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。     

干湿循环周次对川西红黏土影响的固结不排水剪切试验

选用成都市新津区红黏土，开展了针对经不同干湿循环周次n_dw作用的土样的固结不排水剪切试验，研究地下水位季节性反复升降对川西红黏土力学特性的影响。结果表明:随n_dw的增加，土样应力-应变曲线依次经历三个典型应力响应状态，分别为“应变硬化”型-“应变过渡”型-“应变软化”；在不排水固结剪切路径下，土样孔隙水压随n_dw的增加呈现逐渐增长的变化趋势，且初期的增长速率较大，后期趋于平缓；随n_dw的增加，有效应力路径曲线从最初的近似“S”型逐渐演化为“镰刀”型，干湿循环作用对土样的体应变产生较为显著的影响，随n_dw的增加，干湿循环引起的土样体积压缩应变越小。     

增韧剂对预应力碳纤维板材锚固用结构胶性能的影响

研究了3种增韧剂及不同用量对预应力碳板锚固用结构胶性能的影响。试验结果表明:增韧剂对锚固用结构胶的压缩性能的影响是一致的,不受分子结构不同的影响,主要表现为均随着用量的增加逐渐降低,只是增韧剂结构不同,胶体的压缩强度下降率不同。增韧剂用量由5%增加至10%时,压缩强度下降率最高可达18.6%。增韧剂结构不同,对拉伸-剪切性能的影响不同。增韧剂用量为10%时,体系1、3均出现了剪切强度的峰值。增韧剂的使用,需综合考虑其对各方面性能的影响。     

剪切流下海洋立管涡激振动的三维数值模拟

对1根长为9.68 m的三维海洋立管涡激振动现象进行流固耦合模拟,立管的长径比为482,来流为剪切流。通过在立管长度方向上施加一固定的顶部预紧力,来更好地控制立管变形。三维粘性、不可压缩流体场采用非稳态的N-S方程和k-ω湍流模型进行三维CFD数值模拟,固体场采用基于三维实体单元的有限元方法进行模拟,通过一种新的方法 System Coupling实现流-固耦合交界面的数据交换。模拟结果与均匀流模拟结果相似,反映了多模态的振动特性,说明这种方法有一定的可行性。立管脱落呈现多种涡结构模式,稳定后呈"2S"。立管出现大的非对称弯曲变形现象,介于1阶模态和2阶模态之间转换,最终锁定在2阶模态。     

高温高压消毒对五种桩挠曲强度与弹性模量的影响

目的研究高温高压消毒对不同桩挠曲强度与弹性模量的影响。方法采用北京实德隆碳纤维桩、玻璃纤维桩、石英纤维桩、Tenax玻璃纤维桩、Anthogyr钛桩各12支,分别分为实验组和对照组,每组6支。实验组经MelagVacuklav 24B消毒仪134℃高温、2.2 MPa高压消毒50 min,对照组不进行消毒。采用三点加荷系统测定其弹性模量和挠曲强度,并对其差异进行统计分析。结果两组内的实德隆碳纤维桩、玻璃纤维桩、石英纤维桩、Tenax玻璃纤维桩的弹性模量值与挠曲强度值彼此间无统计差异(P>0.05),Anthogyr钛桩获得了最高的弹性模量值与挠曲强度值(P<0.05);两组间经配对t检验无统计学差异(P>0.05)。结论纤维桩具有满足临床使用的挠曲强度,而其弹性模量显著低于金属桩,可以缓冲载荷,保护牙体组织,防止根折,成为桩材料发展方向。高温、高压消毒对纤维桩和钛桩的弹性模量和挠曲强度无显著影响,可用于桩的临床消毒。     

考虑层间滑动的路表弯沉分析

目前，层状体系已经在道路设计中广泛应用，但对于层间的联结状态的问题一直未得到较好的解决，或者作为完全连续体处理，或者完全忽略其层间联结，但实际上道路各结构层之间的联结情况介于两者之间。在剪切弹簧模型的基础上，分析了层间联结状态对路表弯沉的影响，由于剪切弹簧模型的计算表较为复杂，不易于应用在工程实际中，因此应用STATISTIC给出了计算两种极限联结状态下路表弯沉比值的回归方程，并提出应用层间滑动修正系数来处理各层的联结问题。     

大鼠耳蜗α_(1D)L-型电压门控钙通道组织特异性异构体的剪切方式及其意义

目的　研究α1DL 型电压门控钙通道基因在大鼠耳蜗的剪切 (splicing )方式及其意义。 方法　以显微解剖取材的大鼠耳蜗基底膜为起始材料 ,利用外显子特异性 (exon specific)引物的RT PCR扩增和序列测定确定耳蜗表达的α1DL 型电压门控钙通道的剪切方式。结果　耳蜗表达的α1D钙通道cDNA剪切部位发生在功能域Ⅰ、Ⅱ之间的细胞内连接区和羧基末端。结论　大鼠耳蜗存在α1D钙通道组织特异性的剪切异构体 ,选择性剪切可能是内耳基因表达调控的重要机制     

水泥土加芯桩的单桩沉降计算分析

本文基于剪切位移法分析和计算层状土的沉降理论，提出了针对水泥土加芯桩这种新型的桩基，计算水泥土加芯桩的单桩沉降的方法。