交错新建隧道施工力学特性模型试验

以重庆两江隧道为研究背景,采用公路隧道结构与围岩综合实验系统对交错隧道进行三维物理模型实验,分析新建隧道施工力学特性,并采用数值模拟对模型实验区域进行对比分析。研究表明:新建隧道左侧周边位移普遍大于右侧周边位移;左侧周边位移大于独立隧道单侧周边位移;右侧周边位移小于独立隧道单侧周边位移;得出不同近接间距下周边收敛和拱顶下沉随隧道开挖的发展趋势;模型实验获得的拱顶下沉和周边收敛归一化后得出位移随近接间距的变化规律。数值模拟获得的周边收敛和拱顶沉降与还原后模型实验结果相接近,表明模型实验结果与数值计算结果一致。     

微型抗滑群桩受力特性模型试验

通过模型箱试验,对微型抗滑群桩工作受力性状和桩顶连梁的作用进行了分析。分析结果表明:微型桩各排桩最大剪力在滑裂面附近,且从前排向后排依次减小,最大剪力截面位置依次上移。滑坡推力在微型桩上近似呈三角形分布,桩身中下部滑坡推力较大。桩身变形经历了一个整体弯曲到滑裂面附近的局部剪弯的过渡,抗滑合力下移,各排桩承担滑坡推力比例为1.00∶0.64∶0.44。桩顶连梁使极限承载力提高了11%,并且减小了坡体位移和桩身整体弯矩。连梁使前排桩上拔,后排桩下压,且能增大桩前桩间土压力,减小桩前桩身土压力。     

框架式抗滑桩的模型试验研究

通过室内物理模型试验研究框架式抗滑桩的受力特性及变形规律.运用相似理论,充分考虑几何相似、材料特性相似、荷载相似、载荷施加和边界条件相似并建立了试验相似关系,设计了框架式抗滑桩试验模型和试验装置.通过模型试验观察框架式抗滑桩从受荷到破坏的全过程,根据监测数据的动态变化分析框架式抗滑桩内力分布规律、土压力分布规律以及桩顶位移特征.试验结果表明：当滑坡推力达到一定值时,整个框架式抗滑桩与桩间土体组成一个受空间协同交互作用的框架整体,具有很好的等效连拱支挡作用和较好的刚度及稳定性,能有效抑制滑体的下滑位移,抗滑效果显著.     

输电线路微型桩基下压承载力特性的模型试验

小型钻孔灌注的微型桩是输电线路的一种新型环保基础形式,具有布置灵活且节约材料等优点。本文设计并制作2个微型单桩、1个群桩基础的室内试验模型,开展桩基下压承载力特性的试验研究,考察单桩及群桩基础的荷载-变形特性,探讨微型桩基础的承载力计算理论,并与试验结果进行对比。研究结果表明:微型单桩承载力计算值与试验值相差较大,群桩基础抗压承载力的理论计算值与试验值吻合较好,说明群桩中的承台及群桩效应对提升桩基承载力有贡献。     

一种新型的小尺寸抗滑桩力学特性研究

滑坡治理中常采用抗滑桩加锚索结构,但由于现场施工中存在一些特殊的地形,如土质疏松、岩性较差、地下水过多等,使大口径、大深度桩的开挖难度增大,特别是在周围建有高层建筑群,机械开挖中可能造成建筑群的震动、甚至坍塌,造成新的恶性滑坡现象。结合目前一种新型的小口径桩基结构模型,分析三种不同尺寸截面的桩基,利用有限元软件对三种抗滑桩进行抗载力学性能分析,重点比较了这类小桩机构与大桩结构之间的差异,以及小桩结构混凝土加钢筋,再加钢管综合材料力学性能的情况,最后对施工中存在的问题提出一些建议。     

抗滑桩加固滑坡动力离心机模型试验研究

对抗滑桩桩前存在开挖和不存在开挖两种情形进行了离心机振动台试验,输入的地震波为1940年5月18日加州Imperial Valley地震中在加州El Centro地区某个场地记录到的地面运动的南北分量,包括以相等的时间间隔为0.02秒的1559个数据点。没开挖时的最大加速度为0.37 g,开挖时的最大加速度为0.38 g。采用在模型桩上贴应变片的方式对抗滑桩的弯矩进行了量测,用激光测距仪对桩顶位移进行了监测。同时,通过埋设土压力计和加速度计,对桩前土压力和坡体不同标高的加速度进行了测量。得出抗滑桩能够有效的用于揭示抗滑桩的动力响应以及破坏现象。     

