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  • 2018年第45卷第S0期
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    • 对空间曲面取矩的三维边坡稳定性分析方法研究

      2018, 45(S0):1-7.

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      摘要:三维边坡稳定分析解析解的推导是岩土工程领域的难点.基于空间一点应力分析,进行了空间曲面上一点的应力分析,得出了曲面上一点的法向应力、剪应力与应力分量、曲面一阶偏导数的关系;建立了曲面至边坡表面土柱上力的微分平衡方程、力的平衡方程、力矩平衡方程.和库仑屈服条件一起,构成了边坡稳定问题普遍适用的基本方程组;采用与二维问题的简化 Bishop 法类似假定,得出了一种三维边坡稳定性分析的计算方法.算例表明本文方法计算结果是合理的,对下一步的推导和应用具有指导意义.

    • 基于双土拱效应的砂性土滑坡中 抗滑排桩滑坡推力研究

      2018, 45(S0):8-13.

      摘要 (671) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:从产生抗滑排桩桩后滑坡推力的滑动土体作用范围出发,在莫尔圆极点理论基础上首先确定桩后砂性土滑坡的土拱效应区域.随后在库仑理论基础上推导了考虑滑坡倾角影响的库仑主动土压力系数并得出考虑土拱效应影响的桩侧土体主动水平应力作用解析表达式.结合考虑土拱效应的局部塑性变形理论改进解推导得出了抗滑排桩桩身滑坡推力分布及滑坡推力合力解析解.通过解析法、数值模拟结果分别对本文方法进行了对比分析,证明了本文所得考虑滑坡倾角影响的库仑主动土压力系数以及桩身滑坡推力解析解的正确性.最后,开展了抗滑桩桩身滑坡推力的参数影响分析,结果表明:抗滑排桩的桩身滑坡推力作用随滑坡倾角β、砂土内摩擦角φ的增加以及桩间距比值D1 /d的减小而增加.

    • 低速冲击下平行节理岩石能量传递及动力学特性

      2018, 45(S0):14-19.

      摘要 (562) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:用水泥砂浆材料模拟岩样并人工形成节理裂隙,通过分离式霍普金森压杆(SHPB)实验,研究不同节理间距试件在相似冲击速度下的能量传递规律、强度特征和破坏形态,进而探究冲击速度对双平行节理试件能量传递及破坏形态的影响规律.试验结果表明,相似低速冲击下,节理间距影响类岩石试件中反射波能量、透射波能量、耗散波能量的占比,节理间距越大,破碎块度越小;平行节理试件的各能量传递规律与冲击速度密切相关,能量耗散比可表征试件的宏观破坏特征;损伤变量d与冲击速度呈弱幂函数增加关系,满足d = e(-0.148-0.0101/(v-3.103)),试件破坏时的损伤值约0.72.研究结果为地下工程多节理裂隙软岩的开挖支护及稳定性研究提供参考.

    • 竖向受荷螺杆桩承载特性离散元数值模拟

      2018, 45(S0):20-24.

      摘要 (574) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:螺杆桩技术已经在多种类型工程中得到了应用,然而由于认识条件的局限和研究对象的复杂,其理论分析仍然落后于工程实践.采用基于离散单元法的颗粒流程序,建立了竖向受荷螺杆桩的数值分析模型,并利用已有试验结果对模型细观参数进行了标定,在此基础上分析了螺距、螺纹段长度和桩径等设计参数对螺杆桩承载特性的影响.研究结果表明:随着螺距的增加,螺杆桩极限承载力呈先增加后减小的发展特征,螺距为(1.0-1.33)D时,螺杆桩具有最佳的承载表现,不同螺距螺杆桩的螺纹段荷载分担比例最高而直杆段最小.螺杆桩极限承载力随着螺纹段长度的增加先线性增长,而后基本保持不变,建议合理的螺纹段长度一般不超过2/3L.桩径增加时,螺杆桩极限承载力呈近似线性快速增长.数值模拟结果可以为螺杆桩设计参数优化和承载力估算方法确定提供理论依据.

    • 内马铁路陡坡路基不均匀沉降及影响因素分析

      2018, 45(S0):25-29.

