薄膜压力传感器在打桩试验中的标定研究

土压力的精确测量在岩土工程中具有重要作用，薄膜压力传感器作为一种新型测量压力的仪器因其具有厚度薄、体积小和灵敏度高等优点在土木工程领域得到应用，而其应用关键在于根据不同的使用条件和环境对仪器进行标定。本文针对砂土中打桩试验，采用薄膜压力传感器测量打桩过程中的桩侧土压力；为得到精确的试验数据，通过采用自主设计研制的标定装置对薄膜压力传感器进行标定，研究了不同量程的薄膜压力传感器在不同砂土埋深下的标定结果，并与厂标结果对比分析；随后，研究了薄膜压力传感器在不同深度下的卸载结果。研究结果表明：在加载阶段薄膜压力传感器电压与荷载曲线的线性较好，砂标结果要比厂标结果偏大，并且在埋深为0.2D和0.4D(D为加载板直径)标定结果与厂标结果较为接近，随着砂土的埋深逐渐增加，传感器的标定系数也在增加；薄膜压力传感器在卸载过程中荷载与输出电压曲线表现为滞回环，4种不同埋深下的滞回环的大小基本一致。因此在打桩试验时需对薄膜压力传感器在砂土介质中标定并且要考虑卸载对测量数据的影响。     

盾构管片设计中静止土压力系数选取的探讨

研究目的:静止土压力系数是盾构隧道管片结构设计的重要参数之一。在饱和软土地区进行盾构管片配筋设计时,由于地勘资料提供的静止土压力系数较小,有时会出现配筋量过大甚至难以配筋的情况。本文通过现场实测和室内试验开展对静止土压力系数的研究,为饱和软土地区盾构管片设计中静止土压力系数选取提供参考。研究结论:(1)室内试验测定静止土压力系数时,对于粉质黏土,初期侧压力系数较大,随加载时间的增加,侧压力系数逐渐减小并趋于稳定;而对砂性土,侧压力系数随加载时间变化不大;(2)现场实测静止土压力系数明显大于室内试验所测静止土压力系数固结稳定后的值,更接近于室内静止土压力系数初始值;(3)由于土体的卸荷作用,盾构施工后的静止土压力系数会有所增大;(4)水土合算法与水土分算法计算侧压力时应采用不同的侧向压力系数,建议该工程地区黏性土静止土压力系数水土分算时取0. 5,水土合算时取0. 7;砂性土采用分算法,依据地勘资料取其侧压力系数;(5)本研究成果可应用于盾构管片结构设计中静止土压力系数的选取。     

路肩式土工格室柔性挡墙受力及变形分析

为研究路肩式土工格室柔性挡墙受力及变形特点,依托陕西省省道205线子长县城区过境段改建工程,开展模型试验和现场监测。模型试验参考工程原型材料确定试验模型相似比为1:3,挡墙模型几何参数为墙高2 m,墙厚1 m,坡率为1:0.5。通过模型试验与现场监测得到路肩式土工格室柔性挡墙基低压力、水平土压力及水平变形的变化规律。路肩式柔性挡墙基底压力随挡墙填筑高度增加而增大,施工完成后略有减小;每一层挡墙墙体格室上的水平土压力并非均匀分布,挡墙中间水平土压力挡墙内侧水平土压力挡墙外侧水平土压力;稳定后的水平土压力和水平变形沿挡墙高度呈鼓形分布,在墙高1/2H处达到最大;采用微分单元法计算挡墙墙背水平土压力更接近工程实际。     

旁压试验确定水平基床系数方法研究

研究目的:水平基床系数是地下工程设计的重要岩土工程参数,决定地下工程的经济性、安全性和可靠性。旁压试验是一种先进的原位测试技术,在岩土工程勘察中应用广泛。通过本文研究,拟建立旁压试验确定水平基床系数的方法,并通过对比试验研究建立旁压试验确定水平基床系数与静力触探贯入阻力的经验关系。研究结论:(1)本文建立的旁压试验确定水平基床系数方法考虑了基础尺寸的影响,试验结果与"梅纳法"和"日本法"较为接近;(2)规范经验值与本文建立的方法、"梅纳法"及"日本法"的试验结果相比显著偏小;(3)通过对试验数据进行统计分析,得出旁压试验确定水平基床系数与静力触探贯入阻力的经验关系式:黏性土,K_(h1)=12. 84p_s~(1. 61);砂性土,K_(h1)=6. 58q_c;(4)本研究成果可为地下工程勘察与设计提供借鉴或参考。     

砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究

盾构机在卵石含量高、粒径大的砂卵石地层中掘进时,由于土体塑流性差,土体在土舱内无法及时排出,时常出现盾构推力、刀盘扭矩异常增大,推进速度极其缓慢等现象;由于土舱内土体颗粒间力的传递是点对点,使支护压力不能有效施加到开挖面上,极易出现地表沉降超限、塌方等事故.为此,以北京地铁9号线盾构隧道工程为背景,进行砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究.试验结果表明:采用泡沫十膨润土作为土体改良剂对砂卵石地层土体进行改良是可行的;在土体改良过程中应根据出土量、土压力、盾构推力及刀盘扭矩等参数的控制情况,及时调整土体改良剂的注入时间、注入量等参数;在确保盾构出土量可控的前提下,采用满舱欠压掘进模式可以提高砂卵石地层盾构掘进的效率.     

铁路桥梁跟钻法管桩在砂性土中的合理构造分析

跟钻法是一种新型PHC管桩施工的工法,具有环境影响小、单桩承载力高等优点,以连镇铁路为依托,目的在于通过研究跟钻法管桩在砂性土中的扩大头尺寸、桩径、壁厚的合理构造,以提高跟钻法管桩在铁路桥梁基础中应用的经济性及适用性。通过有限元软件GTS-NX对不同构造跟钻法管桩进行建模计算,在满足规范前提下对不同构造管桩进行对比,结果表明:对于连镇铁路砂性土场地情况,增大扩大头尺寸可有效增加单桩基承载能力;不同直径跟钻法管桩在不同墩高条件下有各自的经济性;在相同桩径情况下选择较厚壁厚管桩更适用于铁路桥梁。     

不同荷载方向下土压力对桩土摩阻力的影响

结合广州新电视塔工程,采用混凝土短柱模拟工程桩,经过受压与受拉不同荷载方向下的桩侧摩擦力试验研究,研究其在抗压和抗拔力作用下桩土侧摩阻力性能变化.试验研究表明:桩与围岩相互作用在不同受力状态下表现出不同特点,抗压摩阻力特征值大于抗拔摩阻力特征值,抗压摩阻力/抗拔摩阻力为1.85左右;在试验过程中,抗压侧摩擦力大于抗拔侧摩擦力的原因在于被动土压力大于主动土压力;在工程应用中,需要抗拔分项系数γ作为抗拔力设计值的安全储备,本工程抗拔分项系数γ可取1.5～2.0.     

地铁网轨综合检测车接触轨标定工装研制

随着接触轨检测车在地铁的广泛应用,接触轨检测系统需要定期进行系统的校准标定。因此改良接触轨标定系统,使系统能在未设置接触轨的地段完成标定是很有必要的。从真实检测环境出发,根据接触轨设计几何尺寸研制适用于检测车标定的简易工装,使其能在无接触轨条件下进行系统标定。试用结果表明:接触轨标定工装能较精确地进行接触轨检测系统的静态标定。     

含水率对K_(30)值和E_(vd)值相关性的影响研究

研究目的:K_(30)和E_(vd)均为检测路基压实质量力学指标的现场原位检测方法。一定条件下同类性质土中,K_(30)值和E_(vd)值线性相关性良好,但其相关性易受填料性质、施工工艺、气候状况等因素的影响,含水率是重要的影响因素之一。选取重庆地区某铁路工程中采用低液限粉质黏土填筑的路基进行K_(30)与E_(vd)的对比试验,研究含水率对K_(30)值和E_(vd)值相关性的影响。研究结论:(1) K_(30)值与E_(vd)值相关性受各种因素的影响显著,在有条件的情况下,应该通过K_(30)与E_(vd)的对比试验来确定其相关关系,尽量避免生搬硬套;(2)在较小含水率变化范围内,K_(30)值与E_(vd)值的线性相关性较好;当含水率变化范围为1%时,K_(30)-E_(vd)拟合曲线的相关系数R2值在0. 945 6～0. 981 9之间;随着含水率变化范围的增大,线性相关性变差;(3)随着含水率的增大,K_(30)值和E_(vd)值均呈现减小趋势;但E_(vd)值的减小速率大于K_(30)值;(4)随着含水率的增大,K_(30)-E_(vd)拟合曲线的一次项系数增大,常数项减小;(5)本研究成果可用于指导路基压实质量检测及路基填筑过程控制。     

