岩溶区全断面开挖隧道围岩变形规律及其监测

运用相似模型试验和数值分析成果 ,分析岩溶区公路隧道在全断面开挖过程中的围岩变形特性 .提出了岩溶区全断面开挖隧道围岩变形时空曲线的一般模式 .在此基础上 ,建立了岩溶区围岩稳定性判别标准 ,给出超前支护和二次衬砌的最佳时机 .并运用现场量测数据的结果验证了所提出的岩溶区全断面开挖隧道围岩变形规律的正确性 .     

悬臂式围护结构基坑的数值模拟

采用ANSYS有限元软件对某软土地区悬臂桩支护基坑进行了二维数值模拟,对基坑周围土体和支护桩随开挖加深和应力释放而产生的变形作跟踪分析,得到了在各开挖阶段桩后地表沉降曲线和桩顶位移曲线,以及在不同地面荷载下桩体的变形曲线,并且分析了变形原因和发展趋势。本文还对基坑土体的破坏机理进行了分析,计算出了土体的破坏位置并探讨破坏机理。     

地下工程围岩变形特征的分析原理及其应用

围岩变形量测是地下工程监控的主要内容.得到的变形曲线不仅记录了地下工程开挖后渐趋稳定或失稳的过程,而且反映了其瞬时特性,论文通过对变形曲线的分析,提出了研究围岩变形形态的特征值法;在大量实测资料基础上,介绍了特征值法在围岩变形形态分类中的应用。图5,表2,参6。     

砂性地层中盾构隧道掘进围岩变形特性

以狮子洋隧道砂性地层段地质条件和施工资料为基础,建立有限差分数值计算模型.通过比较不同断面监测点随开挖进程的位移值,结果表明:先掘隧道围岩向中心收缩,上下部围岩变形明显大于两侧;后掘隧道对先掘隧道有横向外挤的作用,但对纵向几乎没有影响.对有、无渗流作用的2种工况的比较分析说明,起初渗流对围岩变形影响不大,但最终加剧了围岩的变形程度.提出了开挖面前方土体扰动的累积效应和累积效应曲线的确定方法,通过该曲线可确定土体扰动范围和程度,经过理论分析,认为影响土体位移速率的2个因素是土体与开挖面间距和盾构推力.     

露天煤矿三维边坡开挖变形控制对策及工程应用

以安太堡露天矿西端帮73200地质剖面为工程背景,构建三维长直边坡地质模型和数值模型,应用FLAC3D对边坡工程在分步开挖过程中表现出来的三维变形效应进行了研究,发现随着边坡开挖长度的不同,边坡向临空侧的最大位移呈现出显著的非线性变形响应特征,即在非线性变形曲线中出现一个重要特征点和由该点可以界定的两个差异明显的变形阶段.基于上述研究和对西端帮进行时空步序控制开采技术的优化分析,采用缩短采煤长度,分段开挖,跟进回填,反压护坡,监测反馈,再进行回采的开采模式,不仅缩短了西端帮的暴露时间,而且充分利用边坡开挖的三维变形效应和边坡岩体强度不断衰减的时间效应,达到了改善边坡受力状态、控制边坡变形、提高开挖边坡稳定程度的效果.     

基于监测信息的环境安全性控制技术研究

为了更好的在基坑开挖过程中对周边环境进行监测,从传统的基于监测信息的环境安全性控制流程出发,提出了集超前预测于一体的安全性控制新流程.在新流程图中主要通过时效曲线法和工程类比法来对下一施工阶段周边环境的安全性进行预测.时效曲线法是以已开挖的实测数据为基础,以泊松曲线为预测模型对下一施工阶段的变形量进行预测的方法.工程类比法是根据地质水文条件、支撑方式以及周边环境条件基本相同的工程实测时程曲线或经验公式对本工程的变形进行超前预报的一种方法.以两个工程实例验证了时效曲线法和工程类比法在实际运用中能够提前预测到可能出现的不安全因素,从而有效地采取避免措施,预防安全事故的出现.     

