锈蚀对海底隧道锚固支护结构加固性能的影响

根据前人的理论研究及试验成果,基于FLAC3D锚固模型及有限元强度折减思想,探讨了加筋锈蚀对锚固支护结构加固性能劣化的影响.结果表明:随着锚杆锈蚀程度的提高,围岩加锚区变形及围岩塑性区面积增大,其中锈蚀对隧道起拱线处的收敛变形影响明显,位移锈蚀影响度最大可达56.7％;锈蚀降低了锚固注浆体的粘结力和锚杆强度,且锈蚀对锚固注浆体粘结作用劣化的影响大于对锚杆强度劣化的影响,围岩锚杆最大轴应力锈蚀影响度最大为11.6％,锚固注浆体最大剪应力锈蚀影响度最大达18.6％.研究结果可为分析海底隧道锚固支护结构的锈蚀劣化提供一定的参考.     

不同锈蚀度时海底隧道锚固支护结构岩锚相互作用分析

基于长期氯离子侵蚀及干湿交替环境作用,海底隧道锚固支护结构发生锚杆锈蚀,造成支护结构强度工作性能劣化,结合某海底隧道Ⅳ级围岩锚固支护结构设计,基于前人研究理论及试验成果,采用数值分析软件FLAC3D并借鉴有限元强度折减思想,分析不同锈蚀程度下隧道的位移、应力、塑性区等影响规律,探讨锈蚀对锚固支护结构体系中岩锚相互作用的影响。研究结果表明:随着锈蚀度的增加,隧道加锚围岩区的位移增大,塑性区扩展,说明锚杆锈蚀削弱了锚固支护结构的整体支护强度;锈蚀对隧道加锚围岩起拱线处的收敛变形影响明显。锚杆锈蚀降低了锚固支护结构中岩锚相互作用,锈蚀对锚固注浆体的黏结作用的损失影响比对锚杆应力作用的损失影响大。     

加筋锈蚀膨胀诱导深埋地下工程锚固结构起裂模式分析

基于弹性理论和最大拉应力破坏准则假定,结合深埋地下工程锚固结构系统施工工序和锚杆锈胀临界过程分析,简化深埋地下工程锚固结构加筋锈胀力学模型,得到不同应力作用下锚固结构系统不同起裂模式的弹性判据.研究结果表明:砂浆和围岩的开裂顺序取决于它们的材料参数、地应力、砂浆握裹层的厚度;不考虑地应力影响时不同介质起裂条件与考虑地应力影响情况(K=3或K=1/3时)的起裂条件相同.并由工程算例分析可知,在不同应力组合下,存在3种不同的起裂模式.研究结果可为分析深埋地下工程结构锚固系统的力学性能劣化机理及深埋地下工程支护结构设计提供有益的参考.     

混凝土强度等级对加筋拱肋支护效应影响研究

加筋喷混凝土拱肋支护中喷混凝土强度等级不仅决定围岩稳定性,而且影响支护成本。以某交通隧道的软弱围岩段(Q=0.01)为背景,利用有限差分软件FLAC3D对比分析了C15~C45六种混凝土强度等级时该混凝土拱肋加固围岩的变形量与塑性屈服区大小。数值模拟结果表明:喷混凝土强度等级在C15~C35之间时,提高强度对限制围岩变形、减小围岩塑性屈服区体积效果明显,说明对特定软弱围岩存在一个较优强度等级取值区间,盲目采用高强度喷混凝土无助于改善拱肋支护效应且不经济。研究成果可为地下工程喷混凝土拱肋结构设计提供借鉴。     

基于有限元强度折减法的H-V加筋地基破坏机理

基于边坡稳定性分析中的有限元强度折减法,利用ABAQUS软件对纯砂地基、水平加筋地基和水平与竖向（H-V）加筋地基进行多组数值模拟.采用安全系数分析H-V加筋地基对地基承载力的影响,通过ABAQUS软件后处理功能观察地基在强度折减系数增大过程中塑性区的扩展情况及最后破坏时的破坏面,并对不同加筋地基的破坏模式进行分析.结果表明：H-V加筋能使地基承载力得到大幅提高;地基的破坏模式因加筋体的存在而发生一定程度的改变;在同等试验条件下,H-V加筋效果高于水平加筋,单层H-V加筋地基的加筋效果随加筋深度的增加而减弱.     