对拉式挡土墙受力特性试验研究

揭示对拉式挡土墙土压力分布规律可以更好地推广应用该类挡土墙结构形式。为此,设计了室内模型,埋设土压力盒、锚索测力计等监测仪器,研究填土过程中对拉式挡土墙基底土压力、侧向土压力、锚索拉力的变化规律,及预应力和锚杆失效对侧向土压力的影响。试验结果表明:随着填土增高,挡墙有外倾趋势,使得基底外侧压力较内侧大;锚杆拉力随着顶部荷载的增加而增大;侧向土压力呈抛物线型分布;对锚杆施加预应力能够提高挡土墙的承载力。     

现代有轨电车轨道路基联合优化分析

为得到有轨电车典型轨道路基最优设计参数组合,采用大型有限元分析软件ANSYS建立轨道路基空间耦合模型,运用正交试验方法研究扣件刚度、轨道板厚度、支承层厚度、基床总厚度、基床压实指标K_(30)这5种因素对轨道路基的受力和变形分布规律的影响。根据极差分析方法,确定影响轨道路基设计方案技术性指标和经济性指标的因素重要性次序,同时以基床总厚度为指标对比分析轨道路基联合设计方法与传统路基设计方法之间的区别。结果表明:采用轨道路基联合设计方法得到的轨道路基方案较传统单独设计方法获得的方案更加经济合理;综合考虑轨道路基设计的技术性指标和经济性指标,确定最佳轨道路基设计方案为扣件刚度40 k N/mm、轨道板厚度0.2 m、支承层厚度0.4 m、基床总厚度0.8 m、基床压实指标K_(30)(110 MPa/m)。     

内嵌预压式大量程光纤光栅智能钢绞线的标定试验

内嵌预压式大量程光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)智能钢绞线解决了光纤光栅传感器监测量程不够的难题。为了保证光纤光栅智能钢绞线的应力应变测量精度,通过理论分析和静载试验标定了智能钢绞线FBG传感器的主要传感性能指标,并对传感器理论和试验应变灵敏度的误差进行分析,试验结果表明FBG传感器的传感性能满足工程要求,试验应变灵敏度Kε不小于1.17 pm/με,迟滞≤1.5%、线性度≤1%、重复性误差≤2.5%,总精度≤3%。     

复合土钉支护的面层设计方法与应用

面层是复合土钉支护系统中重要的组成部分,且承受边坡水土压力、土钉拉力等荷载是施工中面层设计的必要环节。在大部分的复合土钉支护工程设计与施工过程中,仅对土钉直径、间距及长度进行设计计算,对支护面层直接按照常规厚度进行采取,对支护的设计方案的工程费用带来不必要的浪费。根据弹性梁理论推导出支护面层的设计方法并通过实例对面层进行了强度验算和设计。     

西韩城际铁路湿陷性黄土地层现场浸水试验研究

在分析西韩城际铁路沿线黄土分布特征的基础上,选取代表性场地开展现场试坑浸水试验。试验结果表明:场地实测最大自重湿陷量为46 mm,仅为室内压缩试验计算值的0.23倍;湿陷土层厚度15 m,除Q;黄土全部具有湿陷性外,Q;上部黄土亦具有湿陷性;地表水自然入渗深度超过50 m,浸润角约为40°,浸润范围约为浸水试坑直径的1.7倍。对现场实测值和室内计算值差异原因进行深入分析,得出在黄土结构未完全破坏之前,发生过湿陷的土体在特定条件下还有可能再次湿陷的结论。     

机车车辆轮对内距尺检定装置计量比对

在阐述计量比对定义基础上,分别从比对实验室、比对项目和方法、比对路线和时间安排、传递装置、比对试验过程、参考值及其测量不确定度、参比实验室结果报告共7个方面,论述机车车辆轮对内距尺检定装置的计量比对方案.通过处理计量比对结果,分析个别参比实验室比对结果未达到合理预期的原因,提出建议,为进一步保障内距尺量值传递的准确可靠...     