兰州地铁试验段深基坑支护设计与施工监测分析

为填补兰州地区地铁深基坑桩撑支护设计和施工的空白,以兰州地铁试验段深基坑支护工程为例,对桩撑支护设计和施工过程中围护结构的变形规律进行研究.结果表明:基坑开挖初期,桩身呈向坑内变形的前倾型曲线;基坑开挖过程中,预应力施加后,桩体位移呈基本恢复到平衡位置的短暂状态;随着基坑的进一步开挖和内撑的施工,桩身变形曲线逐渐呈")"形变化,最大水平位移发生的位置也随之下移.基坑开挖过程中,桩体最大位移位于基坑开挖面上方,一般出现在桩体的中部4~10m范围,桩底附近有少量位移,说明桩身内外侧通常均匀配筋的设计思路不尽合理,目前规范将嵌固段作为固定端的设计方法有待完善.     

基于有限差分法的基坑围护结构变形分析

针对基坑开挖过程围护结构变形稳定性问题,基于有限差分数值方法,以合肥地铁大东门车站为研究对象,分析了基坑开挖过程中深基坑土体和围护结构的内力及变形情况.研究表明:随着深度的加大,地下连续墙围护结构水平变形不断增大,墙体向基坑内不断发展变形,形态上呈凸肚状;基坑开挖过程中最大主应力和最大主应力差均在围护结构上,最大剪应力和塑性区主要分布在基坑的底部和周边地表;基坑交界处的桩轴力较大,并且轴力变化曲线呈折线形.     

悬挂式止水帷幕深基坑分级降水开挖变形特性

在地下水丰富且发育有深厚的透水层的地区,考虑到施工难度以及经济性因素,深基坑的隔水设计往往采用悬挂式止水帷幕.基于佛山地铁某深基坑变形实测资料,采用ABAQUS建立三维流固耦合模型,考虑分级降水开挖的实际工况,研究开挖过程中悬挂式止水帷幕基坑的变形规律.结果 表明:地连墙变形在开挖的各个阶段均呈“中间变形量大,两侧变形量小”的鼓胀形.最大侧向位移点在开挖的各个阶段均位于开挖面附近,随开挖深度的增加呈下移趋势.地连墙墙顶位置容易朝着坑外发生变形.坑外地表沉降曲线呈“凹槽”形,随着开挖深度的增加,最大地表沉降点逐渐远离基坑.在基坑开挖过程中,软土层开挖扰动引起的地表沉降呈减小趋势,由坑内降水引起的地表沉降呈增加趋势,由降水引起的沉降可达总沉降量的一半以上.回灌前后坑外地表沉降分布规律基本一致,均呈“凹槽”形,采取回灌措施可在一定程度上控制悬挂式止水帷幕地表沉降变形.     

基于全位移理论的引水隧洞围岩变形全过程研究

鉴于当前隧洞监控量测方法无法测得由隧洞提前开挖扰动所产生的位移和未及时安装监测设备所损失的位移，因此隧洞围岩变形不能准确预测，基于全位移理论，提出了隧洞开挖过程中损失位移、超前位移和围岩内部变形全位移的计算方法. 对现场监测数据进行回归分析并采用FLAC3D有限差分软件模拟隧洞开挖.研究结果表明：隧洞开挖全过程中，围岩内部位移变化曲线呈S形特征，即分为初始增长、快速增长和稳定收敛3个阶段；掌子面空间约束效应的影响范围大致在前后4倍隧洞直径内；数值模拟中超前位移与全位移比值即围岩超前位移比，计算结果为0.3~0.4，与工程现场围岩实际变形规律相符. 因此，所求得的围岩内部变形全位移更符合现场实际情况，可为后续隧洞开挖过程中围岩内部变形全位移的计算，以及预留变形量的设置提供理论依据.     

