大直径盾构隧道单环结构安全性评价分析

为研究基于多项指标的大直径盾构隧道单环结构安全性能的评价方法,依托江阴靖江长江隧道建设工程,通过有限元模拟与现场实测数据结合对盾构隧道顶部加载过程中的结构失稳破坏过程进行研究,得到结构收敛变形和内力特征发展规律,选取收敛变形、钢筋拉应力、钢筋压应力、环向螺栓应力和纵缝张开量为评价指标并确定了各指标相关性,提出基于评价指标相关曲线的指标权重计算方法。结果表明:盾构隧道断面结构破坏过程可以依据结构内力关键节点值总结为弹性受力阶段、裂缝损伤缓慢发展阶段、大面积损伤发展阶段和加速失稳阶段;隧道断面地质条件对结构内力状态有一定影响,同一埋深下,砂土层隧道拱顶沉降远大于黏土层,且水压力对接头螺栓具有一定的保护作用;对评价指标分别进行健康状态分级,绘制内力指标与收敛变形的健康状态评估值关系曲线,通过最小二乘法拟合得到收敛变形、钢筋拉应力、钢筋压应力、环向螺栓应力、纵缝张开量的权重比例为0.48∶0.05∶0.23∶0.13∶0.11,初步建立了适用于大直径盾构隧道的单环结构安全性能评估计算公式。

矿业特色塑性力学创新实践教学方法探索

针对当前塑性力学教学现状和存在的问题,从培养在工程领域尤其是能源开发领域从事与力学相关的科学技术研发、工程设计及技术管理工作的高素质人才出发,制定具有矿业特色的塑性力学创新实践教学目标,编写囊括基础理论和矿业工程实践的塑性力学教材,实施合理的教学路径,提高学生分析问题和解决问题的能力,丰富其工程实践经验,引领学生在更高层次上领略力学学科的魅力。

浅谈“塑性力学”教学中的Lode应力参数拓展

从课堂教学的角度分析了当前塑性力学教材中Lode应力参数的局限性,给出了其计算公式在π平面内的拓展形式。结果显示,拓展后的Lode应力参数有6种不同的计算公式,传统Lode应力参数计算公式只是主应力次序是σ_(1)≥σ_(2)≥σ_(3)时的一种情况。当主应力次序不再为σ_(1)≥σ_(2)≥σ_(3)时,Lode应力参数的计算公式随之发生改变。同时,由于Lode应力参数是建立材料屈服条件的基础,所以采用研究结果可以在不确定主应力大小次序的情况下绘制屈服曲线。所探讨的结果拓展了Lode应力参数的计算公式形式,完善了π平面内屈服曲线的绘制途径。

公路隧道衬砌受力时空特性分析

基于洪川隧道与谭家桥隧道的现场监测数据,研究了围岩压力随施工进尺的时程变化规律以及围岩等级、隧道埋深等不同因素的影响,并分析了复合式衬砌不同部位在不同围岩特征下的荷载分布规律。研究结果表明:(1)谭家桥隧道Ⅴ级围岩断面的围岩压力约在开挖465 d后达到稳定,Ⅳ级围岩断面的围岩压力约在开挖40 d后达到稳定,不同围岩等级对围岩压力稳定情况影响较大;(2)当隧道为浅埋时,隧道围岩压力容易受围岩特征改变而产生剧烈变化,当隧道为深埋时,隧道围岩压力随着埋深的增大而增加;(3)隧道围岩压力随着围岩级别的增加而增加,Ⅴ级围岩、Ⅳ级围岩断面围岩压力最大值分别为146 kPa、89 kPa;(4)谭家桥隧道断面围岩侧压力系数随着围岩级别的增加而增加,表明Ⅴ级围岩断面更容易受荷载变化而影响结构稳定性;(5)谭家桥隧道拱顶、拱腰、边墙处相比初期支护结构,二衬承担了更多的围岩压力,主要影响因素有围岩情况差、断面埋深大、二衬施作早等。