铁路轨道检查仪检定台超高检定方法可行性的探讨

铁路轨道检查仪检定台采用超高测量尺显示超高的复现值,通过测量不确定度分析,验证了采用直接测量法对超高部分进行检定的方法的可行性。     

冲洪积复杂地层大直径盾构机长距离掘进关键设备配置设计研究

为避免出现大直径土压平衡盾构机长距离掘进复杂地层时设备配置不当导致渣土改良效果差的问题,以太原铁路枢纽西南环线东晋隧道盾构区间为工程背景,通过采用可变开口率完整直角型式复合刀盘,布设"立体分层"式刀具,土仓壁安装 3 个固定的主动搅拌装置,按照刀盘的旋转轨迹布置 16 路泡沫、膨润土喷嘴,设置 U 型转渣螺旋机,并在箱体上设计喷水口及改良口等措施,获得大直径土压平衡盾构机在冲洪积复合地层渣土改良的良好效果。     

铁道客车轴温报警器专用检定装置的研制

简要介绍铁道客车轴温报警器专用检定装置研制的意义及内容。为铁路客车轴温报警器的量值传递提供参考。     

简易轴向拉伸试验仪设计及试样合理尺寸的试验研究

针对现有土工抗拉仪存在的缺陷与不足,设计改良出一套简易轴向拉伸试验仪。通过四角调节螺栓和夹具设计,消除摩擦阻力和端部应力集中,通过轴心线的控制避免试样偏心受拉。可以完成不同尺寸长方体试样的抗拉试验。由于目前试样尺寸没有统一标准,为了得到试样的规范尺寸并分析试样尺寸对抗拉特性的影响,利用设计的拉伸装置,对不同截面和长细比试样进行试验。得到的试验结果有:ω=18.0%,ρd=1.30 g/cm3时,不同截面试样平均抗拉强度值在14.2~14.6 k Pa,平均极限位移值在8×10-2~9×10-2mm;ω=22.0%,ρd=1.45 g/cm3时,不同长细比试样平均抗拉强度值在14.4~14.9 k Pa,平均极限位移值与长细比的关系式可表示为b=9.706 7×(l/a)-6.97。分析表明:只要试样的物理状态(含水率ω和干密度ρd)相同,不论含水率ω是否小于或大于塑限值,抗拉强度值均不受截面和长细比的影响;含水率ω低于塑限值时,极限拉伸位移不随试样的截面变化;含水率高于塑限值时,极限拉伸位移与长细比呈递增的线性关系。计算每组试样抗拉强度值的极差和标准差并分析数据的离散性,结合制样难易程度和用土量等方面综合考虑,提出截面边长2.5 cm,长细比3的试样尺寸较为合理,为今后开展土体抗拉强度研究提供可靠依据。     

挤密桩处理湿陷性黄土路基的效果研究

黄土由于其湿陷性的特殊性质,导致铁路路基出现不均匀沉降,从而影响铁路安全。本文依托湿陷性黄土路基工程背景,建立三维数值模型,对挤密桩处理湿陷性黄土路基效果进行研究。结果表明:挤密桩桩径对挤密水平范围有显著影响,挤密影响范围可分为充分挤密区、有效挤密区和挤密影响区。桩周土体竖向位移随距桩边距离的增大先迅速增大随后逐渐减小直至为0,在距离桩边约0.7~1.0 D处,竖向位移达到峰值;竖向位移随深度增加而逐渐减小,当深度约为2 m(0.4倍桩长)时土体几乎无竖向位移,随后竖向位移继续增大。一定范围内增大挤密桩直径能显著扩大挤密影响区。依据分析结果得出依托工程最经济、合理的挤密桩直径为0.4 m;根据现场监测数据,路堤施工完毕后路基整体累计沉降量不超过5 mm,满足规范要求,说明灰土挤密桩处理湿陷性黄土路基效果良好。