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      摘要:陡坡路基不均匀沉降影响路基稳定性.以内马陡坡路基为工程依托,通过数值计算,分析不同填筑坡率,填筑高度、路基填筑的压实度等对陡坡路基不均匀沉降的影响.结果表明路堤坡度对路基变形有一定的影响,路堤坡度越大,路基的不均匀沉降量越大、总沉降量也越大.地基坡度对路基沉降有着显著影响,沉降差异随坡度的增大而增大.填土高度对路基沉降影响较大,随填高增加沉降增加量呈增大趋势且填土越高断面差异变形也越大.填土弹性模量对路堤填土总沉降、路堤填土不均匀沉降影响较大,不均匀沉降随着模量增大而逐渐减小.

    • 怀邵衡铁路DK324边坡坍滑分析及处理方案优化

      2018, 45(S0):30-34.

      摘要 (471) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:怀邵衡铁路DK324路堑边坡开挖后坍滑而形成滑坡,通过现场勘探、调查测绘、原位测试及室内试验对边坡坍滑体的空间形态、坍滑体物质组成、结构特征及水文地质进行调查,分析了边坡坍滑成因.利用有限元方法对单排桩、双排桩和刚架桩三种抗滑桩进行计算,对比不同桩型的弯矩、剪力和水平位移,结合现场施工的安全因素,确定了刚架抗滑桩处理方案.长期监测数据表明,刚架抗滑桩的处理效果明显.该方案对同类工程有一定借鉴和指导意义.

    • 分离卸荷式板桩码头承载特性与结构优化设计分析

      2018, 45(S0):35-40.

      摘要 (552) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:分离卸荷式板桩码头结构是一种新型板桩码头结构形式,其主要结构特点是在传统的单锚式板桩码头前墙后方安置一定埋深的桩基卸荷承台来达到对前墙的卸荷效应.以工程原型为参考,建立有限元数值模型,在控制桩墙单宽混凝土用量总和相同的条件下,以桩间距与桩刚度为参数建立数值模型组,以前墙与海陆侧桩的最大截面弯矩及其截面边缘应力为主要判断标准来评价结构参数变化对结构承载特性的影响.结果表明,在原型结构基础上,在维持桩墙单宽混凝土用量之和不变的条件下,适当增加桩间距和桩自身的刚度可使分离卸荷式板桩码头承载特性得到有效的优化,对工程实践有一定的参考价值.

    • 复杂裂隙岩体环境下地下厂房轴线方向优化选择研究

      2018, 45(S0):41-45.

      摘要 (583) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:抽水蓄能电站地下厂房轴线方向选择是前期勘察工作的重点.以芝瑞电站为工程背景,所研究的地下厂房围岩岩性为熔岩角砾岩,岩性较单一,结构面以Ⅳ级、Ⅴ级为主,岩体裂隙发育,完整性差,岩体结构以镶嵌~次块状结构为主.以块体理论为基础,运用Unwedge 程序,充分分析不同结构面组合切割下的围岩稳定情况,以最小安全系数的最大值为取值原则,对复杂裂隙岩体环境下地下厂房轴线方向优化选择进行了系统研究.结果表明:研究区地下厂房轴线方向宜为NE50°.通过分析证明,块体理论在中低地应力区复杂裂隙岩体环境下地下厂房轴线方向优化选择中具有重要的现实意义.

    • 基于强度试验的水泥土搅拌桩施工综合参数研究

      2018, 45(S0):46-51.

      摘要 (499) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:水泥土搅拌桩因其施工方便、环境污染小、布置灵活、经济等优点,而被广泛应用于水利工程、市政道路工程和城市基建基础工程等工程.以佛山新城CBD特大型基坑支护结构为背景,从水泥与土的微观作用机理出发,分析了影响水泥土工程特性的几种主要因素,包括水泥掺量、含水量、水泥龄期及土性等,并以似水泥掺量、综合含水率和水泥龄期为控制变量对水泥土进行室内无侧限抗压强度试验,获得其强度变化规律.试验结果表明,水泥土无侧限抗压强度随着水泥掺量和龄期的增加而提高,随着综合含水率的增加而降低.最后根据合理可行的施工工艺参数,包括水泥土现场配合比、搅拌轴转速、搅拌提升下沉速度、复搅遍数等,推导出水泥土搅拌法施工综合协调参数公式.

