考虑溶洞空间形态的岩溶桩基稳定性分析方法

岩溶桩基的应用随岩溶地区交通工程建设的快速发展而越来越普遍,如何评价桩端岩溶顶板稳定性成为岩溶桩基设计的关键问题之一,针对目前桩端岩溶顶板稳定性分析平面假设的不完善性,考虑溶蚀作用形成的溶洞所具有的空间形态特征进行岩溶桩基稳定性分析。首先,将基桩作用下的岩溶顶板分别简化为固支梁、抛物线拱、圆拱与固支双向板等承载模型,采用结构力学与双向板分析理论建立不同模型的桩端岩溶顶板抗弯最小安全厚度计算方法;其次,通过计算结果对比分析,揭示岩溶顶板最小安全厚度随矢高的变化规律;在分析岩溶顶板冲切破坏与剪切破坏形式的基础上,探讨桩端岩溶顶板破坏模式的控制因素及其影响规律,进而获得桩端荷载、石灰岩抗拉强度、溶洞跨度与矢高等因素对桩端岩溶顶板承载特性的影响规律;然后,基于溶洞钻孔探测所得地质勘查信息构建岩溶桩基稳定性分析流程,提出考虑溶洞空间形态特征的岩溶桩基稳定性分析方法;最后,通过工程案例具体分析桩端岩溶顶板最小安全厚度及其破坏模式随矢高的变化规律。研究结果表明：桩端岩溶顶板破坏模式不仅与溶洞跨度、桩径有关,而且与溶洞形态及其矢高也密切相关,此外,石灰岩抗拉强度对岩溶顶板稳定性的影响同样较大,详细全面的工程勘察资料能使桩端岩溶顶板稳定性分析结果更接近实际情况。     

酸性环境干湿循环条件下膨胀土的膨胀特性及微观作用分析

弄清酸雨及干湿循环共同作用下膨胀土的膨胀性能及其微结构与矿物成分的变化，对研究酸雨区膨胀土的基本性质劣化及工程问题意义重大。为此，以广西酸雨重灾区百色原状膨胀土为对象，模拟酸雨（pH=3，5，7）与干湿循环（n=1，2，3，4）两者共同作用的环境，开展了无、有荷膨胀率试验，并采用扫描电镜（SEM）、压汞仪（MIP）和X射线衍射仪（XRD）分析了该环境下试样的微结构及矿物成分的演变规律。研究结果表明：酸性环境使试样的膨胀率增大，溶液的pH值越小，膨胀率越大；随干湿循环作用次数的增加，不同溶液环境下试样的膨胀率均先增大后趋于稳定，且2次作用后的增幅最大；经酸性环境与干湿循环共同作用试样的膨胀率增大更多，溶液pH值为3和5，经2次干湿循环后其膨胀率比pH值为7的分别增长了24.7%和7.9%；上覆压力能明显抑制试样膨胀率的增长，设定测试压力越大，该值下降越显著。酸性环境与干湿循环共同作用下膨胀率增大的机理可通过微观结构分析作出解释：酸性环境作用下膨胀土中游离SiO₂，Al₂O₃，K₂O，MgO，CaO等胶结物出现不同程度的溶蚀和淋滤，削弱了叠聚体结构间的联结作用，使面面叠聚结构的排列趋于分散，微孔隙体积及数目不断增大，同时遭受干湿循环作用后，土中微孔隙加速发育，土颗粒与溶液水间化学反应更剧烈，致使其膨胀变形进一步增大。因此，酸雨重灾区的膨胀土工程建设，必须考虑酸性环境与干湿循环共同作用造成的膨胀土基本性质劣化的不利影响。     

浆体流变特性对透水混凝土性能的影响

为研究浆体流变特性对透水混凝土力学与透水性能的影响规律,通过减水剂与增黏剂掺量的变化调配出5种不同流动度及6种不同塑性黏度的水泥浆体,并固定浆集比配置出对应的透水混凝土。采用光学显微镜图像分析透水混凝土中骨料颗粒表面浆体裹附层厚度,以水泥浆体的拉拔黏结强度表征浆体与骨料的黏结强度,在研究浆体流动度及塑性黏度对浆体拉拔黏结强度、骨料颗粒表面浆体包裹层厚度影响的基础上,进一步探讨了浆体流变特性对透水混凝土抗压、抗折强度、空隙率以及透水系数的影响规律,揭示出浆体流动度与塑性黏度对透水混凝土力学与透水性能的作用原理。研究结果表明：随着浆体流动度及塑性黏度的增加,透水混凝土力学性能呈现先提高后降低的趋势,而透水混凝土的透水系数则随着浆体流动度的增加逐渐降低,随着浆体塑性黏度的增加逐渐增加;结合浆体流变性能对浆体自身拉拔黏结强度及骨料颗粒表面浆体包裹层厚度的影响发现,浆体流变特性主要通过影响浆体自身黏结特性而作用于透水混凝土力学性能,通过影响骨料颗粒表面浆体包裹层厚度及其分布状态而作用于透水混凝土的透水性能;在进行透水混凝土配合比设计时,可以通过调控浆体的流变特性,达到兼顾透水混凝土力学性能与透水性能的目的。     

基于虚拟样机的轮胎侧偏特性分析

设计了满足轮胎侧偏、外倾及加载功能的轮胎试验机,对其连杆机构进行了运动学仿真,评估了轮胎侧偏角、外倾角与油缸行程的运动关系.在试验机的虚拟样机模型上对轮胎进行了数值计算,获得不同使用条件下轮胎的侧偏特性,并与试验数据进行了趋势性对比.结果表明,该试验机具备复杂工况下轮胎侧偏性能测试能力.     

