土岩起伏地层地铁隧道受上部卸荷影响的变形响应研究

为研究土岩起伏地层中基坑开挖对下卧地铁隧道变形的影响，基于Boussinesq解与Mindlin解，考虑土与结构的共同作用，提出土岩起伏地层中基坑开挖引起下卧地铁隧道变形的半解析预测方法。通过系统参数研究，提出考虑土岩分界面埋深影响的隧道最大隆起变形经验预测公式，并预测厦门地铁1号线区间隧道的变形。为确保施工过程中隧道的安全，采用人工与自动化监测相结合的方案，开展基坑施工全过程中隧道竖向变形现场测试。通过对比分析理论预测值和实测数据，验证所提出的经验预测公式的准确性，并结合实测数据进一步探讨岩面起伏对开挖引起的隧道变形的影响规律。研究表明： 1）所提出的经验预测公式可以较为准确地预测不同土岩分界面埋深条件下隧道的最大隆起变形； 2）位于残积土及全风化岩中的右线隧道最大隆起变形比位于强、中风化岩中的左线隧道最大隆起变形大约40％； 3）风化岩地区隧道隆起变形为软土地区隧道隆起变形的1/5~1/4。     

不规则波作用下码头结构对波浪上托力的影响

通过模型试验，对开缝板、开孔板、桩帽及靠船构件、桩基等不同码头结构的面板上波浪上托力的影响进行研究。试验结果表明，不规则波作用下面板开缝结构对波浪上托力有一定影响，开缝比较大时能相应地减小波浪力；桩帽及靠船构件的存在使得超高比较大，波浪难以冲击到面板上时，波浪上托力仍然能保持相当大的值；而面板上开孔结构、码头桩基对波浪上托力没有明确的影响。据此结果，对工程设计提出相应建议。     

不同部位护底混凝土联锁排稳定特性研究

从分析现有设计方法中混凝土联锁排失稳的动力学机理出发,根据排体内部和边缘的失稳模式及受力特点,推导出水流作用下不同部位排体的稳定厚度计算公式.研究结果表明:压载重法的失稳模式为水流拖曳力作用下的块体滚动或滑动:而抗掀动法和美国公式的失稳模式则是在水流上举力作用下的块体漂浮或掀动.就排体的不同部位而言,边缘排体在水流拖曳力及上举力共同作用下发生滚动失稳,内部排体则仅在水流上举力作用下发生漂浮失稳.此外,还结合长江口深水航道整治工程验证了公式的合理性.     

接触网承力索更换施工中抬升量的计算分析

在更换承力索的施工中,由于无超拉设备,控制承力索的抬升量是施工的延展、施工方法、设备现状对b值的影响进行分析,得出施工时b值变化量的计算公式,并应用到实践中,取得良好效果.     

盾构管片上浮量变化规律及简化算法研究

在大多数软弱土层盾构隧道施工中管片上浮问题十分突出,严重时往往会导致管片破损和接缝错台。为诠释该现象的发展过程,为其预防控提供合理化建议,从实际出发,利用现场试验对管片脱离盾尾后管片上浮全过程进行了跟踪监测,并记录了各上浮管片的隧道收敛变形量加以分析。分析发现,管片脱离盾尾后的上浮规律大致分为加速阶段、平缓阶段和稳定阶段,并且第一阶段管片上浮最快,其上浮变化量占总上浮量的80%左右。隧道管片脱离盾尾后随着同步注浆浆液初凝时间的延迟,其上浮量逐渐增大,当浆液初凝后上浮量增幅变缓。伴随着盾尾管片的上浮,隧道收敛变形也随之线性增加,管片的竖向压缩量与水平拉伸量的比值大体介于0.6~0.9之间,呈现“横鸭蛋”形态。此外,提出了一种简化的盾构隧道管片上浮计算方法,该方法同时考虑了注浆浆液黏度时效性、静态上浮力、地层卸载回弹力、注浆压力、管片自重及环缝处管片摩擦阻力的影响。     

海洋工程桩-桶基础设计及颗粒流数值模拟

提出了新型的桩 桶基础的设计概念,并进行了上拔荷载作用下的数值模拟试验。桩 桶基础是桩和桶的结合,结合了桩基础、桶基础在海洋工程中体现的各自优势。通过颗粒流理论和PFC2D程序,应用细观力学的方法对上拔荷载作用下的桩 桶基础进行了模拟试验,研究了桩 桶基础在客观存在上拔荷载过程中土颗粒的分布及变化、土颗粒的位移与变化,基础的上拔位移与时步关系,土体受上拔荷载影响区域的范围及其变化。根据土颗粒的分布、颗粒的结构、颗粒的位移及其变化,基础位移与时步曲线的凸、凹变化表明了土体的稳定与破坏,判定了基础上拔时的土中滑动破坏面为锥体,综合确定了极限上拔承载力,对基础受荷过程中土颗粒细观结构变化,针对颗粒流仿真试样的细观力学特征与宏观力学响应进行了初步研究并揭示了一些规律。     

嵌岩桩抗拔承载特性的离心模型试验研究

针对目前在抗拔桩设计中对嵌岩桩承载力影响因素理解不足,导致桩基设计不合理的问题,采用离心机模型试验,研究嵌岩深度、岩土体性质和桩型对桩基极限抗拔承载力的影响。研究结果表明:等截面桩极限抗拔承载力随嵌岩深度的增加呈近线性增加,扩底桩极限抗拔承载力呈非线性增加;较软岩与软岩比较,扩底桩极限抗拔承载力增幅超过200%;扩底桩极限抗拔承载力高于等截面桩88.7%～95.2%。     

中科炼化码头工程墩台上托力试验研究

依托中科炼化离岸式码头工程,通过波浪物理模型试验,对码头桩基墩台底面压强和上托力进行研究。首先,在不同墩台底面相对超高条件下,分析了墩台底面波浪压强作用过程以及分布,对作用的两种压强类型(冲击压强和缓变压强)进行探讨,给出了墩台底面同步平均相对压强与墩台底面相对超高的变化关系。然后,在不同墩台底面相对超高条件下,分析了墩台上托力变化过程,并将最大相对上托力与最大相对同步压强进行比较分析。最后,将上托力试验结果与几种典型方法的计算结果进行比较。相关研究提供了深水离岸式码头的桩基墩台上托力计算依据,可供类似工程借鉴。     

天津站交通枢纽工程大直径超长钻孔灌注桩承载力及载荷传递规律研究

以天津站交通枢纽工程灌注桩试桩试验资料为依托,结合理论计算和有限元模拟辅助分析方法,对大直径超长钻孔灌注桩承载力及载荷传递规律进行研究,并结合施工过程中的监测资料,对桩在施工阶段的受力状态进行分析。分析结果表明,自平衡试桩法更好的适用于本次试桩试验,后压浆可以很大程度提高承载力,有限元模型结果和实际测值较为符合,桩身受力在施工期间受施工步骤及周围工程的影响比较大。