    • 基于数字图像的花岗岩双轴压缩数值试验研究

      2018, 45(S0):52-57.

      摘要 (645) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以花岗岩室内试验为基础,研究花岗岩基于数字图像的二维颗粒离散元模拟方法.根据拍摄的花岗岩照片,运用数字图像技术重构花岗岩真实的细观结构模型.基于重构的细观结构模型建立相应的数值模型,采用颗粒流程序(PFC),通过单轴压缩试验,标定PFC模型参数,利用二维数值双轴试验方法研究花岗岩的力学特性,并从细观上探讨花岗岩的变形破坏机制.研究试件在数值试验中的受力全过程和细观破坏形态,得到试验数据,绘制应力-应变曲线和裂缝数-荷载步曲线,与室内试验结果进行了对比分析.研究结果表明:基于数字图像的花岗岩双轴压缩试验模拟获得的花岗岩强度特性、微观裂缝的发展过程和试件破坏特点与室内试验结果吻合;基于数字图像的二维颗粒离散元法可以描述花岗岩这类具有明显非连续性特征材料在单轴、双轴受压状态下的细观破坏特征,可为进一步研究非均质材料在复杂受力条件下的破坏机理奠定基础.

    • 已有围岩纵剖面LDP曲线对比及影响因素分析

      2018, 45(S0):58-63.

      摘要 (635) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:收敛-约束法是隧道结构设计的实用方法之一,围岩纵剖面曲线(LDP)是该方法成功运用的关键.在收集整理现有LDP曲线公式基础上,对其优缺点进行了对比分析,同时利用数值软件研究了岩体强度及变形特性对LDP曲线的影响.结果表明:由于研究出发点不同,对于同一工程基于已有LDP曲线公式采用相应数据输入后所得到曲线形态相差较大;粘聚力、摩擦角对曲线形态影响较大,弹性模量、剪胀角对于LDP曲线基本无影响;泊松比对弹性介质LDP形态基本无影响,但洞壁围岩塑形屈服区范围越大,泊松比影响越大.在实际工程中为获得LDP曲线,建议采用数值计算的方法并考虑粘聚力、摩擦角以及泊松比的离散影响.研究结果可为地下隧洞(道)采用收敛-约束法初期支护参数设计中LDP曲线的获得提供借鉴与参考.

    • 深埋引水隧洞不同排水方案渗流场及衬砌外水压力研究

      2018, 45(S0):64-68.

      摘要 (590) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:深埋长引水隧洞排水措施的布置与隧洞渗流场及衬砌外水压力关系密切,是保证围岩及衬砌结构安全的重要举措.结合滇中引水工程大理Ⅱ段深埋长引水隧洞,采用ABAQUS数值模拟的方法对不同排水方案下隧洞渗流场及衬砌外水压力变化规律进行了研究.结果表明,排水措施的布置能有效降低衬砌外水压力,但不同部位降低幅度不同,排水孔附近衬砌外水压力降低幅度较大,距离孔越远水压降低幅度越小;且排水孔数量越多,衬砌全范围内水压力降低越明显.研究结果可为西南深埋长隧洞工程防排水系统设计提供借鉴和参考.

    • 既有加固边坡锚杆结构健康状态诊断方法 及其应用研究

      2018, 45(S0):69-73.

      摘要 (482) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前对加固治理后的边坡健康状态,边坡加固结构的使用寿命与维护方面研究很少.针对既有加固边坡锚杆结构耐久性评价影响因素指标的灰色和模糊性问题,基于灰色关联度分析与模糊识别理论,建立既有加固边坡锚杆结构健康状态诊断方法,确立边坡加固锚杆结构健康诊断指标体系和指标评判基准,根据加固边坡锚杆耐久性评价的各项指标的变异程度,提出了基于信息熵和复合权重的评价指标融合赋权方法.研究结果表明:本文提出的既有加固边坡锚杆健康状态诊断方法能够全面系统地反映既有加固边坡工程的整体健康状态,评判结果可靠合理,从而为锚杆结构的设计、施工和维护提供了一定的参考价值,也为既有边坡加固工程的健康诊断提供了一种新的方法,具有重要的工程实际意义.