隧道稳定性分析与设计方法讲座之三：隧道设计理念与方法

本文作为一个讲座对以往研究成果作一综述。回顾了当前采用的3种隧道设计方法,提出了基于数值极限分析的地层－结构法,克服了地层－结构法缺点,可以求得设计所需的围岩稳定安全系数,解决了当前设计中的人为性问题。对隧道深浅埋分界线进行了探索,叙述了基于散体理论的隧洞深浅埋分界标准。提出了基于弹塑性理论的隧洞深浅埋分界标准,并对2种分解标准的优缺点进行了评述。阐述了隧道设计计算的5个基本理念： 1）隧道设计必须满足运行和施工中安全要求,提出初期支护后围岩安全系数必须保证施工安全; 2）隧道设计计算模型必须适应不同工程地质条件、围岩压力特征,符合隧道实际受力情况; 3）必须符合现代围岩压力理论与现代支护原理,充分发挥围岩自承作用; 4）隧道结构计算模型也应符合结构实际受力状态,树立初期支护作为围岩加固材料,按塑性理论计算的新理念; 5）采用合理的计算方法与计算参数,确保隧道设计计算的科学性。最后以一个地铁车站为例,采用本讲座提出的方法介绍了Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ级围岩中隧道的设计方法与成果。     

锦屏一级水电站地下厂房围岩破坏影响因素分析与施工技术研究

通过对锦屏一级水电站地下厂房的工程地质条件、布置与结构设计、工程监测资料的汇总分析,针对围岩破坏与地应力、强度应力比、地质结构面、洞室布置与结构的相关关系分析,重点分析围岩破损与施工开挖程序、分层、爆破、支护结构与支护时机选择的相关关系,认为在高地应力条件施工中创新采用的应力有限释放控制技术(含不同围岩的个性化爆破设计、动态确定岩壁吊车梁浇筑时间、大型地下洞室群交岔口施工技术、圆筒形建筑螺旋形立体开挖支护施工技术)对围岩变形破坏控制起到了重要的作用。根据前人相关研究成果,参考和引用了理论、原理、计算分析方法、试验方法和相关数据,结合本工程的实际情况,对施工技术进行研究,解决工程施工的实际问题,指导工程施工,也为类似工程研究与实施提供参考。     

ANSYS在冲击(撞击)荷载作用下桥墩应力可靠度分析中的应用

基于大型通用有限元软件ANSYS概率设计系统,提出利用ANSYS概率分析功能对桥墩在冲击荷载作用下最大应力进行可靠性分析的方法。采用ANSYS的中心复合设计法,对桥墩在冲击荷载、荷载位置、弹性模量以及密度等随机变量作用下的结构可靠度进行计算,获得桥墩应力响应的可靠度指标和桥墩的失效概率,以及最大应力与各个随机变量的相关灵敏度等一系列具有重要价值的结论。     

我国交通安全宣教群体划分与受教特征研究

目前,道路交通安全宣传教育面临的最大问题就是教育的针对性,尤其是教育对象及其所受教育的特征的确定。该文首先对交通安全宣教群体进行初步划分,然后通过对浙江、山东、广东地区交通事故和违法资料的统计分析,结合相关部门专家的调研与座谈,初步确定了交通安全宣教人群的重点,并采用模糊综合评价法和层次分析法确定十类重点教育人群,最后从受教群体自身的特征和受教群体所接触的环境两个方面进行分析,对十类重点群体的受教特征进行分析与总结,为交通安全宣教内容和方法的研究提供参考与依据。     

近期典型桥梁事故回顾、分析与启示

对1813~2018年期间的584起桥梁事故进行分析,将桥梁倒塌原因分为施工、自然灾害、设计、意外荷载、耐久性等5类。各原因在倒塌事故中所占比例分别为42.1%、30.0%、11.6%、12.7%、3.6%。除自然灾害外,设计施工不合理为主要原因,而事故发生大多是多种原因综合的结果。以近几年9起典型桥梁倒塌事故为例,分析比较各种倒塌桥梁的主要破坏模式,得到以下启示：①国内大部分梁桥上部结构的平面外位移约束构造不足,在任何一个平面内都不应该是可变体系是国内桥梁设计施工中需要注意的问题;②在应用新工艺、新结构和拆除旧桥时,应加强各种施工工况下的验算;③建议加强桥梁巡查,预防和禁止汽车超载以及桥梁附近大规模堆载;④应注重桥梁结构尤其是斜拉桥和悬索桥等特大桥梁的日常养护管理,当养护力量不足时,尽量选择养护要求较低的桥型。     

大型斜拉桥的空间构造及设计分析

斜拉桥是重要的桥梁结构形式,由于其梁体内弯矩小、建筑高度低等优点而被广发地采用。该文主要针对大型斜拉桥的空间结构特点,分析和研究了斜拉桥的空间设置和设计问题。首先根据斜拉桥的结构组成,分析了各个组成构件的空间布置,并进行了相应的力学计算,在此基础上,研究了大型斜拉桥的空间结构设计,主要讨论了在具体情况下的结构选型问题。