能源桩热-力学特性模型试验与数值模拟

能源桩是集地源热泵与建筑桩基于一体的建筑节能技术,具有经济、环保和节省地下空间资源等优点,因热-力耦合作用导致其承载性状不同于普通工程桩。基于室内模型试验和数值模拟研究,针对多次温度循环下饱和黏土地基中能源桩热-力响应展开研究,分析了桩周温度场、桩土沉降、桩侧摩阻力的变化,结果表明：升温时桩身温度沿深度逐渐减小,土体温度沿径向逐渐降低;降温所引起的桩顶沉降量大于升温的膨胀量,多次温度循环导致桩顶产生不可逆的累积沉降,其累积变形可能会对上部结构的安全造成影响。桩周土由于土体的热固结也发生不同程度的沉降,距离桩身越近沉降越大,且土体沉降速率随循环次数的增加呈逐渐减小趋势,三次循环后B₄点沉降达到1.42%D(D为桩直径);温度荷载所引起的侧摩阻力随温度的升高和循环次数的增加而逐渐增大;升温时桩体上部产生负的侧摩阻力,下部产生正的侧摩阻力,降温时恰好相反,工作荷载的作用导致桩身产生负摩阻力的区域逐渐变小,位移零点也逐渐上移。运用COMSOL Multiphysics软件建立三维数值模型可较好地模拟热-力耦合作用下能源桩的承载力特性,数值模拟结果与模型试验结果吻合度较高,...     

偏轴钟摆钻具组合力学特性分析

运用纵横弯曲连续梁理论和达朗伯原理 ,建立了偏轴钟摆钻具组合动力学分析模型。该模型能够用于求解钻头处的侧向力和转角以及偏轴接头处的侧向力 ,以评价钻具组合的防斜 (纠斜 )能力和偏轴接头附近的偏磨程度。计算结果表明 ,适当降低钻压或提高转速 ,有利于纠斜 ;增加偏轴接头偏心距或将偏轴接头位置上移 ,有利于纠斜 ,但不利于控制钻铤 (或接头 )偏磨 ;扶正器位置上移基本上不利于纠斜 ,也不利于控制钻铤 (或接头 )偏磨 ;偏轴接头处存在较大的接触力时 ,适当调整钻井参数或钻具结构能够避免或减轻钻铤偏磨     

偏轴钟摆钻具组合力学特性分析

运用纵横弯曲连续梁理论和达朗伯原理，建立了偏轴钟摆钻具组合动力学分析模型。该模型能够用于求解钻头处的侧向力和转角以及偏轴接头处的侧向力，以评价钻具组合的防斜(纠斜)能力和偏轴接头附近的偏磨程度。计算结果表明，适当降低钻压或提高转速，有利于纠斜；增加偏轴接头偏心距或将偏轴接头位置上移，有利于纠斜，但不利于控制钻铤(或接头)偏磨；扶正器位置上移基本上不利于纠斜，也不利于控制钻铤(或接头)偏磨；偏轴接头处存在较大的接触力时，适当调整钻井参数或钻具结构能够避免或减轻钻铤偏磨。     

双排微型抗滑桩的抗滑效果

考虑到高速公路边坡的安全性,为了掌握潜在滑移体的滑动趋势,评价双排微型抗滑桩的安全性,验证理论计算方法的合理性,对通平高速公路某边坡实施双排微型抗滑桩施工,并且对加固边坡进行坡体位移、桩顶位移和桩侧压力监测.此边坡为普遍存在的含有软弱夹层的强风化岩石边坡.通过监测结果发现潜在滑移体和固定坡体没有明显位移差,桩顶位移略小,且变化速度明显减小.在有限元力学分析的基础上,对比发现在承受相同下滑力时,双排微型抗滑桩桩顶位移较普通悬臂桩减少27.88％.在理论分析的基础上阐述边坡加固后的动态稳定性,得出双排微型抗滑桩前后桩的受力比例、受力分布等情况,比普通抗滑桩加固效果更好,桩顶和坡顶位移更小,为以后此类边坡和双排微型抗滑桩的应用设计提供一定的帮助.     