    • 土石混杂高边坡稳定性分析数值方法研究

      2018, 45(S0):74-79.

      摘要 (547) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于整体强度折减法和局部强度折减法的边坡稳定性分析数值方法,只能获得单一的边坡安全系数和边坡在临界失稳状态下的位移数值参考值.为了掌握边坡的变形破坏过程和稳定性情况,通过FLAC3D中的Extrusion功能和自定义程序,实现对折减区域、强度折减计算精度、强度折减范围的控制,使强度折减法更加契合土石混杂高边坡在实际工程状况下坡体的稳定性分析.以鄂西山区高速公路典型土石混杂高边坡为研究对象,通过建立边坡的三维数值模型,根据实际工况调整边坡的计算强度折减范围,实现对土石混杂高边坡的稳定性分析,所获得分析结果与实际边坡工程监测数据相吻合.计算结果表明,该方法合理反映了土石混杂边坡在施工的各个阶段的变形破坏特征及滑动面存在区域,相比较与传统的稳定性分析方法可更好的量化边坡变形破坏状态,研究成果可为土石混杂边坡的稳定性分析提供有效参考.

    • 三种模型在浙江省土石坝填筑土土水特征 曲线中适用性研究

      2018, 45(S0):80-85.

      摘要 (551) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:土石坝是由饱和与非饱和渗流区组成的统一体,渗流问题是影响土石坝运行安全的关键因素之一.土水特征曲线(SWCC)是非饱和渗流数值模拟的重要基础.浙江省土石坝众多,对其填筑土持水性研究具有重要意义.确定一个合适的模型来描述填筑土的SWCC是研究的基础.通过压力板仪,对3种浙江省土石坝典型填筑土进行持水试验,选取VG、FX和MX模型对试验数据进行拟合,并对拟合结果进行分析.结果表明,VG模型并不适用于土石坝填筑土,FX和MK模型均取得了较好的效果,FX模型在适用性和普遍性上更好.

    • 土工膜颗粒垫层表面粗糙程度的量化指标研究

      2018, 45(S0):86-91.

      摘要 (590) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在使用坝面土工膜防渗的土石坝工程中,常用颗粒材料(碎石或砾卵石)做为土工膜的垫层.在水压力作用下垫层表面凸出的尖锐部位有可能发生土工膜的顶破,而在凹陷的空隙部位则可能发生土工膜的胀破,垫层表面越粗糙,在相同条件下,土工膜发生顶破胀破的可能性就越大,但目前尚未有一个合适的量化指标用于描述颗粒垫层表面的粗糙程度.为解决这一问题,从土工膜顶破胀破的力学行为出发,通过对颗粒垫层表面轮廓曲线的凹凸形态进行逐层递进分析,提出了一个量化指标Ip用于表征颗粒垫层表面的粗糙程度,并利用该指标对不同粗糙程度的表面轮廓线进行分析研究,研究结果表明:本文提出的垫层表面粗糙程度指标Ip代表的物理意义为土工膜在颗粒垫层表面可发生的累计应变,其与土工膜顶破胀破可能性之间存在较为直接的关系,而应用广泛的岩石节理粗糙度指标JRC,在研究颗粒垫层上土工膜的顶破胀破时,并不适合用于评价垫层表面粗糙度.

    • 滑坡区域既有隧道桩索联合加固体系模型试验研究

      2018, 45(S0):92-97.

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      摘要:目前,国内外学者针对隧道开挖引起的滑坡体变形影响研究较多,而针对山体滑坡作用下运营隧道结构的受力变形及加固措施研究较少.基于此,提出隧道垂直穿越滑坡工况下既有隧道桩索联合加固体系,即将抗滑桩、锚索及隧道衬砌联成一体,这与传统的隧道加固与滑坡体治理分开研究有很大不同,然而由于其理论研究远滞后于工程实践,限制了在工程实践中的推广应用.为研究山体滑坡区域既有隧道桩索联合加固措施下的力学作用机制,建立了既有隧道走向与滑坡体垂直时3种工况下的地质力学模型试验,分别在无加固、抗滑桩加固及桩索联合加固措施下针对滑坡体与隧道结构的相互作用规律进行分析.试验结果发现,采取加固措施后,测试数据发生明显变化,特别是在桩索联合加固体系中,即隧道、抗滑桩、锚索形成新的结构体系具有更高的承载能力和稳定性,能进一步提高既有隧道的运营安全.该成果可为山区隧道穿越滑坡体的后期加固提供一定的理论依据.

