西安地区洞桩法地铁车站基础结构选型

结合西安地层特点,依托5座在建洞桩法地铁车站实体工程,分析了不同基础型式的结构承载特性和最不利工况,选取地基承载力、水平抗剪切、抗倾覆、基底抗隆起、结构允许水平位移作为评价基础结构强度及刚度安全性的基本准则,构建了洞桩法基础结构的力学模型,推导了不同破坏模式下结构的安全系数计算公式,提出了适用于西安地区洞桩法基础结构选型理论体系中各项安全系数取值建议,给出了不同地层及埋深条件下单排长桩基础和柱下条形基础的适用范围。研究结果表明：西安地区洞桩法基础结构按地基承载力、水平抗剪切、抗倾覆、基底抗隆起及结构允许水平位移等基本准则计算时,安全系数应分别不小于1.2、1.3、1.3、1.6、1.4;洞桩法的中柱基础结构选型主要受地基竖向承载力准则的影响,采用相同柱跨型式时,柱下条形基础在砂土地层中的适用性优于其在粉质黏土-砂互层和粉质黏土地层中的适用性,而单排长桩基础可通过增加桩长等方式提高结构承载力,理论上在各类地层条件下的适用性均优于柱下条形基础;边桩基础结构需要采用复合准则综合分析其适用性,柱下条形基础结构的适用性受地层条件影响较大,在粉质黏土和粉质黏土-砂互层条件下结构抗倾覆安全性难以满足...     

砂卵石地层地铁车站地震动力响应规律研究

基于砂卵石土高摩擦性、低粘结性特点,通过ABAQUS建立二维数值计算模型,研究砂卵石地层与软黏土地层下地铁车站地震动力响应规律,结果表明:小震作用下软黏土地层对车站结构抗震有利,中震及大震时砂卵石地层对车站结构抗震有利。     

覆盖型高陡边坡稳定性主控因素研究

为了确定百米级以上覆盖型高陡边坡稳定性主控因素,指导边坡现场支护工作,以川西某隧道工程边坡为典型案例开展研究,隧道出口上方为泥石流堆积体。选取上覆土层厚度H、坡面倾角β、地震动峰值加速度a、土体内摩擦角φ、黏聚力c、重度γ、弹性模量E、泊松比μ等参数,开展边坡稳定性影响因素敏感性分析。利用正交试验设计,采用有限差分强度折减法进行边坡安全系数的计算,基于方差分析和F检验完成影响因素敏感性排序和显著性检验,并开展边坡稳定显著性参数影响分析。分析结果表明：边坡稳定性影响因素敏感性顺序依次为β、φ、a、H、c、γ、E、μ,其中β、φ、a、H、c为边坡稳定性的显著性影响因素;地震工况下边坡处于不稳定状态,需对边坡进行支护,支护位置应选取泥石流阶地坡面缓变陡区域。     

基于强度折减法的红粘土边坡稳定分析研究

根据厦成高速公路湖南郴宁某典型的红粘土路堑边坡断面,采用强度折减法讨论了2种高度的地下水位、3种不同的坡率、3种不同的粘聚力和摩擦角组合所对应的边坡的安全系数。得出以下结论:地下水位越低,浸润线越靠下,所得到的安全系数越高,边坡越稳定;坡率愈缓则得到的安全系数愈高;粘聚力越小,摩擦角越小所对应的安全系数愈小,路堑边坡愈趋向于不稳定。     

隧道衬砌设计检算

工程概况某公路隧道地址处属丘陵地貌,地形起伏较大,相对高差约30～50m,自然坡度约30°～50°,基岩零星出露,植被发育。上覆第四系粉质黏土,硬塑至坚硬状,厚约0～3m,属普通土,下伏基岩为寒武系加里东期的眼球状混合岩,中至厚层夹薄层状,坚硬,节理发育,风化不均,斜坡上较厚,沟槽内较薄,全风化带(W4)厚约10～30m,呈砂土状,属硬土,强风化带(W3)厚约     

反倾层状岩土复合边坡的稳定性分析方法

根据极限平衡理论,结合悬臂梁模型,提出了一种简易的岩土复合的滑动-弯曲倾倒破坏的理论分析方法。利用库伦土压力理论分析了上覆土体对下卧岩层的作用力,结合悬臂梁模型和协调平衡原理,引入重度增大系数,求得了下卧反倾层状软岩在上覆土体作用力下的稳定安全系数的解析表达式。结合实例验证了所提方法的正确性。所给出的理论分析方法有益于快速判断此类边坡的稳定性。     