全埋式抗滑桩合理桩间距模型试验研究

基于室内模型试验,对3种不同桩间距的全埋式抗滑桩进行受力特性研究,对比2倍、3倍及5倍桩间距抗滑桩的阻滑能力。试验结果表明:在相同水平推力荷载作用下,2倍桩间距的桩顶位移最小,其次为3倍桩间距,5倍桩间距的桩顶位移最大,阻滑效果不明显;对桩身弯矩的监测结果表明,抗滑桩桩身弯矩最大值点呈下移的趋势,不同高度处桩身弯矩具有明显差异,桩顶与桩底弯矩值较小;3种模型桩的土压力均呈现出上下小,中间大的近似抛物线分布,其中2倍桩间距抗滑桩土压力分布较均匀,有利于桩后承载土拱形成。     

微型钢管抗滑桩的受力特点及其应用

结合工程实例,运用数值模拟的方法,对微型钢管抗滑桩的受力特性及支护效果进行研究.结果表明在加固土质边坡中,微型钢管桩受力主要表现为承受坡体侧向土压力,在加固岩质层状边坡中微型钢管桩的受力主要表现为承受坡体下滑的剪力,当微型钢管桩抗剪强度达到屈服强度后,逐渐转为受拉.因此,在加固土质边坡中,由于微型钢管桩截面矩有限,宜设计连系梁并结合锚杆(索)一起使用,以提高其整体抗弯性能;在加固层状岩质边坡中,不但应考虑微型钢管桩的抗剪性能,还应保证其足够的嵌固深度.     

新式微型音响组合

日本爱华公司已向市场推出一种新式微型音响组合.它兼有激光影像唱碟和换碟器的微型音响组合.激光影像唱碟和普通的激光唱碟一样大,不同的是在播放音乐的同时,还能提供影像令卡拉OK享受更富娱乐性.一只激光影像唱碟可提供74分钟的不同影像.童话故事至成人教学课程的影像唱碟的售价与普通激光唱碟大致相同.激光影像唱碟只有一种收录方式,所以可和任何线路的电视机接插.     

抗滑桩不同布桩方式加固效果对比模型试验研究

为研究不同布桩方式抗滑桩加固效果,设计了一套基于三维激光扫描等多种非接触测量方法的滑坡模型试验系统.试验系统通过减速电机的慢速牵拉诱发滑坡,解决了传统模型试验技术诱发滑坡时难以捕捉滑坡启动点的难题,并利用三维激光扫描、DIC测量等多种非接触测试手段获取了滑坡演化过程中位移、应力、破裂扩展等多物理场数据,实现了对滑坡演化全过程的模拟.对滑坡未加固状态、抗滑桩直线布桩和拱型布桩3种状态下加固效果进行了一系列模型试验研究.试验结果表明,在未加固状态下,坡体最大抗滑力为95N,抗滑桩直线布桩和拱型布桩状态下,坡体最大抗滑力分别为140N和180N.直线布桩和拱型布桩的最大抗滑力分别提高了47%和89%.拱型布桩滑坡体后缘拉裂缝规模更小,坡体下滑距离更短,土拱影响区域更大,能更好地发挥桩侧摩阻力,提高坡体抗滑能力.结合试验数据,提出了抗滑桩拱型布桩条件下的最大桩间距计算公式.     

