矩形顶管隧道群施工对后背土体扰动规律的初步研究

为更准确地计算矩形顶管隧道施工所需顶推力,揭示小间距顶管隧道群施工中后背土体在顶推力多次叠加作用扰动后的变化情况。首先,基于现有顶管顶推力相关计算公式推导出适用于矩形顶管的顶推力计算公式。然后,整理分析某顶管隧道群工程施工中后背土体水平位移、土压力实测数据,论证矩形顶管顶推力计算公式的正确性与合理性,得到后背土体受顶推力作用产生的水平位移是以隧道中心处为最大值的弓形分布、土体在顶推力二次作用下会产生更为显著的变化且存在残余应力现象等结论。最后,采用统计方法对顶推压力与后背土体水平位移、土压力之间的数据进行处理,取得后背土在顶推压力作用下产生水平位移与土压力的经验公式。     

泡沫金属三维细观有限元建模技术研究

针对泡沫金属复杂随机的内部结构特征,基于计算机断层扫描技术（CT）,开展了泡沫金属的三维细观有限元建模技术研究。对泡沫金属的断层扫描图片进行处理,得到二值图,并提取灰度建立其点云模型,再对点云模型实体化得到细观数值模型。开展了泡沫金属的准静态压缩试验,对细观有限元模型进行了验证。试验与仿真结果吻合良好,表明建立的细观有限元模型可以准确地模拟泡沫金属的力学特性。     

斜井套管射孔完井出砂预测模型的建立

针对目前进行的比较多的套管射孔完井,以线弹性理论为基础,通过分析定向油井井眼围岩岩石受力的应力状态和射孔孔壁应力分布,考虑井眼围岩应力对射孔孔壁应力状态的影响;根据Moh-Coulomb准则和Drucker-Prager准则分别提出两个地层稳定性指数的概念;并利用孔壁应力分布和Drucker-Prager破坏准则所建立的出砂预测模型;通过对W1油井的出砂预测,验证该模型预测结果与油井实际情况较吻合。     

一种适用于大变形支护的新型可伸长锚杆

支护理论的发展对锚固技术提出了新的要求,即要与围岩变形相协调,允许围岩可控变形,充分发挥围岩的自支撑能力。基于此设计了一种适用于大变形支护的新型可伸长锚杆,该型锚杆在达到初始锚固力后,在保持与围岩协调变形的伸长过程中锚固力可基本保持恒定,达到围岩许用变形形值后,锚固力急速上升。室内与现场试验证实了新型可伸长锚杆协调围岩大变形的优良性能,可在围岩大变形支护中推广应用。可伸长。     

水泥搅拌土的微观结构及加固机理研究

利用孔度分析、X射线衍射、扫描电镜等微结构观测手段,介绍和分析了软土和不同成型条件的水泥搅拌土微结构特点,解释了水泥搅拌土的加固机理,结果表明:软土和不同成型条件的水泥搅拌土的微观结构存在着一定的差异,导致了其在力学特性方面的不同。     

基于有限元的半刚性基层沥青路面裂缝断裂力学分析

路面裂缝尖端应力强度因子和J积分是判断裂缝开裂扩展的重要指标,应用商业通用有限元软件ABAQUS,建立了8节点等参单元的有限元模型,采用奇异单元及断裂力学理论,对江苏省典型的半刚性基层沥青路面结构裂缝问题进行了荷载和温度应力数值分析,结果能反映路面破坏的现象和规律,为分析沥青路面开裂提供依据。     

基于动态粘弹力学的沥青胶浆高温性能试验研究

通过对粉煤灰、矿粉、消石灰、水泥4种矿物填料组成的沥青胶浆进行动态频率扫描试验和稳态流动试验,对4种不同矿物填料、不同粉胶比对沥青高温性能的影响进行了评价。研究表明:沥青胶浆的线粘弹范围小于沥青的线粘弹性范围;掺加4种矿物填料的沥青胶浆在代表胶浆的低温状态的高频区域内复合模量的增长趋向一致,在代表胶浆的高温状态的低频区域复合模量的差别变大;相同粉胶比下消石灰对沥青的高温性能提高最显著,其他依次为粉煤灰、水泥、矿粉,但后三者对沥青的影响差别不大;粉胶比的增加与复合模量、粘度的增加并不成正比例。     

路基拓宽工程设计方法研究

针对路基拓宽工程的实际问题,基于大量实体工程调研和理论分析,从损坏类型和损坏机理出发,揭示了路基拓宽工程中的4种损坏模式,包括路基结合部剪切开裂、新老路面结合部弯拉开裂、老路基层顶面开裂和新路基层底面开裂,建立了以变坡率为设计指标的路基拓宽设计方法;并遵循变形协调与控制的基本思想,着重提出了路基拓宽工程处治措施的选择流程,继而采用有限元计算和室内模拟试验的方法,对新老路基结合面处治、拓宽路基填料及压实度控制、路基加筋、支档结构等多种处治措施的处治机理、效果和设计施工要点进行了总结。各项研究成果对路基拓宽工程中处治措施的选择、设计和施工具有重要的借鉴和指导意义。     

地质结构模型在公路黄土边坡设计中的作用

为了研究黄土地区地质结构与公路边坡稳定性、排水防护措施的关系,首先介绍了地质结构模型的概念、划分依据及其主要特征,然后将黄土地区复杂的地质结构划分为8种模型;在给定坡高和坡型、有无大平台的情况下,通过有限元模拟对比了各种模型的稳定性变化特性,给出是否采用大平台设计高边坡坡型的建议,明确了各类地质结构模型稳定性的差异;推荐了地质结构模型与边坡稳定性分析相结合的公路高边坡设计思路和适用的边坡防排水方案。结果表明:地质结构模型对边坡稳定性具有明显影响;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类模型必须设置大平台,其余模型可不设置。     

钢纤维混凝土在路面工程中的应用研究

结合具体工程提出适合本工程的实验室配合比,讨论在配合比设计中水灰比、纤维掺量、砂率等不同情况下对钢纤维混凝土性能的影响;对扩大分仓面积的路面结构进行基于有限元的荷载应力和温度应力分析,结果满足工程规范要求。