整体式桥台-H形钢桩-土相互作用低周往复拟静力试验（双语出版）

整体桥具有使用寿命长、施工方便、造价及养护费用低等特点,目前在国内外得到了广泛应用与推广。然而,整体桥在季节性温度荷载作用下会发生往复位移,并产生桥台-桩基-土相互作用。为此,以福建上坂大桥为背景,设计制作桥台-桩基结构试验模型,开展桥台-H形钢桩基-土相互作用低周往复荷载拟静力试验研究,主要研究桥台、桩基的滞回性能与变形规律以及桥台-桩基-土三者相互作用的机理。结果表明：桥台与桩基的等效黏滞阻尼比均较大,其值大于0.15,即整体桥具有良好的抗震性能和耗能能力;整体桥在温度作用下桩基处于弹性状态,但会发生残余变形,同时在台背与桩顶的一定宽度和深度范围内存在土体脱空现象,实际工程中产生桥头跳车、搭板沉降的原因不仅与台后土体的特性相关,还与桥台结构的受力机理相关;仅测量和分析上部未入土结构的变形并不能准确反映整体结构的变形规律;试验循环加载全过程桥台-桩基-土相互作用会产生累积变形,其中桩基的累积变形要大于桥台的累积变形,且其累积变形远大于任意单步荷载作用下产生的变形;目前对于现有桥台-桩基变形的理论并未考虑累积变形的影响,该研究结果可为有关规范的制订提供参考。     

西南地区山岭隧道自动化变形监测技术的效益分析

为了更好地指导山岭隧道变形监测技术选用,提高监测效率并节约成本,从技术和经济效益2个方面对比分析人工监测和自动化监测,阐述各监测方式的技术性和经济性特征,总结不同应用条件下应优先选用的监测技术类型,并提出一套可行的变形监测技术选用程序。研究成果可为现阶段西南地区隧道工程变形监测技术类型选用提供参考。     

R/S分析法在盾构下穿机场过程中的地表变形规律研究

为保证机场的正常运营,在盾构下穿机场的施工过程中,对地表沉降变形控制的要求较高,因此对穿越过程中的施工控制和变形规律研究具有重要意义。首先,基于盾构下穿机场的工程条件,分析盾构下穿过程中的风险,并提出相应的控制措施;同时,根据现场监测数据,分析盾构下穿机场过程中的地表沉降变形规律,并利用R/S分析法对地表沉降的发展趋势进行研究。结果表明:盾构施工引起的机场地表变形均在控制值范围以内,且各监测点在不同序列条件下的Hurst指数均大于0.5,具有沉降持续减弱的趋势,验证下穿过程中风险控制措施的有效性,为类似下穿机场的盾构施工提供一定的实践经验,也为盾构施工引起的地表沉降变形规律研究提供参考。     

温度变化对粗粒硫酸盐渍土路基变形影响分析

粗粒硫酸盐渍土路基在环境温度变化下易出现盐胀、沉陷等变形问题,其对路基正常使用造成的影响不容忽视。针对此问题,依托伊朗德黑兰-库姆-伊斯法罕高速铁路项目,在施工现场选取试验段,开展路基温度、水分的长期监测,分析路基温度和含水率随时间的变化规律。在此基础上,利用自主设计的温度变化试验装置,采用现场路基填料,开展室内温度变化循环试验,对粗粒硫酸盐渍土的变形特性进行研究。结果表明：监测期间,试验段路基温度的敏感深度为0.22 m,深度为1.0 m以内的路基含水率变化较大;在9个周期的试验过程中,试样深度在20 cm范围内的温度和含水率随时间的变化更为显著,且随着试验温度的变化,试样温度的变化存在一定的滞后性;含盐量为1.5%的土样在第1,2次温度变化循环试验中表现为盐-冻胀变形,其最大盐-冻胀变形量为0.128 mm,而含盐量为3%的土样在前6次循环试验中均表现为盐-冻胀变形,其最大盐-冻胀变形量为0.232 mm;由于受到温度、冰盐相变、含盐量、土颗粒组成、试验周期等多重因素的影响,9个试验周期后,不同含盐量的试样最终均呈现沉陷变形,其中,含盐量为1.5%试样的最终沉陷变形量为0.585 mm,是含盐量为3%试样最终沉陷变形的5.42倍。该研究结果可为相关工程提供一定的技术参考和借鉴。     

温度对盐渍土抗剪强度和变形特性的影响

为了明确因冻结温度和结晶差异造成的温度对盐渍土抗剪强度和变形特性的影响,以高含盐量和不同盐分类型的盐渍土为研究对象开展试验研究。首先,选用青藏高原察尔汗-格尔木高速公路沿线采集的含盐量为10%~36%的氯盐含量高、硫酸盐含量低的盐渍土土样（HC-1,HC-2）和硫酸盐含量较高而氯盐含量较低的盐渍土土样（CS）3种高含盐量盐渍土作为试验土样,对3种土样进行冻结温度试验,验证其降温至-20℃时,土体不会发生冻结。其次,在5个不同控制温度（-20℃、-10℃、0℃、10℃和20℃）下,分别进行盐渍土直剪试验以得出温度与抗剪强度参数关系函数。最后,分析温度对抗剪强度和弹性模量的影响,同时,利用数值拟合建立考虑温度影响下的盐渍土抗剪强度和切线弹性模量公式。研究结果表明：当温度由20℃降低至-10℃,3种盐渍土的抗剪强度和初始切线弹性模量均增大后趋于峰值,而随温度继续降低至-20℃后,HC-1和HC-2土样指标呈下降趋势,CS土样各参数结果却趋于稳定;不同含盐类型的盐渍土,温度对其破坏比R_f的影响也不同;在温度由20℃降至-20℃的过程中,HC土样的R_f在-10℃出现峰值,且在较低荷载（100 kPa）下,呈现出先增大后减小的特点,在较高荷载（200,300,400 kPa）下呈现出先增大后趋缓的特点;CS土样的R_f在20℃~10℃、10℃~-10℃和-10℃~-20℃降温段呈现出先增大中趋缓后减小的分段式变化特点。     