黏土与粉土复合地层及其中地铁隧道的车致长期沉降

为了探明列车荷载对黏土与粉土复合地层及其中地铁隧道的长期影响,以无锡某地铁区段为研究对象,建立了轨道-隧道-地层系统的耦合2.5维数值模型,分析了运行列车诱发地铁隧道下覆黏土及粉土复合地层的动应力响应规律,进而结合循环荷载作用下黏土及粉土的不排水累积变形特征及孔压累积特征,采用分层总和法研究了列车振动荷载长期作用诱发该复合地层及其中地铁隧道的长期沉降量值及发展规律. 研究结果表明:1） 隧道下覆地基土的动偏应力沿深度方向呈先增大后减小的变化趋势,其最大值出现在隧道下覆约1.3 m深度处,可达2.80 kPa;2） 地铁列车运行导致复合地层中隧道结构的沉降主要发生在地铁列车前20万次运行期内,且隧道结构的沉降在此期间发展得较为迅速;3） 复合地层中隧道结构稳定后的车致沉降量值可达13.44 mm,其中由土体不排水累积塑性应变引起的沉降为11.40 mm,占比85%,由累积孔压消散引起的固结沉降为2.04 mm,占比15%;4） 隧道下覆黏土与粉土复合地层长期变形主要发生在隧道下方15 m范围内,该范围内的土体沉降对隧道结构长期沉降量值的贡献占比达90%.      

模拟深海环境砂土地层的材料配比试验研究

为了研究可近似模拟琼州海峡深海环境下砂土地层的相似材料,基于正交试验法,以重晶石粉/标准砂、黏结剂浓度、凡硅比和石膏含量作为4个控制因素,对不同配比相似材料的物理力学参数的变化规律进行了分析. 首先确定标准砂、重晶石粉作为骨料,凡士林和硅油作为黏结剂,石膏粉作为调节剂,其次基于正交试验原理设计25组相似材料配比,分别进行密度试验、直剪试验、压缩试验以及渗流试验,得到了重度、内摩擦角、黏聚力、压缩模量以及渗透系数等物理力学指标,通过极差和显著性分析,研究了各个控制因素对材料参数的影响规律,并对25组试验结果进行了去异常点的多元线性回归分析. 研究结果表明:相似材料重度受重晶石粉/标准砂比值的影响最大,石膏的比例是控制压缩模量的主要因素,内摩擦角和黏聚力无主要控制因素,重晶石粉的比重主要控制着渗透系数的大小;适用于深海环境砂土地层条件下的相似材料配比为重晶石粉/标准砂0.4,黏结剂浓度4.5%,凡硅比3∶1,石膏含量3%.      

基于有限元强度折减法的土岩二元坡的稳定性分析

利用有限元强度折减法,对岩土混合型边坡进行稳定性分析,对坡体的上覆土体进行开挖卸荷,分析不同的开挖形式下上覆土体开挖卸荷后的坡体稳定性。对上覆土体分别进行坡率开挖和平行开挖,计算结果显示,按坡率开挖时,随着坡率的增加,坡体安全系数增加,按平行开挖时,开挖到一定方量后,上覆土体的开挖对坡体的稳定性没有影响。根据坡率开挖和平行开挖的两种开挖形式,从开挖量分析,对坡体上覆土体进行综合开挖卸荷,计算结果显示坡率为0.9∶1的综合开挖形式对坡体的安全系数影响最大。对于岩土质边坡,土体的开挖卸荷形式对坡体的影响很大,可根据实际工程灵活运用。     

富水砂卵石地层超高压旋喷桩施工技术研究

超高压旋喷桩以其优异的地基加固效果和挡土挡水性能被深基坑工程广泛使用,而该技术在富水砂卵石地层中的桩体质量及桩间咬合程度均较难控制。通过现场试验的方法,对高压旋喷桩在富水砂卵石地层中的加固效果进行验证。结果表明:超高压旋喷注浆技术基本实现了不同土层的有效土层置换加固;在合理布置旋喷桩间距的前提下,各土层中均可形成密实的咬合体;在粉细砂及粉质黏土等细颗粒土层中,加固直径可以达到2m以上;在富水砂卵石地层中,加固直径可达1.9m。根据试验结果,提出了适用于富水砂卵石地层中的高压旋喷桩施工参数建议值。     

坡积体路段的稳定性研究

针对坡积体路段的稳定性进行分析。按照坡积体的形成方式将坡积体分为崩坡积体、残坡积体和冲坡积体,并对这3种坡积体进行了定义。通过分析崩坡积体、残坡积体和冲坡积体的物质组成、力学特性及相关特征,得出坡积体引起的常见路基病害类型。最后采用多因素正交试验与Flac3D有限元数值模拟方法,建立坡积体半填半挖路基下边坡稳定性模型。分析了边坡高度、坡度及土性参数对边坡稳定性的影响,最后得出影响坡积体半填半挖路基下边坡的因素为:填方土体黏聚力C_1路基高度H填方土体内摩擦角Φ_1挖方土体内摩擦角Φ_2挖方土体黏聚力C_2填土宽度B。     

