温控软土地基模型试验装置研发及其应用

温度荷载(升温)对岩土体和工程场地力学特性的影响是近年来岩土工程领域的一个重要研究课题。为了测试温度荷载对软土和软土地基力学特性的影响,在调研国内外相关仪器设备基础之上,设计研发了两种带升温装置的软土地基模型试验装置。第一种方案通过在模型桶内设置螺旋电热丝,实现在模型地基内对地基土进行直接加热;第二种方案利用热水循环仪对空腔式模型桶壁进行加热,实现在模型地基外围对地基土进行加热。测试并对比分析了两套装置的加热效果和可操作性,发现后者性能良好,达到了温控试验装置研发的目标。在此基础上,开展耦合温度的软土地基模型试验。结果表明:温度荷载对软土地基的孔压和沉降均有明显影响;考虑温度的软土地基固结机理及其固结沉降计算均有必要开展进一步研究。     

考虑土体液化侧移影响的轴横向受荷桩内力与位移分析

地震导致的土体液化侧移,使得轴横向受荷桩的受力与变形十分复杂。根据桩周土体的液化程度将基桩分为非液化段、液化段和嵌固段,建立考虑桩土相互作用的简化受力模型。结合土体液化侧移模式以及基桩受荷特点,推导各特征桩段的挠曲变形微分方程,并给出相应的幂级数解答。通过与试验测试结果进行对比,检验本文方法的合理性。在此基础上,探讨土体液化侧移量、荷载分布形式以及嵌固深度等对基桩的影响。分析发现:土体液化侧移量每增加30cm,基桩桩顶水平位移增加5.8mm,桩身最大弯矩增大95.6kN·m;与竖向荷载相比,横向荷载对基桩的影响更大,横向荷载每增大50%,桩顶水平位移及桩身最大弯矩分别增加65%和54%,但基桩的"P-Δ"效应也不容忽视;改善基桩的嵌固深度可以提高基桩的抗震性能,但到达一定深度后,其效果并不明显。     

联络通道施工对隧道T接结构的受力影响研究

在软弱地层施工地铁隧道联络通道会造成隧道结构局部应力集中,严重时可导致管片开裂等现象。为解决这一问题,利用ABAQUS有限元软件建立主隧道与联络通道结构模型,通过改变联络通道掘进长度与联络通道底部基床系数等因素,探究机械法联络通道T接隧道建设对主隧道结构的影响。研究发现：联络通道施工荷载使隧道发生横向扭剪变形,可导致施工过程中纵向顶推转角发生变化;随着联络通道掘进长度的增加,主隧道与联络通道管片应力不断增大;联络通道靠近主隧道上方管片受力变形大于主隧道上方（应力增加17%、变形可达4倍）;随着基床系数减小,隧道结构整体受力变形呈增大趋势（应力增大44%、沉降增大34%）。研究成果可为相关工程安全建设提供参考。