隧道爆破荷载作用下中隔壁动力响应与破坏机理研究

中隔壁结构作为隧道初期支护体系中重要的承载构件,在隧道爆破荷载作用下极易发生损伤开裂和破坏。首先依托双向八车道的港沟高速公路隧道工程,进行爆破荷载作用下中隔壁的动力损伤破坏试验,提出中隔壁支护结构的破坏形态及类型;然后利用ANSYS/LS-DYNA建立隧道爆破与中隔壁支护结构数值模型,采用流固耦合的方法模拟岩体爆破及中隔壁支护结构的动力响应,并考虑单段装药量、爆距等不同因素,研究其对中隔壁破坏模式及形态的影响。研究结果表明：隧道爆破荷载作用下中隔壁破坏形式分为背爆侧混凝土开裂剥落、中心区域混凝土震塌成洞、钢筋网及纵向连接钢筋震坏断裂、钢拱架发生扭曲变形4种类型;中隔壁支护结构在爆破应力波的作用下处于反复拉压状态,并在岩石破碎抛掷冲击的作用下发生破坏,且中隔壁支护结构中心、顶部和底部是结构最易发生损伤的部位;单段装药量和爆距的改变会对中隔壁支护结构的破坏范围和破坏程度产生影响,且结构呈现出不同的破坏形态,与现场试验结果一致;建议隧道爆破施工时爆距控制在40 cm以上,单段药量控制在7.2 kg以下,以减少对中隔壁支护结构的破坏。     

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。     

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。     

土工格栅加筋土挡墙施工工况有限元分析

介绍了土工格栅加筋土挡墙的结构特征,及土工格栅加筋土的有限元分析原理,并用Mohr-Coulomb模型作为加筋土中的土体的计算模型,用线弹性模型模拟土工格栅,用Goodman单元模拟土体和土工格栅之间的接触关系,对一典型工程实例的施工状态进行了有限元分析,得到了土工格栅加筋土挡墙不同施工阶段的受力和变形特征。计算结果表明,加筋土挡墙的破裂面是一条圆弧面,挡墙在填土过程中安全系数逐渐减小,基底应力分布和筋材拉力与实测值吻合较好,证明了该有限元分析方法的可靠性。     

ANSYS有限元模型的桥面铺装应力分析

运用ANSYS有限元软件,对桥面铺装层的应力受油毛毡防水粘结层厚度变化的影响进行分析。通过对三跨等截面混凝土连续箱梁桥进行有限元建模分析,确定桥梁最不利荷载作用位置,并得出粘结层厚度变化的影响情况。结果表明:粘结层与下层沥青铺装间应力随着油毛毡厚度的增加而增大,上下沥青铺装层间及上层沥青铺装层表面的应力则随之减少。     

地质雷达在上三高速公路护面墙检测中的应用

上三高速公路K224+720 ～ K225+020左山体自2008年以来,每逢大雨,该山体第二级坡面的长约20m范围内有局部泥沙从泄水孔带出,在对护面墙及碎落台的跟踪检查中,由于局限于目前管理单位的检测设备,未发现空洞、变形.为确保高速公路的安全畅通,此次采用地质雷达对该山体的护面墙进行检测,可快速了解护面墙的厚度、密实度等质量情况.     

大跨隧道双侧壁导坑法施工力学行为研究

结合某城市道路,对大跨隧道双侧壁导坑法施工进行了弹塑性数值模拟,探明了施工过程中国岩深部位移、围岩稳定性,以及衬砌结构的受力特性.研究表明,围岩等级较高,围岩条件差的情况下,采用双侧壁导坑法在技术上是可行的,并且能够很好的控制施工过程中围岩的稳定.     

Numerical modeling of ground response during diaphragm wall construction

Construction of diaphragm wall panels may cause considerable stress changes in heavily overconsolidated soil deposits and can induce substantial ground movement. The 3D Lagrangian method was adopted to model the mechanical response of ground, including horizontal normal stress and shear stress, lateral ground displacement and vertical ground surface settlement, during the slurry trenching and concreting of diaphragm wall panels. Numerical results show that slurry trenching leads to horizontal stress relief of ground, reducing the horizontal stress of the ground from initial K0 pressure to hydrostatic betonite pressure. Wet concrete pressure lies between the hydrostatic bentonite pressure and the initial K0 pressure, so it can compensate partially the horizontal stress loss of the ground adjacent to the trench and thus reduce the lateral movement of the trench face as well as the vertical settlement of the ground surface.     

山区高墩大跨PC连续刚构桥设计探讨

高墩大跨PC连续刚构桥因其具有适用性强、整体性好、跨越能力大、承载能力高以及造价费用低等优点,在工程上已得到了广泛应用.结合湖北西部山区利万高速公路上的某高墩大跨PC连续刚构桥的工程实例,介绍了山区高墩大跨PC连续刚构桥设计的思路,并对施工中应注意的问题进行了分析探讨,希望能为类似工程提供一定的借鉴和参考.     

软土地基中格形地下连续墙护岸前沿土体加固参数研究

格形地下连续墙是一种新型直立式护岸结构,整体刚度大,辅之以护岸前沿的软土地基加固,能减少墙体水平位移,确保工程结构和周边环境安全。以某电厂取水口护岸工程为例,介绍格形地下连续墙结构在护岸工程中的应用,利用有限元分析软件Plaxis3D,采用土体硬化模型(HS模型)建立三维模型,给出加固参数设计方法,研究护岸前沿土体加固的面积置换率、加固宽度和加固深度对格形地下连续墙变形的影响。因软土地基上结构受软土强度参数的影响较大,故对软土强度指标和水泥土强度指标进行敏感性分析。