长大隧道施工关键控制技术

某公路隧道为双线隧道,隧道小角度斜穿背斜北西翼。属低中山地貌,地势较缓,局部有陡峻。隧道进口位于DK236+211,出口位于DK240+947,全长4736m,单面上坡,隧道进出口均位于曲线上。隧道上覆第四系全新统坡洪积(Q4al+pl)、坡残积(Q4dl+el)、坡崩积(Q4dl+col)土层,下伏侏罗系中统新田沟组(J2x)、中下统自流井组(J1-2z)、下统珍珠冲组(J1z)地层。     

复合成层地层浅埋隧道开挖地表沉降规律分析

为探究本构模型对浅埋隧道开挖诱发地表沉降规律的影响,考虑摩擦性与临界状态土体本构模型,对复合成层地层浅埋隧道开挖诱发的地表沉降槽进行了分析.首先,基于PlAXIS 3D有限元平台建立砂-黏复合地层浅埋隧道数值模型,材料模型选用3类本构模型（莫尔库伦（MC）、修正剑桥（MCC）、硬化小应变（HSS））及其组合模型;其次,利用参数等值转换关系,深入探讨了本构模型的选取对隧道开挖地表沉降槽宽度与深度的影响;最后,结合经验公式计算并对比分析,研究基于3类本构模型及其组合模型的沉降槽数值模拟与经验计算结果存在差异的原因.结果表明：上、下地层均采用HSS模型时,最大沉降量及沉降槽宽度与经验公式的计算结果吻合度较高,最大沉降量相差不超过7.3 mm;上、下地层均采用MC模型时,出现地表隆起的不合理现象;下卧地层采用MCC模型、上伏地层分别采用MC模型和HSS模型,即采用MC-MCC模型和HSS-MCC模型时,其数值预测的最大沉降量高于经验公式计算值,达24.8 mm,而沉降槽形状相对于经验公式预测结果“窄而陡”;在针对HSS模型的参数敏感性分析中发现,若卸载再加载模量与初始剪切模量变化值为5%,将导...     

水域沉管隧道地震响应的影响因素分析

为分析隧道接头和上覆水对沉管隧道地震响应的影响,采用沉管隧道振动台试验和ADINA有限元软件模拟两种方法进行相关研究. 沉管隧道试验模型材料主要为微粒混凝土,模型缩尺比为1∶30,采用层叠剪切箱装填砂土构成场地,采用黏弹性人工边界和等效荷载输入方法对模型进行仿真分析. 研究结果表明:在同一深度土层,柔性接头沉管隧道的土层加速度放大系数小于刚性接头沉管隧道;当土层发生液化时,其加速度放大系数小于1;当沉管隧道接头剪切刚度（G）减小为0.10G和0.01G时,隧道截面剪应力减小20%和33%,截面轴应力峰值最大值减小16%和30%,截面剪应变峰值分别增加了60%和140%;上覆水使场地加速度放大系数变小,是由于水的存在加大了土层表面的阻尼;在P波作用下,上覆水水深从10 m增长到40 m时,沉管隧道截面剪应力峰值、轴向应力峰值和应变峰值最大值分别以3%～5%、30%～40%和12%～17%的幅度增加.      

斜交梁桥空间模型支座反力参数化研究

基于忻州市某高速公路预应力混凝土现浇连续斜箱梁工程实例,桥梁跨径布置为(22+2×30+22)m,采用大型通用有限元分析软件ANSYS对该斜交桥建立实体空间有限元模型,分析支座布置间距d及斜交角θ在恒载以及恒载+车道偏载两种工况下对斜交桥梁支座反力的影响规律。研究结果表明:在恒载工况下,支座间距越大,边墩、次边墩支座反力分布越不均匀;同样,斜交角θ越大,边支墩支座反力分布越不均匀。在恒载+车道偏载工况下,边墩、次边墩支座反力变化规律基本同恒载工况,但中支墩支座反力的参数化分析规律略有不同。     

DE-SVM方法及在黄土滑坡体参数反演中的应用

根据黄土滑坡体的特点,以及差分进化算法和支持向量机的优点,建立差分进化支持向量机(DE-SVM)反演模型。基于面向对象、自适应、可视化三大关键技术,利用MATLAB软件中的GUI模块编程,开发了滑坡体强度参数反演软件。通过均匀设计方法构造2因素20水平的计算方案,采用简化Bishop法计算出各剖面在不同c、φ值下的安全系数作为学习样本,反演延安新区杜家沟3号黄土滑坡体的强度参数。研究表明:反演得到该黄土滑坡体黏聚力和内摩擦角的值分别为:15.78 k Pa和19.6°;反馈计算得到的滑坡体安全系数值与稳定性评价指标值误差较小,验证反演参数的合理性,也表明所建立的DE-SVM方法适用于黄土滑坡体参数反演;开发的滑坡体强度参数反演软件稳定可靠。。     

