地下空间开挖过采空区时覆岩移动变形的数值模拟研究

为掌握在采空区上方开发地下空间时,地下空间开挖对采空区覆岩移动变形的影响情况,以山西拟开发的跨越南坑矿8#煤层部分采空区的某大型地下空间工程为研究对象,采用数值模拟方法研究分析开挖对采空区覆岩的移动变形影响,发现控制层及其稳定性在开挖过程中对地下空间工程的稳定性起着至关重要的作用。开始开挖时控制层在应力作用下纵向下移,在开挖面经过采空区一段时间后停止移动,而非控制层在应力作用下继续移动,导致离层;开挖过程中采空区覆岩横向不同程度的错动,总体趋势是两侧岩层向中间移动;控制层的稳定性对岩层的移动变形有重要作用,控制层稳定存在时,其上部岩层不会产生向下的大变形,否则相反。为进一步开发研究地下空间开挖过采空区时的岩层控制技术提供了理论基础。     

软岩隧道大变形机理分析

围岩大变形是软岩隧道建设中的常见灾害,由此引起初支破坏、工程延期、造价增加,给施工安全带来较大威胁。以十房高速公路通省隧道大变形为背景,从岩性、岩体塑性变形、地应力等方面分析软岩隧道的变形机理,并利用FLAC3D模拟通省隧道的开挖支护和围岩变形过程,最后提出了应对大变形的控制措施,以期减少灾害、指导施工。     

高速公路下伏浅层采空区地表变形的数值分析

以南宁外环高速公路工程一段采空区为依托,根据工程实际勘探资料,建立有限差分网格模型,对该浅层采空区的地表变形进行分析计算,预估采空区地表的沉降和水平位移变形,得出采空区对地基稳定不利的结果,并提出强夯配合加筋法处治,效果良好。     

鸡爪沟地形高填方段软基变形破坏模拟分析

以广西南充—广安高速公路G标段K50 705和K50 770两个典型断面为研究对象,应用连续介质快速拉格郎日元法(FLAC),对两个断面的高填方段软基变形、破坏以及控制措施进行了模拟分析,结果表明:采用土工格栅可以有效地减小侧向水平位移,对路基的不均匀沉降也有很好的防止作用,模拟结果与经验相符。     

柔性石笼挡土墙受力与变形的数值模拟研究

石笼挡土墙作为一种新型的支挡结构,以其造价低、生态性好、适用范围广、柔性变形等特点得到了越来越多的工程应用。与刚性挡土墙相比,石笼挡土墙的受力和变形有明显的不同。采用有限元数值模拟的方式分析不同类型石笼档土墙的变形机理．提出石笼挡土墙应用需要注意的问题。     

重复荷载下沥青混合料变形的数值模拟

采用加载0.1 s、卸载0.9 s的半正弦波间歇荷载模拟路面实际的车辆荷载,利用线性Drucker-Prager蠕变模型对重复荷载下AC-13C基质、改性沥青混合料的变形进行黏弹塑性数值模拟,预测得到的变形与实测变形相比非常一致。沥青混合料的蠕变应变随着时间的增长而增大,初期增长率大而后期增长率小。在沥青混合料未屈服时,蠕变应变就是沥青混合料的永久应变;当沥青混合料发生屈服,产生了不随时间变化的塑性应变,此时蠕变应变加上塑性应变即为沥青混合料的永久应变。结果表明线性Drucker-Prager蠕变模型可以预测重复荷载作用下沥青混合料的变形,可用于移动荷载下沥青混凝土路面结构的力学响应分析。     

冲击动能作用下被动网变形解析解与数值模拟研究

针对被动柔性防护网结构的系统缓冲性能,从冲击变形控制机理分析系统冲击变形的影响因素;设计了优化的缓冲结构体系。分析发现:系统冲击能力主要由网片顶冲变形、支撑绳牵引拉伸、支撑结构变形构成。对被动柔性防护网系统采用非线性数值模拟,提取系统工作条件下各部分冲击变形分量,与解析分析结果对比,验证了冲击大变形解析方法的正确性。     

复杂陡坡地形条件下高填路堤变形的数值模拟研究

以京台高速公路(平潭段)工程为依托,选取3处典型断面,在FLAC3D数值平台上分别研究坡度陡缓、坡面形式以及坡脚形式下的高填路堤沉降及侧移变形规律。研究结果表明:一定范围内坡度的减小会导致沉降及侧移变形量增大,且最大沉降处呈现上移的趋势;坡面折线角度变化不大的情况下,直线陡坡相较于折线陡坡能减少路堤的变形量,但其影响效果较为有限;相较于坡脚平坡,坡脚反坡会使得路堤沉降和侧移变形显著减小。因此,在陡坡高填路堤填筑中可通过设置坡脚反坡、在一定范围内增加陡坡坡度等手段来提高路堤分层填筑的稳定性。     

高地应力软岩隧道大变形失稳机理及支护对策研究

对于高地应力软弱围岩隧道,大变形失稳破坏是一种发生频率较高且危害较大的地质灾害,其支护对策已成为重大的技术难题。以武都西隧道为工程实例,采用现场工程地质调查、理论分析、现场监测等手段,系统研究了其隧道围岩及支护结构的变形特征及失稳机理,从而有针对性地采用"钢花管注浆加固边墙、增设护拱并充填泡沫混凝土、基底注浆加固"支护对策,最后利用现场监测手段对支护效果进行了验证,结果显示该支护对策能够达到预期处治效果,可在类似高地应力软岩隧道中进一步推广应用。     

