高填方软岩路基工后变形特性及稳定性分析

以某高速公路高填方软岩路基工程为依托,对软岩填料物理力学特性参数开展了室内外测试。依据实验结果对高填方软岩路基压实提供建议,同时利用数值软件对高填方软岩路堤分别进行了工后变形及路基边坡稳定性分析。     

基于进化神经元算法的堡镇隧道软弱围岩施工弹塑性智能位移反分析

结合宜万铁路堡镇隧道的施工,将BP神经网络和遗传算法引入特长隧道软岩段的施工位移反分析,采用遗传算法自动搜索BP神经网络训练效果最优的参数,建立起反映围岩变形与岩体物理力学参数及初始地应力之间高度非线性、不确定的GA-BP智能模型,然后采用遗传算法在岩体物理力学参数和初始地应力取值范围内,搜索BP神经网络预测围岩变形与实测围岩变形最接近的参数组合,取得反演获得的岩体物理力学参数和初始地应力.从堡镇隧道应用结果来看,这种进化神经元算法反演结果可以满足隧道施工的需要,并为类似工程提供了借鉴.     

基于流固耦合理论的泄滩污水处理厂边坡在库水变化条件下的岩土体力学参数反演

选取三峡库区的泄滩乡污水处理厂变形体边坡为研究对象,建立了泄滩乡污水处理厂变形体边坡二维有限元模型,采用流固耦合有限元分析软件(ABAQUS)和智能位移反分析方法,对该边坡在库水变化条件下的岩土体的物理力学参数进行动态反演,为该边坡在库水位波动条件下的稳定性评价提供合理的参数。分析结果表明:基于反演获得的岩土体物理力学参数计算获得测点位置的位移值与实测值非常接近,说明采用流固耦合有限元分析软件(ABAQUS)和智能位移反分析方法在动态反演水库边坡岩土体物理力学参数在工程上是可行的。     

重庆库区松散土体物理力学参数的数理统计分析

岩土物理、力学参数最重要的性质是具有复杂的空间变异性和明显的不确定性 ,笔者将岩土的物理力学参数视为具有随机性和结构性特征的变量入手 ,运用数理统计方法对岩土的物理力学参数进行分析 ,统计结果显示 ,通过控制压实状态试验得到的岩土参数是可靠的     

重庆库区松散土体物理力学参数的数理统计分析

岩土物理,力学参数最重要的性质是具有复杂的空间变异性和明显的不确定性,笔者将岩土的物理力学参数视为具有随机必玫结构性特征的变量入手,运用数理统计方法对岩土的物理力学参数进行分析,统计结果显示,通过控制压实状态得到的参数是可靠的。     

岩体参数影响大型地下洞室群围岩稳定的灵敏度分析

结合某水电站超大型地下沿室群施工过程中围岩稳定问题,通过岩体弹塑性理论分析及以数值模型对岩石物理力学参数不同组合的多种方案计算和分析,得到各岩体物理力学参数对洞室围岩稳定影响程度大小,为工程勘测设计和现场施工提供了较有价值的参考。     

锚固注浆体性能试验研究

水泥基注浆体广泛地应用于锚固工程中,其物理力学特性是锚固体系优化设计的关键参数,当今所有的锚固规范仅对注浆体的水泥标号及抗压强度等级作了相应规定,有关注浆体方面的研究还较少。因此,在广泛调研实体工程所使用的注浆体的情况下,设计11种不同配合比的注浆体,分别测试各自的物理力学性能,采用室内抗拔试验研究其对锚固性能的影响。结果表明:降低注浆体的水灰比对提高岩锚的极限抗拔荷载的效率较低,而在注浆体中掺入适量的砂可以提高注浆体的抗拉强度、弹性模量及剪切模量,增强岩锚的界面黏结强度及锚固刚度,从而显著改善岩锚的锚固性能。     

锚固注浆体性能试验研究

水泥基注浆体广泛地应用于锚固工程中,其物理力学特性是锚固体系优化设计的关键参数,当今所有的锚固规范仅对注浆体的水泥标号及抗压强度等级作了相应规定,有关注浆体方面的研究还较少。因此,在广泛调研实体工程所使用的注浆体的情况下,设计11种不同配合比的注浆体,分别测试各自的物理力学性能,采用室内抗拔试验研究其对锚固性能的影响。结果表明:降低注浆体的水灰比对提高岩锚的极限抗拔荷载的效率较低,而在注浆体中掺入适量的砂可以提高注浆体的抗拉强度、弹性模量及剪切模量,增强岩锚的界面黏结强度及锚固刚度,从而显著改善岩锚的锚固性能。     

