隧道开挖影响下地层-基础体系的接触力学响应分析

针对隧道正交下穿既有结构施工力学响应的预测问题,建立了考虑多体接触作用的隧道施工扰动下地层-基础体系力学响应解析预测方法.该方法将地层视为均匀各向同性的线弹性体,通过引入接触理论考虑地层与基础间的接触作用,并提出"隧道开挖与基础作用换序求解"的新解析思路,确定了最终状态接触压力,解决了隧道开挖及多体接触耦合作用下接触压力难以确定的问题,进而依据弹性力学解的叠加性获得目标问题的解析解答.通过对比该解析解与ABAQUS数值解,发现两者吻合良好.基于本方法开展参数分析,研究了地层参数、隧道埋深、隧道边界径向位移以及外荷载集度对地表竖向附加位移、接触压力和基础内力分布的影响规律.结果表明:本方法可准确预测地层-基础体系的接触力学响应,实现了地层与基础间接触力学行为的量化描述;地层杨氏模量和泊松比对地层-基础体系力学响应的影响分别侧重于变形和受力,而隧道埋深和隧道边界径向位移变化对受力变形均有较大影响;地层位移受隧道开挖扰动与多体接触效应的耦合作用,且接触影响范围局限在接触区域附近;隧道开挖使接触压力产生"中间释放、端部集中"的重分布现象,并由此造成基础内力的大幅增长.当开挖扰动剧烈时,甚至产生竖向位移不连续的脱空接触现象.研究成果对城市浅埋隧道施工影响下地层-基础体系力学响应预测具有重要的理论意义和应用价值.

超大跨度隧道预应力锚杆——锚索协同支护机理

探索运用1种新型支护形式预应力锚杆—锚索协同支护体系,在京张高铁八达岭长城站大跨过渡段跨度极大(32.7 m)且围岩质量极差(Ⅴ级围岩)的情况下保障隧道安全建设。通过现场监测,研究预应力锚杆—锚索的力学行为,结合现场围岩微震监测,分析预应力锚杆—锚索协同支护机理。结果表明:预应力锚杆、锚索的轴力均由初始预应力、预应力损失和被动支护力3部分决定;在隧道开挖过程中,锚杆和锚索的轴力演化过程可分为预应力快速损失、轴力波动和轴力稳定3个阶段,且预应力锚杆轴力沿自由段非均匀分布,锚杆自由段存在多个中性点;预应力锚杆锚固于浅层围岩内部,与被锚固岩体组成组合拱结构承担围岩荷载;预应力锚索锚固于深层围岩区域,调动深层围岩的承载力承担围岩荷载,并提高锚杆组合拱的稳定性;预应力锚杆—锚索协同作用实现了超大跨度隧道围岩的有效支护。

基于残余浆体质量分数的废弃混凝土再生砂品质评价方法研究

文章针对废弃混凝土再生砂资源属性复杂、基本性能差异性大导致其难以被高效利用的问题,提出了基于再生砂的残余浆体质量分数分类及评价再生砂的方法。对北京、合肥、桐城、广州、成都和重庆的再生砂进行基本性能测试,以再生砂的残余浆体质量分数α_(RCC)为基础,综合利用再生砂的表观密度、压碎指标、再生胶砂需水量比和强度比指标将再生砂划分成Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类3个等级并与现行规范比较。结果表明:分别以再生砂的残余浆体质量分数α_(RCC)≤15%、15%<α_(RCC)≤25%、α_(RCC)>25%划分再生砂的类别,其对应的各项基本性能指标都满足现行规范的要求;以残余浆体质量分数为基础对再生砂进行更简便精细的分类及品质评价。该分类方法有利于再生砂的差异化高效利用。