软弱围岩特大跨度隧道模型试验技术及应用

利用大型地质力学模型试验台架开展软弱围岩特大跨度隧道开挖模型试验的技术研究,主要包括软弱围岩相似材料的配制方法、模型试验台架及加载系统、围岩应力量测系统及围岩位移量测系统。采用单点薄膜压力传感器进行围岩应力量测,具有准确、灵敏和扰动小等特点。文章基于光栅尺与PIV的围岩位移量测技术,开展了一组软弱围岩特大跨度隧道毛洞开挖模型试验,研究隧道开挖对围岩应力场和位移场的影响规律。结果表明,模型试验系统具备优良的操作性能及先进的测试水平,可满足大型岩土模型试验研究需要,对实际工程有一定的指导意义。     

浅析盾构隧道模型试验的现状与发展

模型试验是盾构隧道相关研究工作中常用的研究手段。文章对目前盾构隧道模型试验所涉及到的问题进行了系统总结分析,将其归结为管片结构的受力问题、隧道结构本身的分析模型问题、结构与围岩的相互作用问题、开挖面稳定问题、结构与邻近结构物的相互作用问题、隧道施工扰动与控制问题,以及其他问题等。通过典型模型试验实例,对每类问题进行了分析阐述,系统归纳了模型试验在盾构隧道相关研究工作中的进展和成果。针对盾构隧道模型试验经常涉及到的诸如结构模型、模型土、模型箱等材料的选择,加载方案的设计,以及试验方案的综合设计等问题进行了阐述分析,并针对性地提出了意见和建议。     

西部某高速公路土石混合路堤离心模型试验研究

离心模型试验由于可直观的模拟自重应力场,在工程建设中起到越来越重要的作用。文章结合西部交通建设科技项目和某高速公路工程建设,利用离心模型试验研究了土石混合路堤在不同设计干密度和含水量条件下的沉降变形特征。     

水泥混凝土桥面铺装对桥梁自振频率的影响

通过分析某桥动载试验结果和某简易模型试验结果,对四种模型的合理性进行验证。     

深厚砂卵石地层超深竖井施工降水模型试验研究

富水砂卵石地层中基坑降水始终是工程界较大的难题,文章针对兰州强透水深厚砂卵石地层超深竖井降水进行了理论计算和模型试验研究,研制了一套有效的模型试验系统,配置了砂卵石土体相似材料,并重点研究了基底注浆加固对基坑降水的影响.研究结果表明:(1)黄河对基坑降水有重要的影响,靠近黄河一侧降水漏斗曲线陡直,远离黄河一侧降水漏斗曲...     

逆作法基坑开挖的坑底回弹规律及其对中板的影响

在上海世博会世博轴1标基坑工程中,为控制世博轴轴I标工程逆作法施工时的中板标高,采用离心模型试验研究了基坑开挖引起的坑底回弹规律;以离心模型试验为基础,采用Plaxis有限元软件研究了基坑开挖引起的坑底和立柱桩回弹规律;通过现场监测,得到了结构浇筑引起的模板沉降量值。结合以上各因素,最终确定中板的预留拱度为10～15mm,在施工中取得了良好的控制效果。     

南昌红谷隧道基础灌砂施工工艺的模型试验研究

针对南昌红谷隧道灌砂法地基处理,文章设计了国内最大的沉管隧道等比例灌砂试验模型,建立了该模型试验的设备系统及灌砂监测系统。通过四种工况的灌砂模型试验,获得了砂积盘扩散实时状况、模型底板压力的变化规律以及灌砂后砂盘整体效果及其相对密实度,检验了灌砂法施工工艺设计的可行性和合理性,可为其他类似工程提供借鉴。     

输气管道内检测器模型试验系统的设计

管道内检测器是用来检测油气管道内部缺陷的智能检测系统。为了研究内检测器在输气管道内的运移规律,按照相似理论设计了输气管道内检测器的模型试验系统,包括系统的工作原理、外形结构,试验管道、气源装置和传感器的选择,以及基于VB的试验监测采集系统。试验系统成功应用于管道内检测器的模型试验,可有效采集模型的位移和输气压力的变化,为长输天然气管道内检测器的研制增加了一种有效的试验手段。     

