倍;由于地下水渗流的"冲蚀"作用,上游冻结壁厚度随渗流速度线性减小,下游冻结壁厚度则线性增大,冻结壁呈现"马鞍"形状。     

超细水泥注浆在青岛地铁隧道初期支护渗漏水治理中的试验研究

微裂隙型渗漏水是城市地铁隧道建设中经常遇到的工程问题,由于岩体裂隙网络发育空间的不均一性及裂隙尺寸微小导致的可注性差,其治理难度较大。针对青岛地铁二号线花岗岩地层微裂隙型渗漏水,通过工程地质与水文地质分析总结该类型渗漏水的治理难点,通过现场试验手段优选注浆材料,对比注浆效果与P-Q-t曲线,最终优选出800目超细水泥作为最佳注浆材料;提出孔口止浆与止浆塞止浆2种孔口管封闭工艺,并针对该类型渗漏水治理提出了止浆深度及注浆终压选择方法。通过工程对比与理论分析,确定了适用于青岛地铁隧道微裂隙型渗漏水的钻孔布置方法及注浆参数。研究成果成功应用于青岛地铁隧道渗漏水治理工程中,取得了良好的治理效果,可为类似工程提供借鉴。     

胡麻岭隧道斜井突水涌砂治理措施研究

胡麻岭隧道2#斜井围岩为第三系富水粉细砂,出现了大规模突水涌砂现象,掌子面受突涌作用影响向后方产生较大位移,严重影响了施工安全和工程进度.通过采用以全断面水平旋喷加固为主的治理技术,并且在无法施做旋喷桩的部位,采用综合锁口措施,在隧道拱顶及周边形成封闭的水平旋喷桩拱棚,起到防流砂、抗滑移、防渗透的作用,保证隧道施工安全顺利地通过突涌地段.     

基于非饱和渗流的有限元强度折减法边坡稳定性分析

以金安桥水电站枢纽区库岸B1堆积体边坡为研究对象,基于非饱和非稳定渗流理论及有限元强度折减法理论,考虑非饱和非稳定渗流对边坡稳定性的影响,采用有限元强度折减法和刚体极限平衡法,计算B1堆积体在天然和库水位骤降工况下的稳定安全系数,对B1堆积体边坡的稳定性进行评价,并提出了边坡处治措施。