悬索桥岩锚式锚碇的承载特性研究

悬索桥岩锚锚碇系统能充分利用岩体承载能力, 但至今工程案例较少, 为了研究其承载特性和破坏模式, 以主跨为 1768m 的某公路双塔单跨吊钢箱梁悬索桥岩锚锚碇为背景, 首先建立了锚址区地质概化模型, 通过原位测试和室内试验分析得到岩体力学特性。 然后, 采用 FLAC3D 建立了锚碇系统及围岩相互作用的三维模型, 模拟分析了岩锚区围岩塑性区分布规律、 变形特征、 岩锚破坏模式。 最后, 采用楔形断裂法得到了岩锚的抗拔安全系数。 得出结论如下: (1) 岩锚锚碇系统的破坏机理为主缆拉力作用下, 锚体及周边围岩沿着破裂角发生整体拉剪复合破坏; (2) 通过超载法得到该桥岩锚锚碇围岩稳定安全系数为 7. 0; (3) 采用 “楔形断裂法” 得到岩锚锚碇的抗拔安全系数为 4. 0。     

高压旋喷桩承载特性变化规律现场试验研究

基于现场物理试验测量高压旋喷桩桩身沉降量以及桩周摩擦阻力,获得其随顶部荷载以及桩深变化的基本规律,进而总结高压旋喷桩承载特性的变化规律。结果表明,在桩体发生破坏之前,高压旋喷桩的沉降量随顶部荷载增大呈线性递增;当小荷载时,摩擦阻力随桩顶载荷的增大而增大,但并非一直呈线性变化,在达到一定沉降量后其增加很小;摩擦阻力从桩身下部开始逐渐向上发展,并随荷载的增大而增加;随着上部结构荷载的增大,进入塑性区后的高压旋喷桩复合地基的沉降呈现非线性。     

微型桩水平承载特性的现场试验与有限元数值分析

为使水平承载微型桩在工程中得到充分合理的应用,通过现场静载试验和有限元数值分析,对微型桩的水平承载特性进行了研究。现场载荷试验对比了不同桩长、不同抗弯刚度微型桩的水平承载特性;数值分析探讨了桩径、桩身模量等主要因素对微型桩水平承载特性的影响。研究认为,通过合理选择微型桩桩长、桩径以及桩身插设钢管等措施,可以提高水平承载微型桩的承载能力。     

大直径管桩-钢管复合桩基承载特性现场试验研究

为研究大直径管桩-钢管复合桩基承载特性,依托温州港状元岙港区码头二期工程桩基建设,选取工程桩S1、S2为试验桩,分别开展了竖向静载和水平静载原位试验,测得竖向静载的截面应变值ε,及水平静载下桩顶水平位移Y、桩顶转角θ;计算了竖向静载时不同截面桩身轴力Qaxial、桩端阻力Qpu、桩侧摩阻力Qs,及水平静载时泥面处桩的水...     

岩土压花锚抗拔试验研究

普通预应力锚索的常见破坏模式是钢绞线与注浆体脱黏,为防止该类破坏模式的发生并增强内锚固段的锚固能力,将结构工程中的压花锚引入到岩土锚固工程中并进行较大改进,设计8种不同配合比的水泥基注浆体,将压花锚、普通锚锚固在中风化砂岩中,通过抗拔试验获得岩锚的荷载-位移全过程曲线。结果表明:压花结构在注浆体里产生楔形效应,导致压花锚的荷载传递机理与普通锚不同,其承载强度显著高于对应的普通锚,降低了岩锚承载强度对内锚固段长度及注浆体力学性能改变的敏感性。压花锚的上述特性有利于提高锚固工程筋材的利用效率,减少用锚数量,降低工程造价,增强锚固系统的安全可靠度。     