高压旋喷注浆在采空区桥基加固中的应用

对采空区地表沉降量进行预测分析并提出了高压旋喷桩的加固方案及加固设计计算。工程实例表明,高压旋喷桩对地表沉陷引起的地基承载能力下降及不均匀沉陷有很好的控制作用,其加固方案可为同类工程参考。     

桥梁地基部分被淘蚀后的稳定性研究

处于斜坡上的桥梁地基常会受到冲刷淘蚀而使基底面积减小,对桥基造成不利影响。针对这一情况,研究淘蚀形状不规则的桥基稳定性计算方法和计算公式。     

路基下煤矿采空区地表塌陷特征及其形成机理

基于现场调研和室内测试,详细研究了青兰高速公路邯郸~涉县段沿线北八特采空区地表塌陷特征,分析了地表塌陷形成的影响因素,探讨了该区地表塌陷形成的宏观和微观机理。这项研究可为拟建高速公路采空区治理方案的选择,以及路基路面、桥梁设计提供科学依据。     

连续刚构桥整体稳定性的理论分析和数值计算

针对连续变截面桥墩,应用能量法推导了失稳特征值的通用计算公式.应用有限元软件SAP2000,对一座5跨预应力连续刚构桥进行了全过程特征值稳定性分析.分析表明,3#墩最大悬臂施工状态失稳特征值最小,为桥梁的最危险状态.针对3#墩,应用通用公式计算了各个施工工况的失稳特征值,并与数值模拟值进行对比.结果显示,理论计算结果约...     

边坡岩体质量分类的SMR法在高边坡桥基设计中的应用

通过边坡岩体质量分类的SMR法在评价边坡桥基稳定性中的具体应用,阐述了高边坡桥基形式与桥基位置确定的过程及其计算方法,提出了高边坡桥基设计的基本思路,SMR法具有可行性、简便性好等特点,对高边坡桥基的设计具有一定的指导意义。     

有限元计算时拱桥桩基础模拟方法

介绍有限元计算时桩基础的4种模拟方法:墩底固结法、假想嵌固点法、桩+等代土弹簧法及6自由度弹簧法。比较了不同模拟方法对拱桥计算结果的影响。     

桥基岩溶洞穴顶板稳定性综合评价

以青溪大桥桥基岩溶洞穴围岩工程地质条件定性分析为基础,在岩土自重和桩基的外附荷载作用下,利用定性分析、结构力学的半定量分析方法和三维有限元定量计算手段,对桥墩所在位置的溶洞顶板稳定性进行了综合评价。通过对不同厚度下溶洞顶板的应力和位移的力学响应分析,认为在确保单桩桩端标高选在强岩溶发育带以下的稳定岩层上,且顶板厚度大于8.0m,才能满足溶洞顶板的稳定性要求。考虑到青溪大桥4#桥墩所在承台基坑开挖的爆破震动影响,设计溶洞顶板安全厚度取值为8.5m,并采用钻孔多点位移计对施工荷载施加过程中溶洞及顶板岩体的变形进行了现场监测,结果表明,突破常规设计要求的8.0m溶洞顶板厚度施工是安全稳定的,大大节约了溶洞处理费用,并为类似的岩溶洞穴稳定性施工提供了有力的技术支持。     

基于Matlab GUI平台的桥梁桩基承载力计算系统

桥梁桩基承载力计算在整个下部结构计算过程中占有非常重要的地位,结合《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)对摩擦桩计算的规定,利用Matlab强大的数学分析功能进行求解,并利用Matlab的GU(IGraphical User Interface)编制了相应的计算程序,在程序中输入相应钻孔的地质信息、桩基设计尺寸和不同工况下的荷载信息,程序就能得到计算结果;通过一个工程实例计算表明,利用本程序计算得到的桩端承载力结果,满足经济、安全的需要,具有很强的工程应用价值。     

高边坡对邻近基坑稳定性的影响研究

深圳地铁5号线上水径车站倚靠城市山地,山地边坡形成的偏压作用对基坑的稳定性存在着不可忽视的影响。为认识这种影响,并考察基坑与边坡之间合理的设计间距,运用FLAC3D软件,对基坑与边坡不同距离下基坑的桩变形、桩弯矩、边坡沉降以及地表沉降等进行了计算分析。研究结果表明：1）高边坡下基坑施工过程中,近坡桩的最大位移与基坑距边坡距离呈指数衰减关系;远坡桩最大位移与距离呈指数递增关系;当距离为24 m以上时,两侧桩的最大位移将趋于稳定。2）当距边坡距离大于2 m时,远坡侧地表最大沉降值y与基坑距边坡距离d大致成指数递增关系,当距离为24 m以上时,地表沉降最大值将保持不变。3）边坡最大沉降值y与d呈指数衰减关系,当距离达到16 m以上时,基坑开挖对边坡的影响可忽略不计。4）基坑整体稳定性系数y与距边坡距离d大致成指数增长关系,当基坑距边坡距离为0 m,基坑的整体稳定安全系数最小,为1.80。