基于BIM技术的基坑智能监测技术研究

基坑边坡的不安全性常导致工程事故发生,深基坑作为建设工程施工危险部位重大专项,确保基坑的安全监测和报警的及时性非常重要。文章基于BIM技术如何实现快速高效及时报警进行了分析。通过智能传感器采集数据进行无线传输至云平台,平台解析数据与BIM基坑模型自动匹配,对测点部位的位移、土压力进行动态监测,当超过预警值后自动传输报警信息,为工程危险源的及时处理提供决策依据。文章基于BIM技术的深基坑监测技术通过在天柱山管廊项目进行应用,取得了良好的安全经济效益。

风荷载和列车共同作用下风积沙包芯路基边坡稳定性研究

我国是世界上沙漠分布最多的国家之一,沙漠中蕴藏着丰富的矿产资源。西部大开发和“一带一路”倡议将进一步推进沙漠地区铁路建设。利用丰富的沙漠风积沙作为铁路路基填料具有重要的经济意义和推广应用前景,风积沙包芯路基是一种充分利用风积沙作为铁路路堤填料的新型结构。为研究列车荷载和风荷载共同作用下风积沙包芯路基边坡稳定性计算方法,基于折线滑动法原理,对路堤结构进行分层分区,采用极限平衡方法,推导出列车荷载和沙漠风荷载共同作用下铁路风积沙包芯路基的稳定性系数计算公式并编制计算程序。结合和若铁路风积沙包芯路基的工程实例,验证了该计算方法的可行性。基于该计算程序,研究了风荷载大小、风向角、路堤填筑高度、填料内摩擦角等影响因素对风积沙包芯路基边坡稳定性系数的影响,分析了风向角、填料内摩擦角等影响因素对风积沙包芯路基边坡砂卵石封层最小厚度的影响。计算结果表明,风积沙包芯路基边坡稳定性系数与风荷载大小近似呈线性负相关,与风向角大小呈非线性正相关。风积沙包芯路基边坡稳定性系数富余量与路堤填筑高度呈负相关。风积沙包芯路基边坡砂卵石封层最小厚度与风向角大小呈非线性负相关,与风积沙填料的内摩擦角大小近似呈线性负相关。建议风积沙包芯路基边坡设计中应考虑风荷载的影响。研究成果可供沙漠地区风积沙包芯路基设计借鉴和采用。

楞古水电站V线右岸边坡深部裂隙成因及边坡稳定性分析

针对楞古水电站V线右岸边坡深部裂隙发育特征,以边坡工程地质条件及坡体结构为基础,结合嘎夏帕滑坡破坏模式对其深部裂隙成因进行了分析,认为其深部裂隙是由于边坡滑移-剪切变形所造成,且边坡缓倾角结构面发育程度决定了边坡深部裂隙分布范围及张开度。分析边坡深部裂隙变形程度,结合边坡整体稳定性FLAC3D模拟,得出蓄水后边坡上游侧稳定性较边坡下游侧更低,以后对边坡采取合理的支护措施提供了可靠的依据,并为同类水电站蓄水边坡稳定性研究提供了参考。

基于福建50年滑坡灾情数据的滑坡时序特征分析

福建省山地多,年降雨量较丰富,降雨引起滑坡灾害多发。收集了福建省1969年—2018年近50年的已发滑坡灾情数据,提取已发滑坡时间和空间位置信息,建立时间序列模型,分析福建省近50年已发滑坡的时间特征。结果表明:采样福建省已发灾害数据模拟构建的ARIMA(1,2,1)时间序列模型,以4年为一个周期,可以有效地预测福建省崩塌滑坡年度发生的频次,经实际检验误差在±10次之内。

自动化监控技术在京九线古滑坡整治效果评价中的应用

古滑坡存在地质条件复杂、复活失稳成因难以探究、治理难度较大、整治效果难以评价等特点,以京九线K2038+700—K2038+800深厚层古滑坡为背景,通过地质勘探、调绘、现场调研等技术手段,初步探明了古滑坡复活机理。考虑多种影响因素,采用并实施深大抗滑桩和地下疏干排水系统(集水井+环形新型排水管+集水管)的综合整治措施。同时通过自动化监控技术,对古滑坡综合整治效果进行评价;结合数值模拟手段,进一步对古滑坡支挡工程的实施效果进行评价,为铁路运营期间存在类似滑坡整治工程的风险研判提供了有效依据。