    • 黄土迁移入海后动力特性的试验研究

      2018, 45(S0):98-103.

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      摘要:黄土研究在我国国民经济建设中具有重要的学术价值,但其入海后工程力学性质变化如何,是目前研究尚待解决的重要问题.在黄土入海堆积形成的现代黄河三角洲采集沉积物样品,在均等固结条件下,采用应变破坏标准,开展系列动荷载作用下的固结不排水循环三轴强度试验;获得不同动荷载下的动应变、动孔隙水压力发展曲线,建立孔隙水压力增长模型;并探讨了其孔压及动强度特性较陆地黄土的变化.研究结果表明:黄土迁移入海后,在动荷载作用下,沉积物样品的应变与孔隙水压力发展不同步,孔隙水压力最终稳定,应变则不断发展;土样发生破坏时孔压未完全达到围压,主应力也未完全减小为零;黄土迁移入海后孔隙水压力发展与陆上黄土类似,同样可用一个五级多项式表示;黄土在迁移入海后其动强度增强.研究成果对黄河三角洲动力地质灾害的预防具有指导意义.

    • 雾化雨入渗暂态饱和区对边坡稳定影响程度研究

      2018, 45(S0):104-109.

      摘要 (612) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:高坝泄洪期间,雾化雨严重,不同的泄洪消能方式,雾化程度不同.雾化雨对近坝岸坡表面造成强烈冲刷破坏,在一些岸坡条件下入渗往往造成边坡深层滑动,造成灾害.选取某电站下游一堆积体边坡,建立非稳定渗流计算模型,对不同工况进行数值模拟计算,研究堆积体边坡内暂态饱和区的扩展过程与安全系数的变化规律以及二者之间的关系.研究表明,不同的雾化雨强度对水分入渗边坡的影响程度不同,雾化雨强度越大,形成的暂态饱和区就越大;边坡的稳定安全系数就越小,安全系数最多降低了6.57%.

    • 非饱和土三维离散元计算中宏-细观参数关系探究

      2018, 45(S0):110-115.

      摘要 (628) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种建立非饱和土体宏-细观参数之间关系的方法,来建立在不同孔隙比和含水率等初始条件下非饱和土在不同应力路径下的离散元计算模型;通过编制离散元程序,基于接触粘结模型,对现有的 PFC3D(Particle Flow Code in three dimensions)离散元程序进行改进,从而对在不同颗粒间粘结强度下的离散元试样进行一维固结的数值模拟试验来确定其结构屈服应力,并以结构屈服应力为桥梁建立颗粒间粘结强度随含水率变化的函数关系,最后建立能够反映真实非饱和土试样颗粒级配和在不同含水量下的离散元数值模型,为通过PFC3D等三维离散元软件研究非饱和土的基本力学特性提供思路.

    • 落石运动旋转速度计算方法

      2018, 45(S0):116-122.

      摘要 (635) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:落石旋转速度是落石冲击力设计与运动路径计算往往忽略的关键问题.针对落石自由坠落、滑动、斜抛运动、碰撞以及滚动的5个运动过程,分析了5个过程对落石旋转速度的响应,推导了滚动与碰撞条件下落石旋转速度公式,并以万州天生城福建小学危岩落石为例进行了算例分析,初步得到以下结论:忽略空气阻力的条件下,落石旋转速度仅与自由坠落、碰撞以及滚动过程相关;碰撞过程落石旋转速度与初始旋转速度、碰撞周期、坡面坡度、落石质量正相关,而与落石半径、碰撞冲击摩擦系数以及法向恢复系数负相关;而滚动过程落石旋转速度与初始旋转速度、滚动周期、坡面坡度正相关,而与落石半径、滚动摩擦系数负相关;算例分析得出,采用本文算法和Rocfall程序计算得到的旋转速度曲线变化趋势一致,平均误差仅为5.5%,完全满足工程设计计算需求.

    • 基于离散元的溶塌巨石混合体主动土压力研究

      2018, 45(S0):123-127.