黄土地区地铁隧道不同湿陷变形方式模型试验系统的研制及应用研究

为研究不同湿陷变形方式下黄土地区地铁隧道周围土体的沉降量变化规律,研制出一种测量黄土在均匀湿陷、不均匀湿陷时沉降量的模型试验装置。该装置由模型箱、流速控制系统和沉降量测量系统组成。通过室内模型试验对黄土在遇水后的湿陷变形规律进行总结,并对黄土地层在两种不同浸水方式下隧道围岩土体的变形规律进行分析。试验结果表明:不均匀湿陷最终累计沉降量大于均匀湿陷最终累计沉降量,说明不均匀湿陷对地铁结构物的危害更大;两种湿陷变形方式均为隧道中线附近沉降最大,因此,施工时应该重点加强隧道中线的位移监测。通过室内模型试验,分析了均匀与不均匀湿陷对黄土地铁隧道变形影响,研究结果对湿陷性黄土地区地铁隧道建设中施工把控及灾害规避具有重要意义。     

大型沉管隧道管节接头刚度特性研究

沉管隧道管节接头具有调节沉管隧道受力性能以及适应隧道不均匀变形的功能,在隧道运营中起着非常重要的作用。文章以港珠澳沉管隧道管节接头为研究对象,建立了管节接头刚度的三维非线性有限元计算模型,对管节接头的受力变形特征进行了分析,分别得到了管节接头轴向压缩刚度、弯曲刚度与轴向压缩荷载、压缩弯矩之间的变化规律。结果表明:轴向压缩刚度随轴向压缩荷载增大而增大;轴向弯曲刚度随轴向荷载增大而增大,但在相同轴压下,弯曲刚度随弯矩增大而减小。此外,结合管节接头模型试验进一步研究了管节接头轴向压缩刚度和弯曲刚度的变化规律及影响因素,并对比分析了有限元计算结果与模型试验结果,模型试验得出的接头刚度变化规律与有限元模拟结果一致。研究得到的管节刚度对沉管隧道整体计算研究具有重要参考意义。     

嘉悦大桥索梁锚固区模型试验及受力分析

文章以重庆嘉悦大桥主桥工程为依托,通过索梁锚固区缩尺模型试验和有限元分析比较,评价了主梁斜拉索锚固区的工作性能,并为梁斜拉索锚固区的构造和配筋设计提出合理的改进措施和建议。     

裂纹位置与深度对围岩岩体稳定性的影响分析

在隧道掘进过程中,天然地应力的平衡状态将会受到破坏并进行应力重分布,在构造应力场或自重应力场作用下将会引发裂纹的起裂、扩展和贯通,从而导致隧道的失稳坍塌。文章采用数值模拟和室内模型试验方法对比分析了裂纹位置、长度、深度等因素对马蹄形断面隧道围岩结构稳定性的影响。其中,数值模拟分析了隧道围岩的破坏形式及对裂纹尖端应力强度因子的计算,隧道模型试验研究了裂纹对隧道模型抗压强度的影响。结果表明:(1)数值模拟结果与模型试验结果较为吻合;(2)裂纹位于马蹄形隧道的拐角处或裂纹倾角为45°时,对隧道的稳定性削弱作用最大;(3)隧道围岩内裂纹的长度越长,隧道模型的抗压强度越小;(4)裂纹长度达到一定程度时,裂纹深度对隧道的危害性作用基本呈线性增加的趋势;(5)裂纹缺陷对隧道围岩应力重分布及破坏形式有较大的影响。     

咬合桩围护结构基坑开挖变形性状的离心模型试验分析

本文通过土工离心模型试验,研究压缩性高、孔隙比大、强度低等特点的全新世冲淤沉积层地层中使用全套管咬合桩围护结构的技术可行性,基坑开挖时围护结构的位移、周围地层的变形、基坑隆起等,综合评定基坑的稳定性。     