支护参数对锚固风化岩质边坡稳定性影响的数值分析

为分析不同支护参数对锚固高速公路风化岩质边坡稳定性的影响,通过FLAC3D软件建立数值计算模型,采用强度折减法计算不同支护参数下的边坡安全系数。研究结果表明,锚杆间距和锚杆长度有一定的相关性,当锚杆长度为6,9,12,15m时,对应锚杆间距分别取1.5,1.5,2,2m,锚杆加固效果较好;锚杆存在一定的有效锚固长度,在锚杆的有效锚固长度范围内,适当增加锚杆长度能够提高边坡安全系数;采用先短后长的长短相间和一级边坡采用短锚杆、二级边坡采用长锚杆这两种布设形式,能够更好地加固风化岩质边坡。     

加筋水泥土支护结构的受弯性能研究

文章对加筋水泥土梁进行了纯弯加载试验,根据试验梁受弯承载过程及特点,将试验梁受弯破坏过程分成3个阶段;得出粘结滑移破坏是加筋水泥土支护结构承载力及刚度下降主要原因的结论;根据试验结果,探讨了加筋水泥土支护结构极限受力破坏机理;推导了抗弯承载力计算公式和刚度计算公式.提出的分析方法和计算公式对工程应用有一定的指导价值.     

机械式可回收锚固锚杆支护机理的数值分析

借助通用结构分析软件ANSYS深入地对可回收机械式锚固锚杆的作用机理进行了研究,探讨了锚杆作用对锚固体应力与变形状态的影响以及锚杆对锚固体的作用范围,比较了不同类型锚杆的作用效果。     

氯离子侵蚀砼的影响因素分析

氯离子的侵蚀造成砼中钢筋锈蚀，结构的耐久性能逐渐表退，危害了结构的承载能力，降低了结构的使用寿命。本文对各种影响因素进行了分析，为钢筋砼结构耐久寿命预测与评估奠定基础。     

混凝土中氯离子含量及快速氯离子迁移系数对钢筋锈蚀的影响

论述了混凝土中的氯离子含量与钢筋腐蚀电流密度的关系及快速氯离子迁移系数与混凝土水胶比、掺合料用量的关系,并提出了混凝土中氯离子含量和快速氯离子迁移系数对钢筋锈蚀影响的评价模型.     

内掺氯离子对钢筋锈蚀的影响及不同材料对氯离子的固化

参考钢筋锈蚀快速试验法,通过测试试件的半电池电位和阳极极化曲线,研究了拌合时引入的不同种类氯盐、含氯原材料对钢筋锈蚀的影响及不同材料对氯离子的固化性能.结果表明:CaCl2对钢筋锈蚀的危害比NaCl大,掺CaCl2时较低的氯离子浓度和较小的自由氯离子含量即引起钢筋锈蚀;掺结皮料作混合材时,掺量大于等于20%会引起锈蚀;炉渣氯离子含量低,对钢筋锈蚀没有危害;有效铝酸盐含量高的水泥及矿渣、粉煤灰的加入均能提高对氯离子的固化能力,有效降低钢筋锈蚀的危害;当体系掺入混合材或其他组分时,阳极极化试验比半电池电位能更有效地反映发生钢筋锈蚀的情况.     

考虑锚固支护对层面剪切特性影响的隧道变形破坏特征

本文基于对ABAQUS有限元软件切向接触模型的二次开发,研究层状软岩隧道在不同层面倾角条件下的稳定性变化规律,分析层面抗剪强度与锚固支护之间的关系,揭示锚固支护强度对层状软岩隧道围岩变形破坏的影响规律。研究结果表明：在层面抗剪强度较低时,围岩变形可分为基岩变形与层面剪切滑移变形;不同地应力条件下,基岩变形在层面倾角为45°时最小,且随层面倾角的变化呈“U”形分布;在地应力较小时,层面剪切滑移变形显著,围岩发生层面剪切滑移变形与基岩屈曲变形的复合破坏模式;锚固加固后,随着层面黏聚力增加,层面剪切滑移与基岩变形均呈指数减小,基岩塑性区分布由“纺锤形”逐步过渡为均匀分布,基岩的塑性破坏区显著减小;层状软岩隧道开挖后,垂直层面正应力分布沿层面可分为应力降低区与应力增强区,锚固支护可减小层面正应力的降低幅度,抑制基岩的屈曲变形。层状软岩隧道变形破坏本身具有明显的非对称性,锚固支护可协调层面与基岩之间的变形差异性,使围岩变形区域更均匀,有效提升围岩整体承载力。     

非共面加筋结构能量有限元分析研究

为了拓展能量有限元分析在复杂耦合结构振动响应预示中的应用,基于能量有限元理论与能量传递系数计算方法,提出一种针对非共面加筋结构的能量有限元建模分析方法,通过与经典文献中的计算数据进行对比验证方法的合理性,再基于算例分析获取非共面加筋结构在单点简谐激励作用下的能量密度分布规律,并与无加筋的情况进行对比.研究表明：横向激励作用下,结构中的弯曲波能量密度明显高于另外两种面内波,并且加强筋的存在会对面内波的传递起到阻碍作用.     