悬索桥隧道锚原位缩尺模型蠕变试验研究

为获取雅康高速泸定大渡河特大悬索桥实桥隧道锚蠕变变形规律,根据相似理论,开展隧道锚1∶10原位缩尺模型蠕变试验;利用气液式加载系统进行模型锚分级加载试验,分析模型锚、围岩和界面错动在1.00P (P为缩尺模型单根设计拉力)、3.50P、7.00P荷载下的蠕变全过程规律;采用FLAC3D进行锚碇与围岩体蠕变的三维黏弹塑性仿真分析,进行模拟值与实测值对比分析.试验结果表明:在1.00P、3.50P、7.00P荷载作用下,锚体最大蠕变量分别为0.62、0.97、1.58 mm,围岩最大蠕变量分别为0.49、0.85、1.38 mm,锚体与围岩错动最大蠕变量分别为0.15、0.64、1.43 mm;锚碇和围岩实测蠕变变形量与计算值在量值上相当,蠕变趋势基本相同;雅康高速特大悬索桥隧道锚和围岩在各级荷载作用下属于稳定型蠕变,正常设计荷载下,锚碇蠕变不会影响悬索桥的长期稳定性.     

大跨度自锚式悬索桥静载试验及动力特性理论分析

对桌大跨度自锚式悬索桥进行了通车前荷载试验,试验内容包括四个工况,即主跨1／2截面、主跨1／4截面、塔梁结合处、边跨截面的应力和挠度试验;试验进行了平截面假定试验,了解了该桥在建成后的工作状态和安全承栽能力;最后,对大桥的动力特性进行空间建模和计算,得到大桥的动力特性,本研究对自锚式悬索桥的静力性能和动力特性获得了认识。     

再生混凝土骨料包裹桩承载特性试验研究

采用再生混凝土骨料替换包裹碎石桩碎石芯料,形成一种新型地基处理方式——再生混凝土骨料包裹桩,以改善采用包裹碎石桩处理液化及软弱土地基时碎石强度未能充分发挥的问题.开展了模型试验,研究包裹长度、刚度及长径比对再生混凝土骨料包裹桩单桩承载特性和骨料破碎度的影响.研究结果表明：包裹长度为1倍～6倍桩径时,延长包裹长度可显著提高桩体承载力,包裹长度小于1倍或大于6倍桩径时,包裹长度对承载力改善不明显;包裹材料的临界刚度约为100 kN/m,当小于临界刚度时,增加包裹刚度能显著提高桩体承载力,大于临界刚度时,增加包裹刚度不再明显改善桩体承载力;再生混凝土骨料包裹桩桩长不变时,长径比大于10的桩体承载力较低,桩体主要在10～30 cm深度内产生不同程度的局部弯曲,长径比小于7的桩体承载力较高,桩体主要发生轻微鼓胀变形,无局部弯曲;混凝土骨料的破碎度与桩体能承受的极限荷载呈正相关,增加包裹长度、刚度及桩径均会增加芯料的破碎度.因此,进行再生混凝土骨料包裹桩单桩设计时应充分考虑包裹长度、刚度和长径比与芯料破碎度之间的关系,以获取最优设计方案.     

岩锚锚力试验

悬索桥的锚锭块．通过岩锚和山体联成一体，本文叙述用建筑边坡支护技术规范对该岩锚的锚固力进行验证试验的情况。     

不规则结构面剪切特性试验研究

为对岩体工程中不规则结构面力学特性进行基础性研究,选取N.R.Barton提出的10条标准剖面线中的第1、4、6、8、10条模拟结构面的表面形态对水泥砂浆试件进行不同法向应力水平下的常规剪切试验,并在对试验数据对结构面的剪切特性和剪切扩容现象进行深入分析的基础上,提出了适合水泥砂浆材料的抗剪强度经验公式和反正切函数的结构面剪切特性方程.研究结果表明:粗糙系数越大或法向应力越大,结构面越易表现为切齿破坏;粗糙系数越大或法向应力越小,结构面越易表现出扩容现象.      

