构造应力型开采地表沉陷规律及其工程处理方法

分析了构造应力型开采地表沉陷宏观破坏特征,揭示了构造应力型开采卸载地表沉陷的力学本质,建立了构造应力型开挖地表沉陷的力学模型,指出现有的自重应力型地表沉陷规律的理论方法不适用于构造应力型地表沉陷规律的研究;引入概化地应力概念,导出了构造应力作用下地表变形的预计公式体系.从工程应用出发,提出了综合考虑自重应力与概化地应力2种效果迭加来研究构造应力型地表沉陷规律的方法,并建立了相应的研究步骤与程式.     

设注水孔条件下湿陷性黄土试坑水分入渗规律

对山西省晋中市榆次区大厚度自重湿陷性黄土场地进行布设注水孔、埋设土壤水分传感器的浸水试验。结果表明:由于布设注水孔,试坑内水分扩散存在自下而上、自上而下、由试坑中心向两侧扩散的特点,湿润锋扩散形态比较复杂;浸水52 d,试坑内探井全断面基本达到饱和含水率,注水孔的布设节省了大量的试验时间与费用。体积含水率随时间变化曲线基本可以分为4个阶段:初期含水率平稳段;含水率增长、变化段;饱和含水率稳定延续段;末期含水率小幅减小变化段。     

吹填淤泥自重沉积物理力学性质变化特征

吹填淤泥自重沉积阶段物理力学性质具有时空变异特征.通过对某围海造陆区吹填后淤泥自重沉积阶段物理力学性质的测试分析,对吹填淤泥的物理力学性质沿土层深度及自重沉积时间的变化特征进行了分析,结果表明:1)吹填淤泥的含水量(孔隙比)沿深度减小,变异性沿深度增加,强度沿深度明显增加,具有较大的变异性,应考虑变异性对选取土性指标的影响;2)吹填淤泥的含水量(孔隙比)在吹填施工完成前两个月减小速率很快,特别是表层1 m淤泥减小速率最显著,与相邻中间层淤泥层差距逐渐增大,两个月后整个吹填淤泥层进入缓慢失水状态.     

隧道与前方大型溶洞应力集中叠加效应

在陆家寨岩溶隧道施工期间,曾预报并揭露大型溶洞,施工过程中接近溶腔段围岩变形较大且伴随围岩块体脱落,给隧道施工带来极大的安全隐患。基于深埋球形洞室的弹塑性二次应力分布,结合新奥法隧道施工理念,利用FLAC3D模拟隧道开挖接近并进入大型溶洞的过程。在自重应力场下分析不同大小的球形洞室周围应力场对隧道围岩变形的影响。结果表明:球形洞室会在周围形成中心半径为1. 5倍洞室半径的应力集中带;隧道开挖接近应力集中带时,将引起隧道前方应力集中区与溶洞应力集中带的叠加;随着隧道继续开挖,叠加效应在下一个进尺完成后失效;分布在隧道两侧围岩,该叠加再分散的过程会造成拱顶、拱肩的变形增大,影响隧道开挖的安全。研究为中国岩溶隧道的建设有重要的参考和借鉴价值。     

土工离心模型试验实践

本文首先阐述土工离心模型的意义和基本原理,导出了相似系数,并对离心模型试验的近似性作了分析。其次,介绍我们所使用的试验装置和方法。最后,讨论了土工离心模型试验的有效性、潜力和局限性。     

岩溶区铝土矿尾矿泥浆自重固结模型试验研究

根据广西平果铝岩溶堆积型铝土矿尾矿泥浆堆场排放及填筑特点,设计一尺寸为1 000 mm(长)×1 000 mm(宽)×600 mm(高)试验箱模拟尾矿泥浆的排放固结过程,并分别进行了第一、二、三层(层高200mm)泥浆的排放试验,以研究广西平果铝尾矿泥浆距离中央排水管不同位置的表层、各不同深度沉降及排水量与时间的关系,以及各层之间沉降和排水相互影响。试验结果表明,各层泥浆的表层及分层沉降趋势基本一致,沉降量较均匀,三层泥浆稳定后总沉降量为110 mm,占总高度的18.3%;而单独堆填第一层泥浆时排水量最大,占泥浆总量的6.02%,随着后期第二层、第三层泥浆的堆填排水量逐级递减,分别占泥浆总量的5.87%,4.22%。相邻泥浆层间沉降及排水量影响较大,隔层影响较小。     

浸水及固结过程对湿陷性黄土桩基力学特性影响的机理分析

依托兰州南绕城高速公路项目,通过模拟该地区年降雨量的实际情况在自重湿陷性黄土场地上进行现场浸水载荷试验。设置了桩基在自重无荷载情况下浸水和浸水完成后在土体固结过程中对其进行加卸载这两种工况。实验结果表明,在模拟两次非连续性降雨情况下,桩在自重湿陷时负摩阻力的变化值较小并且其影响范围在地表以下7 m左右。由于在整个实验过程中负摩阻力均出现多峰值状态,从而出现多个中性点,为便于设计者设计施工,提出等效中性点概念,等效中性点位于桩的0.257~0.40桩长范围内。而等效中性点的位置比《建筑桩基技术规范》给出的参考值范围小很多,可为以后兰州地区桩基设计提供参考。     

自重湿陷量计算值的取值方法

针对常规的自重湿陷量取值方法存在的不足,从理论与实际两个方面探讨了湿陷性黄土场地自重湿陷量的计算值的取值方法。     

自重施加模拟方式对高拱坝工作性能的影响

为研究拱坝的不同自重施加方式对高拱坝的应力变形的影响,结合溪洛渡高拱坝实例,采取七种不同自重施加模拟方案,研究混凝土高拱坝在不同自重加载过程条件下对坝体结构工作状态的影响。有限元分析结果表明:受分步分块体形和自重累计影响,不同的自重施加模拟方式对拱坝的应力场与位移场的影响比较大,随着自重施加步数增多,仿真结果更为合理,水平拱向分层次数较竖直分缝数目对坝体性能影响更为明显,其中坝体的主拉应力和横河床方向位移变化最为敏感,分析成果对拱坝设计施工以及安全控制指标有一定的参考价值。