钙质泥岩水岩作用特征及遇水软化机理

为掌握泥岩遇水后的工程特性,进一步揭示其遇水软化机理,对取自宁夏固原引水隧洞工程遇水易软化的白垩系钙质泥岩进行了矿物成分分析和物理力学性质试验.在此基础上,分析了钙质泥岩水岩作用特征,探讨了不同黏土矿物含量钙质泥岩遇水后强度和变形参数的变化规律和软化机理.研究结果表明:钙质泥岩的膨胀性及其强度遇水后迅速衰减;遇水后钙质泥岩力学参数的变化与黏土矿物含量均呈自然对数关系;钙质泥岩遇水软化是其在吸、失水过程中内部水化膨胀反应及其损伤不断加剧造成的,软化机理可用水岩作用过程示意图详细描述.      

区间有限元在岩土工程中的应用

考虑岩土工程中力学参数和荷载的不确定性,将它们视为未知但有界的物理量,用区间变量表示,以平面问题为例建立了区间有限元方法。     

扩建小净距公路隧道施工力学分析

利用有限元模型分析了扩建小净距隧道在不同净距下隧道围岩、中夹岩柱、锚杆及初衬的受力特征。研究结果表明:扩建小净距隧道围岩的屈服区主要集中在拱脚部位,拱脚部位的隧道支护结构应有所加强,当净距大于1/2 B时,中夹岩柱受力状态受净距的影响很小;隧道外侧锚杆轴力约为内侧锚杆轴力的4～5倍。     

大跨浅埋公路隧道CRD法施工围岩松动圈量测与分析

新奥法原理指导下的CRD分部开挖技术是目前大跨浅埋公路隧道施工的主要方法。鉴于大跨浅埋隧道不同施工工艺下围岩扰动影响差异较大,以宁常高速茅山隧道为例,采用多点电测锚杆和多点位移计对CRD法施工过程的围岩深层扰动区位移及应力进行监测与分析,得出围岩分步开挖的松动过程及松动圈主要分布特点,同时对锚杆设计支护深度的合理性进行验证,可为优化设计及指导施工提供技术根据。     

Vibration Superposition in Tunnel Blasting with Millisecond Delay

According to explosion dynamics and elastic wave theory,the models of particle vibration velocity for simultaneous blasting and millisecond blasting are built.In the models,influential factors such as delay interval and charge quantity,are considered.The calculated vibration velocity is compared with the field test results,which shows that the theoretical values are close to the experimental ones.Meanwhile,the particle vibration velocity decreases quickly with time due to the damping of rock mass and has a harmonic motion,and the particle vibration velocity of millisecond blasting has short interval.The superposition of particle vibration velocities may reduce vibration because of wave interference,or magnify the surrounding rock response to the blasting-induced vibration.     

小流量下短时交通量预测最佳窗口长度与时间间隔

探讨了小流量情况下，路段短时交通量预测中的可变时间间隔及预测窗口长度对预测精度的影响，分析了不同间隔序列在反映交通流特性方面的差别和最适合的预测窗口长度，并建立神经网络模型对预测效果进行了定量比较，得到序列用于预测的最佳窗口长度和一组最优时间间隔，有助于预测算法的改进和预测精度的提高。     

垮塌区Navier-Stokes幂律型浆体的有效扩散范围

为了研究注浆过程水泥浆体在破碎岩体中的扩散范围和压力分布状态，以Navier-Stokes方程为理论基础，在COMSOL平台上建立单裂隙模型，模拟浆体在不规则的单一裂隙面上的流动特征. 在此基础上，建立破碎岩体的平面裂隙模型，同时设置不同的贯通系数，模拟浆体在破碎岩体中的扩散规律. 研究结果表明:当模型中裂隙贯通系数较低时（0.1～0.5），浆体有效扩散范围较小，约为1.5～4.1 m，扩散范围随着压差的增加呈非线性的增加，但是增加率快速降低接近0；当模型中裂隙贯通系数较大时（0.5～1.0），浆体的有效扩散范围显著增加，约为4.1～6.2 m，随着压差的增加也呈非线性增加，增加率呈降低的趋势；当模型中裂隙贯通系数为1.0时，即破碎的岩体中裂隙面全部连通状态，浆体扩散距离随着压差的增加近似呈线性增加，最大扩散距离约为6.2 m. 同时在注浆孔外围6 m处取芯结果能明显观察到浆体固结的破碎岩块，这与模型计算结果一致.      