某悬索桥隧道锚岩体与结构安全评估

采用ANSYS软件对某悬索桥隧道锚碇系统进行二维弹塑性数值模拟,分析隧道锚碇及围岩体在张拉荷载下的变形状态及时效特性,对锚碇与围岩间相互作用和锚碇结构安全进行了研究。     

隧道勘察围岩级别划分研究

对《公路隧道设计规范》新老版本中围岩级别划分的方法进行对比和分析,有助于更好地利用新规范,进一步做好隧道勘察设计工作。     

裂隙岩体隧道排水影响范围数值试验研究

隧道排水影响范围一直是难以突破的水文地质问题,直接关系到隧道施工及运营对地下水环境的影响程度.以石太客运专线石板山隧道为例,采用非均质、各向异性等效连续介质渗流模型进行瞬态分析,研究了隧道排水影响半径与施工过程、水文地质因素、工程因素及降雨入渗补给因素的关系.研究结果表明,地层渗透系数、降雨入渗补给量及洞顶含水层厚度影...     

溶蚀岩体各向异性力学性质的试验研究

溶蚀岩体通常对岩体工程稳定性具有关键控制作用. 为了揭示富含层理溶蚀岩体各向异性力学性质演化规律,分别针对不同溶蚀率（K = 0%,5%,10%,15%,20%）的岩体进行室内单轴抗压试验,获取每种溶蚀率条件下不同夹角（α = 0°,30°,45°,60°,90°）抗压强度和弹性模量,分析岩体破坏特征,依据试验结果建立含层理溶蚀岩体抗压强度和弹性模量的预测模型,并进行实验验证. 结果表明:抗压强度在α = 0°,90° 时最大,α = 45° 时最小,整体呈现对称U形;弹性模量在α = 60° 最小,α = 90° 最大,整体呈现不对称U形;完整岩体抗压强度以及弹性模量的各向异性指数最大,分别为1.98、3.05,随着溶蚀率增大其值逐渐减小,K = 20%时,分别为1.10、1.36;溶蚀率较小岩体变形破坏受岩体基质和层理控制,以劈裂、错动剪切和滑动剪切为主;随着溶蚀率增大,变形破坏受溶蚀孔隙和骨架控制明显,以骨架鼓胀剪切错动、压碎破坏为主.      

裂隙岩体隧道非均质、各向异性等效渗流模型及应用

随着可持续发展战略的深化,隧道工程所引起的地下水环境问题越来越突出。简要介绍了裂隙岩体渗流特征、渗流模型及渗流计算原理,采用等效连续介质渗流模型模拟裂隙岩体隧道渗流规律并定量评价地下水资源流失量,为提高模型拟真性,在模型中考虑了裂隙岩体的非均质性和各向异性,并应用于实际工程中进行了隧道运营期间的地下水流失量计算,为减小隧道施工地下水资源流失提供技术支持。     

圆形隧道的围岩流变压力研究

文将隧道围岩和衬砌材料分别视为粘弹性流体和弹性体,、研究了圆形隧道的围岩压力随时间 的变化规律,弃给出了理论公式。为了对理论结果进行验证,选择了流变性较显著的相似材料 做了模拟实验。本文的成果对于软岩隧道衬砌的设计,以及寻求运营隧道衬砌开裂的对策,提 供了又一理论模拟。      

隧道掌子面岩体裂隙快速识别方法

隧道掌子面上含有许多地质信息,若能充分提取和分析,将有助于对隧道工程地质状态作出评价,用于指导隧道设计和施工. 以隧道掌子面数码图像为基础,对掌子面上岩体裂隙检测、提取、分组算法进行研究. 首先,基于数字图像处理技术对掌子面岩体裂隙目标分割算法进行分析,根据分割结果,通过图像细化和边界线拟和、分离、合并、过滤,连接不连续边界,过滤短边界,形成较完整的岩体边界线识别结果;然后,计算岩体边界线视倾角,将视倾角相近的边界线合并为一组,实现对裂隙边界线的自动分组;最后,将本方法应用于实际掌子面岩体图像测试其有效性. 测试结果表明:该方法基本实现了对掌子面上岩体裂隙的自动提取和分组;对具有明显裂隙的掌子面岩体,本算法能较完整的提取出岩体裂隙,错误提取率不超过10%,并实现了自动分组,自动分组错误率不超过5%,提高了掌子面岩体分析的自动化程度,可用于地质素描,并为掌子面围岩分级提供参考依据.