不同滑带角度滑坡作用下隧道衬砌结构受力特征

随着越来越多的隧道工程穿越滑坡区，滑坡与隧道相互作用过程的研究尤为重要. 为研究不同滑带角度滑坡对隧道衬砌结构受力的影响，以大（同）准（格尔）铁路南坪隧道为例，采用室内模型试验、数值模拟的方法，对0°、10°、20°、30°、40°、50°不同滑带角度条件下滑坡推力作用下隧道衬砌结构受力的影响特征及变化规律进行研究. 研究结果表明:滑带角度越小，隧道变形越大，作用在隧道衬砌结构上的弯矩、剪力及土压力越大，并在拱脚处出现最大值，形成隧道拱结构左右受力不对称特征，呈现偏压现象；通过计算隧道拱结构左右两侧的竖向偏压应力比显示，在拱肩位置且滑带为0时，偏压应力比为1.17，随着滑带角度的增大，隧道衬砌拱结构左右应力差越来越小，趋于平衡拱；在拱脚位置，偏压应力比随滑带角度的增大而逐渐增大，隧道衬砌拱结构左右两侧所受应力差越来越大，趋向于偏压隧道，最小偏压比和最大偏压比分别为1.08、1.87.      

基于模量折减法的桩基负摩阻力数值模拟研究

提出了一种湿陷性黄土地基中桩基负摩阻力数值模拟的新方法——模量折减法,同时将模量折减法与常用的力水等效法进行了比较,结果表明,在湿陷性黄土地基引发的负摩阻力数值模拟中,模量折减法比力水等效法更为合理,更能反映湿陷性黄土地基中的桩-土相互作用性状。     

基于透明土技术的桩后土拱效应特征分析

为研究圆桩后土拱效应的特征及演化过程，从细观角度开展了基于透明土技术的桩土相互作用试验研究. 首先开展了透明土配比试验，获取物理力学性质适宜的土体；其次设计了试验系统并得到透明土与桩相互作用的散斑场图像；最后通过particle image velocimetry （PIV）技术分析得到位移矢量图，进一步分析得到透明土位移变化规律. 研究结果表明:通过位移矢量图可以得到圆桩作用下土体运动趋势及土颗粒的位移特征，并可进一步解译得到位移等值线构成的拱形结构，即桩后土拱结构，呈现出抛物线形，其范围与桩径、桩间距及深度有相关性；桩径越大，土拱区域越大，桩径30 mm时，土拱高达100 mm，桩土相互作用的影响范围越大；桩间距越大拱高最大值越大，桩间距80 mm时，土拱高也达100 mm；不同深度下土拱拱高在变化趋势上有较大的相似性，深度越深，土拱的最大拱高越小，深度50 mm时，拱高60 mm；通过拟合公式得到，土拱最大拱高沿桩身方向从桩顶至桩底呈逐渐减小趋势，同时随土体位移增加，表现出先增大，后趋于一稳定值的特征，其稳定值的大小与桩径呈正相关、桩间距呈正相关及深度呈负相关.      

膨润土-砂混合料膨胀特性的试验研究

利用自制的岩土三向膨胀力测量仪，采用不同干密度、掺砂率对膨润土-砂混合料膨胀特性进行试验。研究结果表明:膨润土-砂混合料的膨胀力随掺砂率的增加而减小，随干密度的增大而增加；在已知掺砂率下，当干密度大于1.7 g/cm3 以后，膨胀力随干密度增加明显；通过砂骨架孔隙比，可以确定不同掺砂率下混合料砂骨架形成时所对应的起偏应力，进而可以计算得到合理的临界掺砂率。     