基于数值模拟的青杆林滑坡稳定性分析及评价

滑坡是一种易发的地质灾害,会对自然环境、工程建筑等造成重大的破坏;开展对滑坡稳定性分析的研究是十分必要的。文章以自贡荣县青杆林滑坡为对象,在通过对滑坡现场调研的基础上,分析滑坡的变形破坏机制,并使用Geo-Studio进行数值模拟,对其滑坡稳定性进行分析与评价。研究结果表明:青杆林滑坡在自然条件下属于基本稳定的状态,不易产生大规模的整体滑动变形,而在受到强降雨等不利因素的作用下,坡体的稳定性将进一步降低,易使滑坡处于欠稳定状态,从而失稳破坏。

基于有限元方法的双强度折减技术在边坡稳定性评估中的应用研究

评估边坡稳定性,以尽量减少失稳引起的地质风险,对减少人员伤亡和财产损失具有重要意义。本文提出了非均质边坡稳定性评价的强度折减法,并构建了相应数值方法。最后,结合传统方法验证了本方法的可行性,并结合实例对该方法进行了应用。

堆石坝压实密度快速检测方法的研究

提出了基于三维激光扫描、图像智能识别与小粒径骨料自动筛分机的堆石坝密度快速检测方法,旨在提高堆石坝检测精度和效率,保障水利工程安全。通过三维激光扫描获取堆石坝测坑表面的三维点云数据,实现测坑体积的快速计算;结合图像智能识别技术,实现对骨料粒径的自动测量;利用小粒径骨料自动筛分机对堆石坝中的骨料进行筛分和测量,定量评价压实状态。该方法具有快速、准确等优点,适用于大规模的堆石坝密度检测,达到了推动碾压施工自动化水平的效果。

缓坡顺倾红层路堑边坡破坏模型试验研究

为研究缓坡顺倾红层路堑边坡的致灾机理,采用基于颗粒流模型的相似材料和双向正梯形(前视)模型装置,针对缓坡顺倾红层路堑边坡,在干湿循环、浸水软化和路堑开挖工况模拟条件下进行物理模型试验,展现其变形破坏过程,分析其在开挖卸荷及强度劣化下的变形破坏演化过程。模型试验结果表明:路堑开挖后,坡体卸荷效应明显,前部出现楔形体破坏,后缘拉裂缝逐渐扩大,随着干湿循环的进行,坡体首先沿上层泥岩软弱层滑移,并牵引着坡体后缘继续发生拉裂,随后滑裂面延伸至下层泥岩软弱面,由此发生大规模滑坡,滑面呈步进台阶状,缓坡顺倾红层路堑边坡致灾机理主要体现为红层软岩在岩层面顺倾条件下历经开挖卸荷和水岩耦合的成灾作用过程而呈现松弛劣化和水敏劣化的灾变演化规律。

基于BOTDA的砂土地基预应力管桩抗拔静载试验研究

针对砂土地基抗拔桩受力性能与荷载传递机理研究不足问题,将布里渊光时域分析(BOTDA)光纤传感技术应用于长江下游地区厚层砂土地基预应力管桩原位抗拔静载试验研究,采用特殊设计的桩身刻槽钻孔、光纤粘贴保护、接桩过程连续植纤等技术工艺,实现了预应力管桩在拉拔过程中桩身受力变形状态的分布式测量与数据精确定位。研究结果表明:在上拔荷载作用下,试验桩桩身轴力沿桩身方向逐渐减小;桩侧摩阻力在下桩发挥效果较好,上桩侧摩阻力较小,全桩长侧摩阻力最大值在桩底;抗拔桩随上拔荷载的增加,轴力逐渐向下传递,向下传递的轴力主要由预制管桩侧摩阻力承担;分布式光纤应变传感技术能较好地监测预应力管桩桩身贯入施工因素对抗拔承载特性的影响。研究结果可在其他类型抗拔桩受力特性监测项目中推广应用。