基于遗传算法的盾构隧道管片接头刚度反演研究北大核心CSCD

梁-弹簧模型在管片衬砌结构计算中应用较广泛,目前接头刚度取值方法主要有模型试验法及经验取值法,模型试验法耗时长、成本高昂,而依据经验取值难免存在一定主观性。鉴于此,利用C++编程语言,基于遗传算法开发了盾构隧道管片结构位移反分析程序,首先通过弹性模量值反演算例,得出反演值与理论值误差为1.4%,验证了算法和程序的可行性。利用程序将反演接头刚度值与实际设计案例管片接头刚度值进行对比,反演计算结果表明:正弯矩下管片环向接头转动刚度值反演误差为2.6%,负弯矩下管片环向接头转动刚度值反演误差为4.3%。     

隧道长度对高速列车车内外气压特性影响

本文采用三维、可压缩、非定常SST湍流模型,研究列车高速通过隧道时,隧道长度对车体内外压力变化的影响规律,并采用动模型试验对数值计算方法进行对比验证.研究结果可为评估列车高速通过隧道过程中耳感舒适性提供参考依据.     

基于动载试验模态柔度分析法在大跨连续梁桥状态评估中应用

本文采用三维、可压缩、非定常SST湍流模型,研究列车高速通过隧道时,隧道长度对车体内外压力变化的影响规律,并采用动模型试验对数值计算方法进行对比验证.研究结果可为评估列车高速通过隧道过程中耳感舒适性提供参考依据.     

纯粉煤灰路堤土工离心模型试验研究

文章通过土工离心模型试验,研究了不同干密度和含水量对纯粉煤灰路堤变形特征的影响规律;同时也研究了不同边坡坡度对路堤变形的影响。试验结果表明,纯粉煤灰路堤具有自重轻、沉降小和稳定性能高的特点。     

深厚砂卵石地层超深竖井施工降水模型试验研究北大核心CSCD

富水砂卵石地层中基坑降水始终是工程界较大的难题,文章针对兰州强透水深厚砂卵石地层超深竖井降水进行了理论计算和模型试验研究,研制了一套有效的模型试验系统,配置了砂卵石土体相似材料,并重点研究了基底注浆加固对基坑降水的影响。研究结果表明:(1)黄河对基坑降水有重要的影响,靠近黄河一侧降水漏斗曲线陡直,远离黄河一侧降水漏斗曲线平缓;(2)基底注浆降低了水力梯度,提高基坑施工安全性,可有效减少基坑内抽水量,但对于坑外抽水量作用不大;(3)基底加固区渗透系数存在最优值,对于该工程,建议取1×10^(-6)m/s为加固区目标渗透系数。     

软土地铁车站结构的振动台模型试验

对地下铁道开展建立抗震设计方法的研究正逐渐得到人们的关注.通过对地铁车站结构进行振动台模型试验,深入了解软土地铁结构动力反应的规律,以便为检验理论计算结果的正确性提供验证,并为改进计算模型和分析方法,进而制定软土地铁抗震设计指南等提供依据.利用振动台对地铁车站结构进行模型试验在国内尚属首次,试验工作的开展遇到许多困难,如模型箱的形式、模型土的配制方法及其动力特性、相似关系比的确定、传感器类型的选择与布置等.针对这些困难逐一开展了研究,并都提出了解决方法,试验结果表明文章中提出的试验方法行之有效.     

黄土地铁隧道锚杆布置方式的模型试验研究

文章利用平面应变三向加载装置进行室内模型试验,对无锚杆、全环锚杆和边墙锚杆三种锚杆布置方式进行了对比试验,并参考工程现场测试结果,对系统锚杆在黄土地铁隧道中的作用进行了研究;通过模型试验获得了适合黄土地铁隧道的锚杆相似材料,实现了"先加载,后挖洞"以及锚杆和衬砌联为一体的试验方法。通过对比发现:系统锚杆能较好地控制掌子面周围的塑性区发展;边墙锚杆在隧道洞室开挖支护后能加快围岩应力调整,且能有效改善衬砌的受力情况;综合考虑经济因素,认为边墙锚杆支护系统在浅埋暗挖黄土地铁围岩中加固效果较好,实际施工中应予以保留。