深埋隧道内超前深孔降水模型试验

针对弱胶结富水粉细砂岩极易突水涌砂导致的隧道掌子面坍塌和初期支护开裂变形, 研究了深埋隧道内超前深孔降水方法, 建立了模拟隧道内超前降水的实体模型, 分析了3种降水管和3种抽水泵功率下各时刻模型的水位面变化, 采用三轴试验分析了粉细砂岩在高含水率下的破坏状态。研究结果表明: 降水试验模型切向断面上同一标高测点处中间水头低, 两侧水头逐渐升高, 呈抛物线形式, 反映了超前深孔降水规律; 粉细砂岩在高、低含水率下均呈塑性破坏, 破坏时的轴向应变小于5%;降水过程中地层含水率从20%下降到11%时, 粉细砂岩强度、黏聚力和内摩擦角达到最优稳定状态, 实现了开挖面无水状态; 隧道内超前降水参数应采用管径为65 mm的真空降水管和抽水功率为7.5 kW的真空泵, 且降水管应布置在超前掌子面20 m的隧道两侧边墙处; 在富水粉细砂岩深埋隧道内超前深孔预先降水并辅以注浆加固, 能够实现开挖期间粉细砂岩稳定, 为隧道顺利施工奠定了基础, 也避免了大埋深隧道从地表进行深井降水的困难。      

隧道设计要点及其冻土考虑

工程概况 某隧道隧址区属冰缘及构造侵蚀中高山,地形中间高南北低,东西两侧为南北走向高山,海拔最高高程4780m,其冰积谷地发育地势起伏较大,山顶部较平坦,海拔高程4498m,为两侧山脉夹持的冰水堆积高台地,平缓山顶中部.除隧道出口外.其余地段多年冻土的疙瘩状草沼极发育,地表见有大量的积水坑槽,热融湖塘4个,近圆形状,直径80～～170 m,湖深2～3m,分布在K303+900～K304+500两侧.下部山体坡度较缓.鄂拉山北坡坡度在15°～25°之间,坡面开阔平整,主要为厚层冰水堆积物覆盖,南坡地形较破碎,冲沟发育,坡面起伏较大,上缓下陡,坡度在15°～35°之间,主要为坡残积、坡洪积、冰水堆积物覆盖,局部有少量基岩裸露,草旬植被发育,发育有热融洼地、冻胀丘.山底沟谷以"U"型峡谷为主,宽约50～100 m.隧道穿越山段,海拔介于4299.3～4488.65m,高差189.35m.同时冰丘和冰椎是寒冬季节地表水或地下水溢出在冰面、地面经冻结而成的丘状冰体或冰椎,主要分布于隧址区的低处河流河漫滩、洼地、河谷两岸坡麓等地表水和地下水活跃地区,虽然冰丘和冰椎在线路区两侧均有少量发育,但距线路都有一定距离,对隧道进出口无影响.     

转化器单孔道内的表面催化化学反应

基于三效催化转化器内部化学反应机理以及化学动力学模型,使用大型通用计算流体力学软件FLUENT进行数值仿真。建立转化器圆形与方形2种单孔道三维模型,通过数值模拟得到尾气各组分的质量分布、组分转化率随孔道长度的变化关系以及不同流速下各组分的转化率。研究结果表明:催化转化器单孔道内的催化化学反应主要发生在中前端,后端转化率很低,且圆形孔道各组分的转化率高于方形孔道。2种孔道内CH4、CO的转化率先上升而后保持不变,H2的转化率先上升后下降。气流速度越高,各组分的转化率越低,催化转化器载体边缘处组分的转化率高于中心处。     

玉米秸秆生物炭对水中氨氮的吸附特性

采集农林废弃物玉米秸秆制备生物炭,以批平衡试验法研究了溶液pH、粒径、投加量、温度和共存阳离子等因素对玉米秸秆生物炭吸附氨氮的影响.结果表明:在共存离子Na+、Ca2+浓度相同条件下对氨氮吸附影响大小顺序为Na+>Ca2+;玉米秸秆生物炭对氨氮吸附的最佳pH范围为5~8;吸附动力学数据拟合结果发现准二级动力学方程能更好地拟合吸附过程,颗粒内扩散方程拟合结果表明玉米秸秆生物炭对氨氮的吸附速率由表面吸附和颗粒内扩散两个过程综合控制.Langmuir-Freundlich方程能很好地描述氨氮在玉米秸秆生物炭上的吸附行为,由Langmuir拟合所得的氨氮理论最大吸附量为3.484 9 mg·g-1.吉布斯自由能变化(ΔGθ)、焓变(ΔHθ)和熵变(ΔSθ)的计算结果表明,玉米秸秆生物炭对氨氮的吸附是自发的放热过程.