锈蚀对网架结构性能影响的研究分析

以网架实际工程为研究对象,考虑到锈蚀深度占壁厚的百分比,分析了锈蚀对结构承载能力的影响,指出锈蚀对结构由表及里的腐蚀过程中,不断地改变着结构的受力状态,并对结构造成损伤,其危害除与锈蚀的程度有关外,还与结构特性、应力状态及几何性质等因素有关,据此可在结构设计中主动地加以考虑,做到及早预防或减少锈蚀对钢结构的危害。     

植物根系的加筋作用对浅埋公路隧道施工稳定的影响

考虑不同类型植物根系的加筋效果,分别采用浅根加筋和深根锚固及其联合加筋模型,通过三维数值模拟分析,对比研究发现:植物根系的浅层加筋作用以及存在主根、侧根和须根的木本植物根系联合加筋作用对于软弱岩体浅埋公路隧道的施工稳定能够产生积极有利影响,而单纯主根型木本植物根系加筋对浅埋隧道施工稳定的影响不明显.对于浅层加筋来说,当隧道的埋深在植物根系影响深度范围之内时,植物根系的加筋作用对浅埋隧道施工稳定的影响效果最好.     

基坑开挖支护变形特性及稳定性分析

运用ANSYS有限元应用软件为平台,针对基坑工程的复杂性,用APDL二次开发适合黄土地区的基坑开挖与支护变形分析程序,然后对深基坑开挖与支护变形进行分析及稳定性验算,得到深基坑坑壁侧向位移、坑周围地面的变形、基底的回弹变形.用有限元强度折减技术验算基坑边坡的稳定性.计算结果表明,ANSYS有限元方法在深基坑工程的设计、施工中是有效的评价工具,把有限元强度折减技术引入到深基坑工程中是一种有效的新方法.     

格构锚固结构与地基相互作用分析

为了研究格构锚固结构支挡加固松散土层效果,对格构锚固结构与地基土相互作用进行三维有限元模拟．研究松散土体在格构锚固结构作用下的变形及应力分布的变化规律,分析格构锚固结构的受力特征．结果表明,在格构锚固结构的作用下,滑坡体内部受到较均匀的压应力,土体强度提高,在纵横格构梁交叉的尖点处土体存在拉应力集中,塑性区的范围仅限于表层土;预应力锚索加固变形模量小的松散土层与加固变形模量大的岩体同样有效．格构梁的有限元模拟与解析解结果比较表明,按有限元解进行设计比较安全,若按解析解结果设计,建议乘以系数K=1．3．建议格构梁的纵横梁不论是中间梁还是边梁均采用统一的设计方案．     

拉伸疲劳对钢筋锈蚀临界氯离子浓度的影响

采用不同应力水平和次数对Q235钢筋进行拉伸疲劳试验,在饱和Ca(OH)2模拟液中,采用自腐蚀电位法和电化学阻抗谱法测定钢筋锈蚀的临界氯离子浓度,同时通过扫描电镜观察拉伸疲劳作用引起的钢筋显微结构变化。结果表明:在拉伸疲劳作用下,钢筋锈蚀的临界氯离子浓度随着拉伸疲劳应力水平的增大和疲劳次数的增加而减小;拉伸疲劳会使钢筋晶粒细化,晶界、相界增多,并且随着拉伸疲劳应力水平的增大和疲劳次数的增加,这种变化就越明显;钢筋晶粒的细化以及晶界的增多会引发短路扩散,降低钢筋锈蚀的临界氯离子浓度。     

支护方案对岩石边坡稳定性的影响分析

针对岩石高边坡稳定性分析所面临的问题,基于施工力学方法,建立了岩石高边坡分期开挖掘、适时支护的有限元列式,给出了有限元分析中开挖释放荷载的正确计算公式,结合具体工程实例,讨论了不同支护方案对岩石高程边坡稳定性的影响,得到了一些有益的认识。     

内掺氯离子对钢筋锈蚀的影响及固化性能的研究

参考钢筋锈蚀快速试验法,通过测试试件的半电池电位和阳极极化曲线,考察了拌合时引入的不同种类的氯盐及含氯的原材料对钢筋锈蚀的影响,并对不同矿物组成的水泥及矿渣和粉煤灰对内掺氯离子的固化性能进行了研究。结果表明：CaCl2对钢筋锈蚀的危害比NaCl大,掺CaCl2时较低的氯离子浓度和较小的自由氯离子含量即引起钢筋锈蚀;掺结皮料和垃圾焚烧炉渣作混合材时,结皮料氯离子含量高,掺量≥20%引起锈蚀;炉渣氯离子含量低,对钢筋锈蚀没有危害;有效铝酸盐含量高的水泥及矿渣、粉煤灰的加入均能提高对氯离子的固化能力,有效降低钢筋锈蚀的危害;当体系掺有混合材或其他组分时,阳极极化试验比半电池电位能更有效地反映发生钢筋锈蚀的情况。