      摘要 (563) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在喀斯特山区建设中经常需要设计支挡溶塌巨石混合体的挡墙结构.溶塌巨石混合体由于粒径较大,其力学性质与常见的细粒土具有很大差异.但是,大多数土压力理论或试验研究都以细砂等细颗粒材料为研究对象,基于连续介质理论进行分析研究,而缺乏对于较大颗粒粒径的粗粒土如溶塌巨石混合体的土压力研究.针对上述问题,本文采用离散元方法,模拟计算了平动挡墙位移模式下细粒土和不同粒径条件下的溶塌巨石混合体主动土压力,总结得到主动土压力随粒径尺寸的变化规律,并提出了考虑粒径尺寸效应的溶塌巨石混合体主动土压力作用点修正公式.

    • 综合多维物探技术在岩溶堤防查漏中的应用研究

      2018, 45(S0):128-132.

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      摘要:以岩石岭水库总干渠三门头段渗漏调查为依托,考虑到渠道处于岩溶发育区,提出采用并行电法多维成像和地质雷达相结合的技术手段查明隐患的原因及分布.在分析综合物探技术探查可行性的基础之上,基于并行电法技术可快速收录海量的地电数据体,为堤身二维渗漏探测和堤底隐伏缺陷提供数据支撑,结合雷达映像图可有效识别出溶洞的发育特征.现场应用表明,不同高程的二维电阻率图像反映出堤身渗漏隐患体的范围及埋深,并勾勒出隐患区在堤身上的空间连通性;并行电法的三维成果揭示出溶洞在渠底的立体结构形态,有效避开了常规伪三维电法布置的复杂问题;地质雷达法能有效高分辨识别出溶洞发育的范围;成果有效揭示了三门头段堤坝渗漏主要与该段存在隐伏型充填溶洞有关,并且溶洞在堤底以及堤坝上下游已形成渗漏通道.采用并行电法多维成像技术和地质雷达可有效查明岩溶区堤坝渗漏的病症,为堤防隐患的有的放矢治理提供依据.

    • 恩贡山隧道爆破震害对地面建筑影响的安全评价

      2018, 45(S0):133-137.

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      摘要:恩贡山隧道位于东非大裂谷地带,设计为单线铁路隧道,全长4 507 m,为内马铁路控制性工程.恩贡山隧道围岩主要为Ⅲ级和Ⅳ级玄武岩,采用钻爆法台阶开挖施工法.为了评价恩贡山隧道爆破震害对地面建筑影响,通过爆破振动测试与数据分析,获得了考虑高差的爆破振动衰减规律,以此开展了爆破对恩贡山隧道沿线地面建筑的影响安全评价,其研究成果为恩贡山隧道的爆破施工与安全控制提供了科学的依据.

    • 动力扰动下既有隧道的动态响应及衬砌影响分析

      2018, 45(S0):138-143.

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      摘要:基于现场监测数据,利用FLAC3D研究了拱桥铺隧道在动力扰动下的动态响应及衬砌产生的影响.研究结果表明:底部动载下,相对于无衬砌隧道,有衬砌隧道能改变除拱底外其它测点的运动方向,防止隧道内陷并能够有效减少隧道锚固壁位移;隧道锚固壁4个测点均承受压应力,且无衬砌支护时压应力值远小于有衬砌时,前者围岩表现更为“松散”;有衬砌支护隧道拱肩处锚杆轴力出现中性点,而无衬砌支护时锚杆均为受拉,后者锚杆轴力峰值位置更靠近锚固壁,衬砌能有效分担围岩荷载并减小锚杆负载;有衬砌时锚杆轴力相对增速快且振幅大,而无衬砌支护隧道在应力波冲击后,锚杆轴力相对增速慢且振幅小,即衬砌能通过动态调整协助锚杆承担动荷载.

    • 顺层岩质边坡锚杆加固机理离散元分析

      2018, 45(S0):144-149.