热力耦合作用下拉林铁路桑珠岭隧道岩爆预测

热力耦合作用是高温高地应力隧道岩爆预测中一个新的问题.在新建拉林铁路桑珠岭隧道开挖过程中,利用现场温度测试数据反演并得到隧道不同埋深时的地温,通过热力耦合数值模拟计算得到隧道开挖过程中的洞周应力变化规律,利用卢森、陶振宇、王元汉、樊建平4种岩爆判据对隧道不同温区、不同洞周应力释放率的岩爆发生烈度和岩爆范围进行预测,最后将预测结果与现场岩爆进行了比较分析.研究结果表明:桑珠岭隧道地温梯度为5.5℃/100 m,隧道埋深越大地温越高;在以自重应力场为主的深埋段,最大压应力集中在拱顶和拱脚部位;在45~85℃地温区间,洞周最大切向应力和最大主应力随应力释放率增大而线性增长,当洞周应力释放率为100%时,其增加量分别为84~96 MPa、93~96 MPa,同时岩爆烈度等级也相应增加;判据预测与现场实测的比对表明,高温热力耦合作用在应力释放过程中加速了岩爆发生,在应力释放率前期,陶振宇判据对中等及以上岩爆的发生更加敏感,而在应力释放中后期王元汉判据与实测结果的相似度更为一致.      

软弱围岩小净距公路隧道施工技术分析研究

通过对各工法的优缺点及适用性的比较,给出了道冠山隧道小净距段所用工法及其具体施工工艺,及各开挖步对应掌子面间的距离控制要求,并在对超前小导管注浆、预应力对拉锚杆、局部加长系统锚杆等小净距隧道中间岩柱常用加固方法进行比选,以确定道冠山隧道小净距段中间岩柱的加固方案。     

砂质板岩单轴抗压强度与点荷载强度换算关系

以甘肃渭源—武都高速公路木寨岭隧道开挖揭露的砂质板岩为对象,开展了砂质板岩单轴抗压强度试验和点荷载强度试验;通过对试验数据进行正态分布检验、高度异常数据剔除和置信区间强度统计,获得了砂质板岩单轴抗压强度、点荷载强度以及两者之间的换算关系,并与岩石试验相关规范和国际岩石力学学会(ISRM)推荐换算公式进行了对比。研究结果表明：饱和砂质板岩单轴抗压强度服从正态分布,平均值为56.3 MPa, 95%置信度下的置信区间为49.20～63.50 MPa;饱和砂质板岩点荷载强度与正态分布不完全一致,平均值为7.36 MPa, 95%置信度下的置信区间为6.50～8.22 MPa;饱和砂质板岩点荷载强度与单轴抗压强度之间具有显著的线性正相关性;岩石强度受各试件内部节理裂隙的方向、填充物、宽度和长度等的影响,强度数据总体离散性较大;饱和、烘干状态下砂质板岩单轴抗压强度与点荷载强度的换算系数分别为7.72和8.72,均明显小于大多数研究中15～30的换算系数,原因在于砂质板岩内部赋存有层理或不同角度的节理裂隙等缺陷,单轴抗压强度受试件内部节理裂隙的影响较大,导致其强度平均值偏低,而点荷载强度受试件内部...     

大断面黄土隧道加宽过渡段变形特性三维数值分析

针对三车道公路隧道加宽段空间跨度大,加宽过渡段设计难度大的难题。以某三车道黄土隧道为依托,采用三维有限元仿真的方法,对加宽过渡段的支护结构和围岩的变形规律进行了研究。研究结果表明：加宽过渡段处初支结构的变形呈现不对称性。距过渡段10 m范围以外加宽段围岩变形趋于对称。加宽段施工对正常段的围岩变形影响较小,对加宽段围岩的影响范围约为10 m。故在三车道公路隧道的加宽段施工过程中,除加强支护外,距离过渡断面的前10 m加宽段施工应提高监控量测频率。     

铁路隧道初期支护结构随机有限元及可靠度分析

将围岩与支护结构视为一起受力的整体不确定体系,假设原始应力为围岩自重应力,用弹塑性平面有限元程序和按蒙特卡罗-随机有限元法分析初期支护作用效应的统计特征,应用“分位值”法对现行单线电化铁路隧道复合式衬砌通用图的初期支护按连续介质模型计算其可靠指标。计算结果表明,各级围岩随着埋深的增加,可靠指标不断减少,Ⅳ级围岩超过200m、Ⅲ级围岩超过300m后可靠指标都很低,这一结果与实际情况不符,说明完全按埋深来确定围岩原始应力是不合适的。而对于同样埋深,围岩愈松软,可靠指标愈小,特别是松软的Ⅴ级围岩,抗开裂可靠指标不能满足要求,抗压的可靠指标也很低,说明Ⅴ级围岩的初期支护要加强,一定要加钢筋格栅或型钢拱,以防大面积裂损。