土坡张拉缝滑面稳定性评价的若干基本问题

围绕张拉缝滑面稳定性评价中存在的若干基础性问题,通过上千个算例,系统分析了两种易混淆的“忽略”方法的可行性和适应性,以及它们在不同张拉缝深度,不同几何形状滑面、不同安全系数方法等条件下对滑面稳定性的影响,主要结论为:①张拉缝未充水时,方法一仅对简化Janbu、简化Bishop法适用,而对通用条分法GLE、不平衡推力法不适用。张拉缝考虑水压力时,方法一不适用,方法二适用。②张拉缝滑面安全系数的变化趋势曲线,与张拉缝开裂前的条间力是拉力还是压力有关,这又与黏聚力、张拉缝深度、安全系数方法相关。如果黏聚力低,则条间力大概率是压力,如黏聚力高,则条间力大概率为拉力。③张拉缝有利于迭代收敛,对于严格法GLE而言,张拉缝促进收敛的效果更明显。本文成果为科学评估张拉缝滑面的稳定性提供了坚实的理论依据和分析方法。

聚丙烯纤维与土壤稳定剂联合改良煤系土的力学特性与微观机理

针对煤系土遇水极易崩解软化,其填筑的路基在降雨时易发生较大沉降与边坡坍塌滑坡,提出利用聚丙烯纤维与土壤稳定剂联合改良煤系土力学性能。采用扫描电子显微镜(SEM)和低场核磁共振技术研究土壤稳定剂、聚丙烯纤维及两者联合改良对煤系土力学性能及微观结构的影响。研究发现:土壤稳定剂能明显提升煤系土的水稳定性,煤系土抗剪强度与土壤稳定剂掺量基本呈线性正相关;煤系土的抗崩解能力和抗剪强度,随聚丙烯纤维掺量的增加先升高后降低,在掺入量为0.5%时达到最大;聚丙烯纤维与土壤稳定剂的掺入能使煤系土中的土颗粒呈片状叠起重新排列,形成纤维-稳定剂-土颗粒致密稳定基体,这是联合改良煤系土力学性能显著提升的关键。

某高速公路不稳定斜坡变形分析及处治措施研究

高填深挖引发的边(滑)坡病害越来越受到工程技术人员的重视,但易忽略桥梁、隧道区自然斜坡或不稳定斜坡的综合调查评价,本文以某高速公路不稳定斜坡变形分析及处治措施为例,对不稳定斜坡成因、环境地质条件、变形破坏特征等进行综合分析,重点讨论不稳定斜坡的影响因素及处治措施方案。

地表堆载对盾构隧道稳定性影响的三维试验研究

通过利用三维物理模型试验,研究了由于隧道开挖和地表荷载引起的地层变形的力学行为。设计了1∶60比例的隧道缩尺模型,建立了隧道钻孔、全断面衬砌和壁后注浆层的模拟系统,并在两侧无约束土体中进行了沉降试验。土体为黏质砂土,在最佳含水率下经过标准压实,进行了有衬砌、无衬砌以及撤除衬砌后的二次加载试验。结果表明,采用衬砌支护的隧道比无衬砌隧道,地层总沉降量减少了40.3%,最大层受影响区域长度减小了48%,地表塌陷坑深度减小了61.7%。撤除衬砌后的隧道,承载力比无衬砌隧道提升了83%,但在坍塌破坏过程中地层沉降量保持不变,且土块掉落速度呈阶段性特征。

基于ν-SVR算法的边坡稳定性预测

提出基于一种改进支持向量机算法(ν-SVR)的边坡稳定性预测方法,直接利用边坡的特征参数快速预测边坡稳定性。为解决算法中模型选择困难的问题,用留一法设计预测模型,用网格搜索法搜索最优参数。留一法可以避免传统方法中根据经验确定预测模型的缺点,较为客观地获取合适的预测模型。网格搜索法可以保证搜索到合适的参数。计算结果显示,联合运用这两种方法可以获得合适的预测模型。利用该预测模型对82个圆弧破坏边坡实例中的71个实例进行学习,对另外11个实例进行推广预测,取得了较好的效果,其预测精度明显优于一种改进BP神经网络算法和常规SVR算法,与GA-BP神经网络算法相近。在此基础上,提出基于ν-SVR算法的边坡设计方法,能够快速、准确的获取不同方案下的边坡安全系数,评价其稳定性,为选择经济合理的边坡设计方案提供决策依据。