      摘要 (538) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:顺层岩质边坡广泛存在于水利枢纽工程建设活动中,节理等软弱面影响边坡的稳定性,通常需进行锚固,研究锚固机理对边坡锚固方案设计及施工意义重大.首先,将考虑胶结尺寸的微观接触模型植入离散元软件PFC2D,建立顺层岩质边坡模型,在此基础上引入三组不同长度的锚杆形成锚固边坡模型;其次,通过重力增加法模拟顺层岩质边坡锚固前后的破坏过程;最后,对比边坡锚固前后的安全系数、破坏过程中破坏形态和力链分布等,分析顺层岩质边坡的锚固效果和机理.结果表明,锚固后边坡的安全系数明显变大,边坡稳定性提高,锚固效果显著.锚固后边坡破坏形式基本不变,较未锚固边坡破坏所需时间长、滑裂面浅、滑坡量小.锚杆改善了边坡受力状态:锚固前,边坡内的拉力和压力都集中在岩桥;锚固后,锚杆承担了边坡内的大部分拉力,岩桥基本只承受压力.

    • 南海钙质砂单颗粒破碎试验研究

      2018, 45(S0):150-155.

      摘要 (686) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用自制的高精度单颗粒加载仪器,对不同粒径、形状的南海钙质砂颗粒进行了单颗粒破碎试验,探究静载作用下钙质砂单颗粒强度特征.运用Weibull经验公式对钙质砂单颗粒强度进行统计学分析,对单颗粒强度进行归一化.试验结果表明:钙质砂单颗粒的力-位移曲线形式可分为类“硬化”型、类“软化”型与“平坦”型三种;单颗粒强度的分布与粒径有关,粒径越大,强度越低;粒径相同时,块状颗粒的单颗粒强度高于片状颗粒;单颗粒强度分布服从Weibull分布,Weibull模量m介于1 ~ 3之间.

    • 岩溶区盾构隧道开挖的稳定性分析

      2018, 45(S0):156-160.

      摘要 (621) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:盾构隧道穿越溶洞密布的复杂环境时,不可避免的引起岩溶开挖区应力场突变,严重时造成溶洞坍塌、隧道突水突泥等工程灾害.采用有限元模拟方法,基于岩层破坏机理,分别针对溶洞数量不同及排列方式不同这两种重要因素,从隧道开挖引起的位移场、应力场和塑性区域三个方面分析岩溶隧道开挖所引起的围岩变化规律.结果表明:溶洞的存在使得隧道围岩最大主应力显著提高,围岩竖向位移随溶洞个数增加而增大,围岩周围土体的应力场、位移场、塑性区域均随着洞-隧之间不同的排列方式而呈现不同的变化规律.分析结果可为岩溶地区盾构隧道设计、施工以及运营提供理论及工程指导.

    • 复杂应力环境下单节理岩体渗流-应力耦合特性研究

      2018, 45(S0):161-166.

      摘要 (578) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:实际工程岩体在三向不等压主应力作用下渗流-应力耦合特性是目前学术界和工程界尚不明确的一个关键点.首先通过合理的理论分析与公式推导,给出了可描述三向主应力作用下无充填节理内渗流-应力耦合特性的理论公式;利用室内岩石真三轴渗流-应力耦合试验,验证了上述理论公式的可行性;通过基于全局优化算法的非线性拟合软件,结合试验数据给出了可信度较高的渗流-应力耦合特性经验公式;采用三维块体离散元方法开展数值试验,探讨了节理法向刚度参数取值方法的差异性,在合理赋值情况下验证了渗流-应力耦合特性经验公式的合理性;基于室内真三轴应力-渗流耦合试验、非线性数据拟合与离散元数值试验的系统研究结果证明了理论分析的准确性.

    • 无人机倾斜摄影测量技术及其工程应用研究进展

      2018, 45(S0):167-172.

      摘要 (775) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为促进无人机倾斜摄影测量技术的发展,详细综述了该技术在工程领域的发展历史、研究现状及热点研究方向等.首先对无人机倾斜摄影测量方法的发展历史、研究现状、技术优点等方面进行了系统的疏理;接着对相机标定方法、图像定位、飞行计划、影像采集、表面三维重建、产品生成等倾斜摄影测量关键技术进行了全面分析;然后了对无人机测量技术在数字城市建设、桥梁检测、滑坡调查、地形图测绘等工程应用的研究进展进行了综合阐述;最后指出了无人机倾斜摄影测量技术的发展趋势和所面临的问题.分析表明:无人机倾斜摄影测量技术能实现大范围、多数据、高效率的地理空间数据采集,在土木、交通、测绘等工程领域具有广阔的应用前景.