钻头各向异性对底部钻具组合力学特性的影响

本文结合岩石—钻头相互作用模型,应用两维底部钻具组合(BHA)力学特性分析程序(用半解析法求解,文中略)分析结果,分析计算了钻头各向异性指数对有效钻力的影响;并根据三种典型的增/降/稳斜钻具组合的力学分析结果具体计算了不同钻头各向异性指数对有效侧向钻力的影响,并据此结果作出了相应的关系曲线,进而分析了钻头各向异性指数对井眼轨迹的影响,得出了具有不同钻头各向异性指数值钻头对钻具组合力学特性的影响规律。     

泥石流冲击特性模型试验

针对沟谷泥石流,建立了泥石流冲击试验模型,选定0.3～0.8cm、0.8～15cm和1.5～3.0cm等3种固相粒径组和0.02、0.08、0.16、0.20、0.25等5种固相比,拟定了15种水石流试验工况;实施了40余组模型试验,采用Fastcam-ultima1024型高速摄像机、HS200型动态应力传感器和多通道动态应变仪等测试仪器获得了85000多个测试数据。试验结果表明,低固相比时,泥石流脉动特征显著,泥石流阵流特性随着固相比增大逐渐显现,且随着泥石流中固相颗粒粒径增大,出现初始阵流的时间提前;随着固相比及固相颗粒粒径的增大,泥石流冲击力具有非线性增加趋势;泥石流沟口的平均流速随着固相比增大具有降低趋势。成果可为系统实施不同浆体粘度及不同固相比泥石流冲击特性试验及理论研究提供科学借鉴。     

一维动静组合加载下石灰岩力学特性试验研究

为研究岩石承受高地应力和动力扰动作用下破坏问题,利用改进的SHPB试验装置,开展一维动静组合加载下石灰岩试件动态力学试验研究。选取有无轴压两种情况对试件进行不同应变率的冲击压缩试验。结果表明:石灰岩试件动态应力—应变曲线受轴压影响较大,轴压不同时曲线形态有所不同,轴压相同时曲线形态基本相似。试件动态强度增长因子与应变率之间呈现较好的线性关系,随应变率增加而增大。试件单位体积吸收能随入射能增加而增大;入射能相同,有轴压时试件单位体积吸收能比无轴压时小;随入射能增大,透射能相对趋于稳定,此时试件单位体积吸收能迅速增加。试件破坏形态与轴压密切相关,无轴压时为劈裂破坏,有轴压时为压剪破坏。     

黔西南金矿砂岩动静组合加载岩石力学特性研究

为探究巷道开挖后围岩不同深度切向应力不同程度的增加对围岩动力学性能的影响,采用改进的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)试验系统,对黔西南金矿砂岩试件在0,10,20,30,40 MPa的轴压下进行动静组合加载试验,旨在分析砂岩在不同轴压下的力学行为、变形特征与能量演化规律。研究发现：动静组合加载试样应力-应变曲线分为压密阶段、弹性阶段、塑性破坏和峰后阶段;轴压使得峰值应变逐渐增加,极限应变逐渐降低;动态弹性模量、动态抗压强度、应变率及各能量的演化规律均呈现以10 MPa为转折点的变化规律。     

复活古滑坡治理及微型抗滑桩承载机理

通过对古滑坡复活原因的分析和数值模拟,采取以微型抗滑桩为主并结合压力注浆、卸载、反压等工程措施的设计方案,使复合古滑体重新处于稳定状态,确保了道路主线路基及路堑边坡工程的正常施工和长期稳定;结合工程实际对微型抗滑桩进行了力学分析和数值模拟计算,证明其最大轴向力出现在桩体中间位置,而最大剪应力则位于抗滑桩高度的1/3～2/5处.     

抗滑桩-加筋土挡墙组合支挡结构开发

针对山区陡坡地形上加筋土挡墙抗滑稳定性的不足,提出抗滑桩+刚/柔组合墙面加筋土挡墙组合支挡结构,阐述该组合支挡结构的研发思路、结构形式和技术特征。采用有限差分程序FLAC3D建立该组合支挡结构的数值模型,对比分析抗滑桩和抗滑桩+承台2种结构的加筋土挡墙墙面水平位移、抗滑桩位移和桩身弯矩、土工格栅拉力及路基稳定性,重点探讨抗滑桩桩长、覆盖层模量和上覆荷载的影响。研究结果表明:在抗滑桩顶部设置承台可以有效减小墙面和桩身水平位移,提高路基稳定性;将抗滑桩和承台的连接方式由刚接改成铰接会使桩身弯矩显著减小,而对墙面和桩身位移及路基稳定性影响不大;未设置承台时墙面和桩身水平位移更容易受到抗滑桩桩长、覆盖层模量和上覆荷载变化的不利影响。