土体含水率和吸力量测及其对边坡稳定性的影响

为研究暴雨诱发滑坡的机理 ,在香港进行了一次大型人工边坡试验。通过检查该边坡坡顶在 2 0 0 1年 6月至 2 0 0 1年 12月期间含水率和吸力与每天及每小时降雨变化曲线 ,及含水率和吸力随深度变化曲线 ,看到在雨季含水率和吸力变化或者“浸湿前锋”移动通常发生在边坡土体以上 3m以内 ,而且 ,在 2 0 0 1年的一次最大暴雨中在边坡土体 1～ 2m之内形成了瞬时地下水位。另外 ,还看到在2 0 0 1年旱季由于蒸发在边坡土体中形成了“干燥前锋”。通过对边坡开挖之前的自然边坡的稳定性分析 ,降雨入渗可以使边坡土体的安全系数急剧降低而蒸发则可以使边坡土体的安全系数缓慢升高。雨季含水率和吸力的浅层变化或者“浸湿前锋”的浅层移动可解释为何香港地区在暴雨期间极易发生浅层滑坡。而旱季由于蒸发形成的“干燥前锋”

香港大学钻孔过程数字监测仪在土钉加固斜坡工程中的应用

介绍了一台新型的能够自动、客观和连续不断地记录和监测钻孔过程的钻孔过程数字监测仪(DPM)。钻孔过程可由一些随时间变化的钻孔参数来表述,这些参数包括钻杆和钻头的位置、位移和转动,以及钻机对钻头施加的各种动力载荷。此便携式监测仪可快速地安装到钻探机或钻孔机上,并且已经在香港防止山泥倾泻的斜坡加固工程中得到应用。通过实例讨论阐述了在风化岩土斜坡中安装土钉的钻孔过程实测结果。这些实测结果是从香港斜坡防护常用的土钉钻孔过程中得到的。这些实测结果表明钻孔过程参数随时间的动态监测可为工程质量管理和控制以及岩土工程设计和检验提供丰富、有利的真实数据和资料。

京沪高速铁路CFG桩-筏复合地基现场试验研究

结合京沪高速铁路凤阳试验段工程,开展CFG桩+垫层+筏板处理地基试验。实测桩-筏复合地基沉降变形、桩顶应力、桩间土应力、筏板顶面土应力、钢筋应力及桩身应变;分析路基沉降变形、桩土应力比随填筑高度和固结时间的变化规律;获得地基面桩土应力分布、筏板顶面土应力分布、钢筋应力分布、桩身轴力和侧摩阻力分布;研究路堤荷载作用下CFG桩-筏复合地基的工作性状。研究成果有助于高速铁路桩-筏复合地基沉降控制、承载特性和应力传递机理的研究,并为京沪高速铁路及其它相关工程的桩-筏复合地基设计方法提供数据支持。

筒型基础系缆平台沉/拔过程侧摩阻力原型测试

介绍了1999年首次安装在渤海锦州9 3地区多筒基础平台安装施工过程中的侧摩阻力原型测试研究,描述了筒型基础下沉和上拔过程中筒壁侧摩阻力的测试系统和测试方法,给出了主要测试结果并与现行规范进行了对比分析.这项成果对筒型基础平台的设计和施工具有直接的参考意义.

半填半挖路基交接面稳定性分析

分析了交接面对半填半挖路基稳定性的影响因素,在总体上将其归纳为几何特征和物理力学参数两类。研究了交接面的台阶特征、填料物理力学参数的差异性,分析了不平衡推力法在条块划分、计算结果误差方面的不足,阐明了不平衡推力法用来分析半填半挖路基交接面的稳定性的缺陷,推荐以改进的Sarma(MSarma)方法替换。以某公路半填半挖路基交接面分析为基础,将正交试验设计方法、统计方法和MSarma方法结合起来,形成了半填半挖路基交接面稳定性力学机制分析方法。采用该法研究了半填半挖路基交接面3种工况条件下各种因素对路基稳定性系数影响的敏感性排序,前4位依次为黏聚力、内摩擦角、交接面和地基倾角。在研究这4个主要参数与稳定性系数量化关系并比较变化趋势的基础上,为填料、交接面参数及路基形式选择提供了指导原则。