    • 软土地区深大基坑双环形支撑体系受力变形特性分析

      2018, 45(S0):173-177.

      摘要 (515) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:圆环型支撑结构受力以压为主,有利于发挥混凝土材料的抗压强度,受力合理,施工作业方便.其中单圆环支撑适用于长宽比接近于1的规则基坑,对于长宽比较大的不规则基坑,在工程中出现了双环甚至多环的支撑形式.上海软土地区某“L”形分布的不规则基坑,基坑面积接近50 000 m2,最大开挖深度13.15 m.设计时将基坑分为A、B、C三个区域,A区采用双环形支撑,C区采用对撑,B区是A区和C区的过渡区,采用边桁架支撑,自上而下顺作施工.基于现场监测资料,本文分析了基坑工程开挖过程中的侧墙沉降及位移,基坑周边土体位移,地表沉降等实测数据,总结了基坑开挖过程中双环形支撑体系的受力变形特性,为双环形支撑体系在深基坑工程的应用提供参考依据.

    • 泥岩条件下水工隧洞岩石参数反演计算数值分析

      2018, 45(S0):178-182.

      摘要 (548) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩石力学参数的确定是岩土工程数值计算中的关键问题,岩体参数的准确性,对数值计算的结果会造成很大的影响.而实验室内对岩体参数的测定均存在尺度效应问题,且现场取样的数量往往不多,因而很难得到工程区域的岩体真实参数.采用反演分析的方法可以综合考虑诸多因素的影响,更加准确地得到岩体的参数.正反分析法是先假定待反演的参数,通过正演分析得到岩体结构的位移或应力等,然后将其与实测值相比较,并按一定方式修改调整待反演参数,逐步逼近实测值,从而确定待反演的岩体参数.结合国外泥岩水工隧洞工程实例,利用实际监测数据对现场岩体参数进行反演计算,最后,通过分析比较,获得比较符合实际的岩体参数,为隧洞初期支护参数的合理确定奠定基础.

    • 不同含石量条件下砂卵石土特性试验研究

      2018, 45(S0):183-189.

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      摘要:砂卵石地层是一种典型的力学不稳定地层,盾构在此类地层施工中常遇到出土困难、刀盘磨损和地下水喷涌等问题.针对此类地层物质组成和结构的复杂多变性,选择洛阳地铁2号线某站点附近砂卵石地层进行取样,进行不同含石量下砂卵石土的大型直剪试验、坍落度试验和渗透试验,系统地研究了含石量对砂卵石土抗剪强度、流动性和渗透性的影响.试验结果表明:砂卵石土抗剪强度和内摩擦角均随着含石量的增加而呈非线性增大,且含石量小于30%时抗剪强度和内摩擦角增大较小,含石量位于30%~70%时抗剪强度和内摩擦角增大显著,含石量大于70%时抗剪强度和内摩擦角变化不明显;砂卵石土坍落度随着含石量增大而减小,且存在一个减小速率明显不同的分界含石量约为50%;砂卵石土渗透系数随着含石量的增加而增大,且表现出与抗剪强度和内摩擦角一致的规律.

    • 某深大基坑支护设计方案选型分析

      2018, 45(S0):190-196.

      摘要 (799) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着工程建设的大力发展,地下室开挖逐步向深大方向发展,且周边环境条件越来越复杂.就一工程实例,详细进行了深大基坑支护的选型分析.该基坑临近已运营地铁、拟建地铁、大型住宅小区、已有办公大楼、市政道路等,周边环境条件极为复杂;基坑周长约 1 000 m,开挖深度16.0 ~ 20.0 m,属于典型的深大基坑.经多方案综合分析比较,最后确定该基坑采用排桩+内支撑、排桩+锚索、排桩+钢斜撑、喷锚等多种支护型式.并根据现场监测数据、周边环境条件改变等随时调整设计方案,设计配合贯穿整个施工过程.该基坑分块施工,前后工期持续三年,经历两次延期,整个施工过程未发生实质性安全事故,达到了支护效果,可为同类工程建设提供参考.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

2018年第45卷第S0


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