秦岭越岭长隧道地区构造应力场特征分析

利用微断层研究方法,由定性到半定量,由点到面地分析了西安—南京线越岭长隧道地区的区域构造应力场演化、性质、方向和构造应力作用方式,为越岭长隧道方案比选提供了应力场依据。根据微构造法计算结果,本区新构造及现代构造应力场经历了:松弛期应力场、NW向挤压NE向拉伸的构造应力期、NE向挤压NW向拉伸的构造应力期。自第三纪以来,区域应力状态从总体上讲,是以垂直方向抬升、水平方向拉伸为主,现代构造应力场的性质是NE—SW或NEE—SWW向的挤压。从晚近地质时期到现代主压应力方向为NE向,σ1优势方位为NNE—NE向。自第二期应力场以来,主应力作用方式都是水平挤压或水平拉伸。     

地下水对混凝土侵蚀性的热力学研究

采用化学热力学方法分析地下水对混凝土的碳酸型、硫酸盐型及硫氢酸型侵蚀。以新建渝怀线圆梁山隧道为实例,对隧道内地下水取样进行全分析,依据水质分析结果设计了五个化学反应方程式,利用德拜-休克尔极限公式及反应平衡常数与吉布斯自由能间的关系式进行活度和热力学计算,得到三组二氧化碳分压对数值和二组反应进行方向判据数值,继而依据创建的二氧化碳分压与反应进行方向的两组判据进行判别分析。分析结果表明,圆梁山隧道地下水对混凝土具有弱碳酸型侵蚀,不存在硫酸盐型侵蚀;由于逸出天然气中的H2S的溶解度较小,可不考虑H2S作用的硫氢酸侵蚀。     

洋碰隧道左线出口端断层带涌水整治技术

洋碰隧道是京珠高速公路粤境北段最长的越岭隧道,由于隧址区内地质条件复杂,断裂构造发育,隧道穿过大小断裂20多条,主要灾害形式为涌水,以典型F12、F13断层破碎带交汇处洞内涌水为例,在介绍工程地质特征基础上,分析了隧道涌水原因;由于F12与F13断层影响带较宽,地表水不断补给断层带,地面出现很多陷坑,提出了采用洞内深层注浆与小锚索加固围岩的综合整治措施,通过隧道断面围岩接触压力监测,该断层破碎带整治效果良好.     

砒霜坳隧道左洞浅埋地段施工技术

介绍了处于岩溶发育区的砒霜坳隧道左洞LK63＋130～＋260地段。采用地表设置截排水沟及洞内长管棚超前支护的施工技术,取得了显著成效,保证了施工进度和安全。     

考虑时间效应的黑色页岩遇水三向宏微观膨胀力模型研究

为研究黑色页岩遇水膨胀特性,开展物理力学性质、X衍射(XRD)测试以及三向侧限膨胀力试验,进一步基于黑色页岩中亲水性黏土矿物晶层膨胀与双电层理论及宏观物理力学性质,考虑页岩各向异性特征,提出考虑时间效应的分段式黑色页岩三向宏微观膨胀力本构模型,能较完备描述黑色页岩膨胀力发展过程.研究结果表明:黑色页岩遇水膨胀力发展过程服从幂指数关系,在遇水0～2 d内,膨胀力增长迅速,达到最大值70％,膨胀力遵循晶层膨胀关系;当遇水时间2～8 d,膨胀力增长20％,以黏粒扩散双电层膨胀为主;当遇水时间达到8 d后,膨胀力达到最大膨胀力的95％以上,膨胀过程基本达到稳定.同时,膨胀力发展表现出较强的各向异性,层理面法线方向(z方向)膨胀力最大,平行于层理面方向(x,y方向)的膨胀力分别约为法线方向的0.31,0.29倍.研究成果可为黑色页岩地区工程建设中的膨胀问题提供理论参考.     

新郑国际机场二期工程东西贯穿道路基坑施工监测研究

以新郑国际机场二期工程东西贯穿道路基坑施工为依托，采用工程监测的方法，对基坑工程的水平位移、竖向位移、水位监测结果进行分析。结果表明:在不同基坑支护方案下，基坑的水平位移、竖直位移以及地下水位均有相应变化，但都未达到警戒值。施工方案合理可靠，满足安全施工条件，保证了施工安全。