顺倾岩质高边坡开挖变形机理及计算

为了进一步分析顺倾岩质高边坡开挖变形机理及变形计算方法,以卸荷岩体力学及弹性力学理论为基础,对顺层岩质边坡开挖前后边坡岩体的力学状态进行了分析,对边坡变形机理及变形计算方法进行了研究．研究结果表明,顺倾岩质边坡在开挖过程中岩体受力状态发生改变,岩体力学参数劣化,造成边坡发生较大变形;顺层岩质边坡变形主要由浅表松弛变形、卸荷回弹变形及顺层滑移变形组成．并以弹性力学为基础提出了边坡卸荷回弹变形的计算方法,依据能量守恒定律推导了顺层滑移变形的计算方法．     

克拉玛依油田SBAS-DInSAR长时序形变监测

采用SBAS-DInSAR技术获得了克拉玛依油田的年平均形变速率和长时序形变，利用兼顾均值和标准差的方法提取了高形变区，计算了由西向东和由北向南的形变梯度，分析了等时间间隔的累计形变量、高形变区所占比例、特征点沉降趋势。结果表明，研究区的形变区与石油开采区域有较高的一致性且形变多与油田开采及注水注气相关；形变在空间上表现为非均匀性，在时间上表现为非线性；研究区形变总体趋势仍在变化；特征点的累计形变表现为多样性，这与地面地物有着密切的相关性。SBAS-DInSAR技术对于广域长时序非线性的油田形变监测具有较好的可行性，可提供有效的技术支撑。     

顾及时间和水位因子的卡尔曼滤波法在大坝变形分析中的应用

建立变形与时间相关关系的变形模型，从中找出变形与时间相关关系的最佳变形模型；再建立变形与水位相关关系的变形模型，从中找出变形与水位相关关系的最佳变形模型；然后以变形与时间相关关系及变形与水位相关关系的最佳变形模型为基础，建立变形与时间、水位相关关系的变形模型，最后将变形与时间、水位相关关系的变形模型的模型参数作为状态向量，用卡尔曼滤波法进行大坝变形分析，实例计算表明这种建模方法效果较好．     

浅埋软岩隧道大变形特征及控制措施

为了解决浅埋软岩隧道在开挖过程中发生大变形的问题,依托在建隧道工程,分析隧道初支变形及破坏特征,并利用数值模拟软件对大变形原因进行分析,提出合理的变形控制措施。结果表明：洞口浅埋段围岩受到开挖扰动和地下水影响,围岩变形量大,纵向变形分布不规律;开挖初期变形快且变形速率大,最高达到38.4 mm/d;变形持续时间长,变形后期能达到10.2 mm/d;变形主要发生在上、中台阶开挖阶段,约70%;初支应力过大,且塑性区过度发展是隧道发生大变形的主要原因。根据现场监测数据和数值模拟结果提出优化工法、提高支护参数、进行洞内降水和加大预留变形量的综合处治措施。研究结果可为类似软岩隧道的大变形预防与处置提供参考。     

重力坝坝体水平变形模型研究

针对统计模型当观测资料不包括荷载发生的极值或观测资料系列较短时,建立的数学模型将不能用于监测,主要依靠数学处理,没有较好地联系大坝和地基的结构性态的不足,文中在统计分析的基础上,提出变形混合模型来分析大坝水平变形。通过对大坝坝体的各测点的变形过程进行研究,对水库大坝坝体水平变形采用特征值统计分析;对坝体水平变形模型进行研究,建立基于逐步回归的统计模型和基于有限元的混合模型,并对2种模型进行综合比较,进而确定了测点变形模型。研究结果表明:大坝坝体实测水平位移和三维有限元计算结果基本一致,进一步表明文中采用的变形模型用于研究坝体的变形分析是可行和正确的。     

