基于突变理论的岩溶隧道拱顶安全厚度分析与失稳预测

为解决岩溶地区隧道安全施工的问题,在突变理论基础上,对岩溶隧道顶板安全厚度及稳定性问题进行研究.基于弹性梁模型,综合考虑围岩自重和隧道坡度等因素,建立隧道拱顶突变失稳的判别方程,得到岩溶隧道顶板安全厚度的计算公式,并分析相关因素对顶板安全厚度的影响规律.在此基础上,进一步提出隧道拱顶失稳预测方法,并结合工程实例进行验证.研究结果表明:溶腔水压力、溶腔大小、围岩弹模对拱顶安全有着重要影响;基于突变理论得到的岩溶隧道顶板安全厚度计算方法在实际工程应用中具备可行性与较高的准确性,建立的顶板失稳预测模型能有效预测岩溶隧道拱顶失稳时间.     

岩溶区客运专线桥梁桩基沉降和注浆加固研究

新建铁路客运专线设计时速多为300 km以上,对桥梁桩基沉降量要求极高。全面分析岩溶区溶洞对桩基沉降的影响,准确预测岩溶区桩基的沉降量是铁路客运专线桥梁基础设计的难题。以郑徐铁路客运专线徐州特大桥岩溶区桩基工程为依托,通过建立桩基和溶洞地基有限元模型,系统分析了溶洞参数对桩基沉降的影响规律,并对比了不同注浆加固方案对岩溶区桩基沉降的控制效果。结果表明:溶洞顶板厚度、桩尖至岩溶层间岩土层厚度、溶洞尺寸大小及竖向线溶率均对桩基沉降有影响。其中,桩尖至岩溶层间岩土层厚度和溶洞顶板厚度对注浆加固效果影响较大,应根据具体情况进行分析以确定合理的注浆加固方案。     

确定嵌岩桩下伏溶洞顶板安全厚度的局部强度折减法

以一岩溶区建筑工程为例,建立桩基-顶板-溶洞相互作用力学模型,通过不断折减溶洞顶板强度参数,直到溶洞顶板塑性区完全贯通,获取强度折减系数,进而获得溶洞顶板安全厚度和桩基极限承载力。溶洞顶板安全厚度为模型顶板厚度与强度折减系数之商;桩基极限承载力为模型桩顶加载量与强度折减系数之积。桩基静载试验表明计算结果合理。与简化理论解析法相比,局部强度折减法不受溶洞形状、顶板边界、荷载作用位置等因素制约,具有普适性。     

梁筏结构在岩溶地区铁路路基中的应用研究

以黔张常(黔江—张家界—常德)铁路DK46+840—DK47+247段路基工程为依托,建立岩溶强烈发育区桩板结构及梁筏结构的理论计算模型,对比二者的内力情况,并监测现场路基中梁筏结构的工程效果。结果表明:与桩板结构相比,梁筏结构设计合理可有效减少混凝土用量,较经济;梁筏结构可有效减小溶洞顶板的附加荷载,保护溶洞顶板;采用梁筏结构的路基沉降稳定时程短,可有效控制路基工后沉降。     

岩溶区桥基下伏溶腔顶板安全厚度分析

研究目的:以某客运专线岩溶区大桥为例,结合溶腔实际空间分布形态,对桥基荷载作用下溶腔岩体应力特征进行三维有限元分析,确定溶腔顶板的安全厚度.研究结果可为岩溶地区高速铁路、客运专线桥梁基础设计提供参考.研究结论:溶腔顶板厚度为30 m和25 m时,桥基附近岩体安全系数均在1.2以上,溶腔顶板安全系数在1.3以上,溶腔顶板是安全的;溶腔顶板厚度20 m时,溶腔洞周局部岩体安全系数约1.1,溶腔顶板基本是安全的,但岩体强度储备不足.本工程桥基荷载作用下溶腔顶板最小安全厚度约为20 m,对应基础最大埋深为13 m;基础设计埋深为8 m,溶腔顶板是安全的.     

桩基下溶洞顶板安全厚度有限元计算分析

通过有限元模拟,计算研究桩基下溶洞顶板的安全厚度;介绍该有限元模型的建立方法,分析有限元计算的研究思路,通过设定的破坏准则,计算得到桩基下溶洞的顶板名义安全厚度。     

广州地铁六号线西段岩溶分布特征研究

根据勘察资料,采用统计分析方法对广州地铁六号线西段溶洞高度、顶板埋深、顶板厚度进行了研究.分析结果表明:溶洞高度差别较大,高度最大的溶洞位于浔峰岗—沙贝区间,但高度较大溶洞所占比例较小,大部分溶洞高度小于3 m.首见溶洞顶板埋深变化较大,最大埋深38.55 m,最小埋深7.8m,均位于沙贝—大坦沙区间.六号线西段首见溶洞顶板厚度最大达22.2 m,最小为0.2m,均位于浔峰岗—沙贝区间,岩溶属于强发育,对工程影响较大,在地铁设计和施工时应引起足够重视.     

综合灌注法治理路基大型岩溶病害

结合津浦线K369路基岩溶病害整治工程,总结提出了治理大型岩溶病害的综合灌注法.根据空溶洞体积及溶蚀破碎程度选取不同的灌注材料,通过计算机监控装置实时监控地下溶洞内的灌注充填情况,对灌注密实度和灌注量进行有效控制.对如何确定岩溶病害处理深度、整治工艺创新等进行了探讨.     

石武客运专线路基岩溶注浆施工技术

以石武客运专线DK932+300~DK932+400路基注浆试验段工程为例,介绍岩溶区路基注浆施工工艺、注浆施工参数的选定、注浆效果检验和现场施工出现各种问题的处理方法。采用注水(压水)试验、验证钻孔和物探检测等方法,对注浆效果进行了检测。在实际施工过程中,通过先导孔探测溶岩发育的方法,将岩溶分为轻微溶蚀、一般溶洞和复杂溶洞3类,为客运专线岩溶路基的处理提出切实可行的施工方案。     

岩溶地区桥梁桩基设计

通过大成桥高架桥溶洞桩基设计 ,总结岩溶发育地区桥梁基础地质勘探、洞顶板安全厚度计算、桩基设计等应注意的问题