铁路预应力路堤加固技术数值研究

研究目的:铁路预应力路堤在国内外尚属一种新型路基加固法,其受力变形特性暂未得到系统化研究,相关加固设计理论仍处于探索性阶段。因此,有必要通过数值手段了解预应力路堤的工作状态,以掌握其加固性能。鉴于此,借助ABAQUS软件平台构建预应力路堤仿真系统,分析差异化预应力加固参数对路堤变形和承载能力的影响以及预应力加固构件的受力特征。研究结论:(1)路堤本体段坡面较优加固位置为距本体顶面以下0.3倍本体高度处;(2)坡率1∶1的预应力路堤在第1、2排侧压板分别施加50 k Pa、100 k Pa预压荷载时,其变形与承载力均可达传统路堤(坡率1∶1.5)水平,并可通过提升加固标准进一步强化路堤承载性能;(3)当对第1、2、3排侧压板分别施加50 k Pa、100 k Pa、100 k Pa预压荷载时,路堤内部附加围压S11>13.5 k Pa区域大致呈x形分布并形成横贯路堤的预压加固区;(4)侧压板锚固区受力集中且复杂,应注意保障锚固区板体强度;(5)力筋在路堤加载前后的应力变化量与坡面侧向变形特征相关;(6)本研究成果可为铁路预应力路堤的加固设计提供技术指导。     

水下盾构隧道管片钻穿引起的涌水突泥治理技术研究

水下盾构隧道管片钻穿会引起大量涌水突泥,对隧道建设及运营造成重大影响,且采取的隧道修复措施将影响隧道的长期运营安全。以某地铁隧道被意外钻穿的实例为工程背景,为确保水下隧道意外钻穿破坏时,可以做到临时封堵有效,永久修复满足百年使用要求,提出修复思路。在水面利用浮船进行海上袋装水泥封堵,然后筑岛截断隧道与海水的联系;临时封堵后监测管片变形、复核隧道中线,明确钻孔对隧道限界的影响; 通过计算对结构安全性进行评价,明确钻孔对管片结构受力影响较小。在确保隧道钻穿对隧道限界及结构的影响可控后,采取地面注浆、洞内注浆、倒锥形封堵、洞内设置内撑钢板相结合的方案,对隧道钻穿处进行治理,保证隧道的安全运营。在隧道周边施工时,应加强隧道保护意识,避免对既有隧道造成破坏。     

穿越陡坎地形的偏压黄土隧道大变形时空特征研究

针对黄土隧道开挖这一施工领域中的难题,依托地坑院隧道,对隧道穿越沿线地质地形的施工风险进行分析,同时基于监控量测数据,对典型横断面和纵向段的初期支护变形规律进行研究,得出初期支护沿时空分布的变形特征。分析结果表明: 1)围岩变形持续时间长、变形速率大,有时具有突变性; 2)初期支护横断面收敛不均,纵向变形与断面距掌子面距离直接相关; 3)隧道变形受地形、地下水和施工的影响较大。根据现场围岩大变形规律针对性地制定相关控制措施,研究成果可为现场施工提供技术性指导。     

基于相对变形的大变形隧道地应力反算

针对复杂地质条件下高地应力大变形隧道地应力复杂多变的特点,为满足该类隧道动态设计对地应力资料的要求,提出基于上台阶开挖后拱腰水平收敛与拱顶下沉的相对比值并结合开挖揭示的围岩情况,建立二维数值模型反算地应力的方法。以丽江至香格里拉铁路中义隧道为例,对该方法进行详细说明。研究表明所述方法具有无需地应力测试、计算方便的优点,施工期间可用于地应力分析、预测。中义隧道典型区段地应力反算结果表明： 1）隧道出口及2号横洞工区的地应力分布特点并不相同; 2）围岩及埋深差别不大的区段,隧道水平收敛变形出现较大差异主要是由于地应力侧压力系数不同引起的。     

大瑞铁路老红坡隧道穿越接触带单侧涌泥处理技术

大瑞铁路老红坡隧道穿越可溶岩与非可溶岩接触带施工单侧发生涌泥大变形地质灾害。通过分析变形开裂及地质成因,正洞内采用迂回导坑方案探明涌泥体范围,采用洞内扩挖工作洞室,在隧道单侧轮廓外施作超前水平注浆+高压水平旋喷桩加固及超前水平长大管棚的方案进行处理,并对该段支护及衬砌结构调整加强。依据现场工况,采用三台阶法分部、分段拆换作业,在钢架拱脚增设临时仰拱或临时横撑控制收敛变形,及时施作格栅钢架模筑衬砌,变形稳定后再施作永久二次衬砌。该技术在大瑞铁路老红坡隧道单侧突泥涌水地质灾害处治施工实践中得到了成功应用,取得了良好效果。