地质体构造变形的“宏微对应”规律探讨

在对安徽巢湖剪切带宏观和微观变形形态进行精细分析的基础上,结合前人对断裂形态分形特征的相关研究,提出了地质体构造变形的“宏微对应”规律,认为同一个地质体构造变形系统中不同级别的构造变形之间其几何形态特征存在较好的相似性或对应性。同一个地质体变形系统中从宏观到微观有多种不同的变形形态类型,并不是所有变形形态都有宏微对应性,但具有宏微对应性的变形构造类型对整个变形系统具有特殊的重要意义。“宏微对应”规律是地质体构造变形中普遍存在的规律,可以作为宏观的大范围构造变形和局部甚至镜下的微观构造变形之间互相预测的一种理论依据,同时由于部分矿物分布与构造变形密切相关,因此这一规律在相关矿物分布的研究中也具有一定的指导意义。     

大断面浅埋黄土隧道大变形控制技术及效果分析

为研究超大断面浅埋黄土隧道大变形控制技术及效果,依托隧道大变形事故案例,对隧道围岩变形破坏特征及原因进行分析,结合隧道地质条件及围岩特性,提出了合理有效的围岩变形控制技术及施工工艺,并应用数值模拟和现场测试对3种加固措施工况下的变形及应力进行分析。研究结果表明:超大断面浅埋黄土隧道围岩变形主要表现为前期变形速率大,变形持续时间长,累计变形量大,拱顶最大累计沉降为124.3 cm,围岩变形受开挖扰动和持续降雨影响显著;采取临时套拱加固有效抑制变形的持续发展,避免塌方事故的发生,而径向注浆加固和强化支护参数为后续顺利完成大变形段换拱施工提供安全保障;浅埋偏压地段采用地表超前预注浆技术,有效地改善上覆围岩特性,后续施工累计变形均在预留变形量范围内,确保了施工安全和进度。     

纯镍N6平面热压缩变形行为及加工图

利用Gleeble-3800热模拟试验机对纯镍N6在变形温度800~1100℃,应变速率5~40 s-1,应变量70%条件下进行了高温塑性变形压缩试验,分析纯镍N6高温高应变速率热变形行为,得到了材料在不同变形参数条件下的组织变化规律及流变应力变化曲线,利用动态材料模型绘制出了纯镍N6在不同应变条件下的热加工图。通过对组织及热加工图的分析研究,得出变形温度为1000~1100℃,应变速率为5~7 s-1或20~40 s-1以及变形温度为800~900℃,应变速率为5~10 s-1为纯镍N6材料高温高应变速率热变形的两个合理变形参数区间,在参数区间内N6组织均匀;而流变失稳区变形参数条件下得到的组织比较紊乱,晶粒大小不一。纯镍N6热变形后的晶粒尺寸随变形温度升高及应变速率减小而增大。     

高密度聚乙烯/天然橡胶材料的形状记忆特性研究

研究了高密度聚乙烯/天然橡胶(HDPE/NR)材料的拉伸与压缩形变回复率、温度对拉伸形变回复率的影响、力学性能,探讨了形状记忆的原理.结果表明:HDPE/NR型共混材料的形变回复率随NR含量增加而提高;拉伸形变回复率高于压缩形变回复率;屈服强度随NR含量增加而下降,断裂延伸率随NR含量增加而上升;冷拉伸—热回复的回复速率最快、回复率最高,形状记忆特性最好.     

冲击荷载作用下T型管节点变形初步分析

对两端简支的T型管节点支管受到圆柱形锤体冲击后的动力响应进行了数值分析,提出区分主管变形中局部凹陷变形和整体弯曲变形的方法,得到了冲击过程中2种变形的时程曲线以及与冲击力时程曲线变化的联系,并且得到了2种变形与冲击动能以及节点主管长径比之间的关系．数值分析结果表明：随着节点变形消耗的能量的增加,局部变形趋于稳定,变形的增长逐渐集中在整体变形上．