冻融循环条件下延迟时间对水泥改良低液限粉土动力特性影响试验研究

模拟路基真实的冻融循环过程,设计冻融试验,制作冻融试验箱,进行改良土试样的冻融循环试验。通过动三轴试验,研究在冻融条件下,延迟时间对水泥改良低液限粉土的动强度、动弹性模量、动变形以及超孔隙水压力的影响。结果表明:在相同的冻融次数下,动强度和破坏循环次数随着延迟时间的增加而降低;在相同的冻融次数及一定动荷载幅值作用下,屈服应变则随着延迟时间的增加而增加;延迟时间短的试样,动弹性模量值较大,但随应变的衰减较平缓,且趋于一个稳定值;不同延迟时间试样达到相同应变幅值时所增长的孔压值不同,延迟时间越长,孔压越大;当轴向应变幅值大于10-3后,产生累积孔隙水压力。

重载列车作用下隧道基底荷载特征及动力学响应分析

通过对朔黄铁路三家村隧道基底在重载列车作用下的现场测试,统计分析了不同围岩区段基底填充层的动应力幅值,借助于静态换算土柱法,获得了基底的冲击系数。以此为基础,建立了列车-隧道-轨道结构耦合分析模型,分析了列车振动荷载作用下隧道基底结构的动态响应及冲击系数。结果表明:不同围岩级别下钢轨下方动静比平均值分布在1.8～2.08之间,道心处动静比平均值分布在1.0～1.1之间,钢轨下方的动静比约为道心处的2倍,理论计算与实测冲击系数误差最大为7.4%。另外,采用换算荷载推演大轴重列车的荷载特征是可行的,以此确定的基底填充表面的动应力约为120 kPa。

客运专线板式轨道动力反应分析

研究目的:根据板式轨道的受力特点,建立高速列车作用下板式轨道动力反应模型。利用Fourier变换,在频率-波数域内求解振动微分方程,再通过Fourier逆变换,得到列车在匀速和变速情况下轨道、轨道板及底座动位移在时域-空间域内的计算公式。结合算例,分析列车在不同速度、正加速度和负加速度下,轨道、轨道板及底座动位移的变化特性。研究结论:通过对板式轨道动力反映的分析表明:轨道结构存在一个临界速度,列车在匀速运行情况下,沿轨道方向的钢轨、轨道板及底座的动位移随列车轮对作用位置达到最大值;在变速运行情况下,钢轨、轨道板及底座动位移在不同速度与加速度处出现峰值;在减速运行情况下,轨道结构动位移仍在不同速度与负加速度处出现峰值;且在正加速度增加与负加速度减小的情况下,各结构动位移随之减小,反之亦然。

延迟效应下干湿循环对水泥改良粉土动力特性影响的研究

通过振动三轴试验,研究延迟效应下干湿循环过程对水泥改良低液限粉土强度的影响。结果表明,在动应力作用下,改良低液限粉土的破坏大体呈现脆性破坏。在同一延迟时间下,随着干湿循环次数的增加,改良低液限粉土的强度随之降低;在经历相同的干湿次数下,随着延迟时间的增加,改良低液限粉土强度也随之降低。延迟时间与干湿次数对水泥改良低液限粉土的强度影响较大。

岩土参数相关性的地基承载力模糊可靠性分析

地基的失效可视为模糊事件。影响地基承载力因素表现出空间变异性。根据随机场理论描述土性参数的空间变异性,考虑土性参数的自相关性及其互相关性,得出参数间的相关性在可靠性分析中不可忽视的结论。

AHP及模糊综合评判法在路基长期稳定性评价中的应用

根据对一低液限粉土路基的现场工程地质调查及检测,确定了影响该路基长期稳定性的主要影响因素,并结合AHP法,应用两级模糊综合评判的方法对该路基的长期稳定性进行了评价。

地铁隧道下穿铁路桥施工变形分析及处理措施

地铁隧道下穿铁路桥的关键是控制土层和结构的变形,针对某市轨道交通1号线新建地铁工程对运营铁路桥的影响进行分析,通过有限元程序对土层与结构的变形进行了数值仿真计算,评价了隧道衬砌结构的沉降变形以及隧道施工对铁路桥、公路路面与轨道结构的影响,提出了地铁隧道穿越铁路桥过程中潜在的风险,为新建地铁区间隧道施工过程对铁路桥影响进行预测评估提供依据,并提出了相应的工程处理措施。实测表明,施工过程中的各项监测数值均在安全范围之内,采取的措施有效保证了地铁隧道安全顺利穿过运营铁路桥。

重载列车作用下隧道结构的动应力分析

以朔黄铁路三家村复合式衬砌隧道为工程背景,采用C64K型敞车编组列车以70km·h-1速度通过隧道时基底填充层表面实测加速度时程曲线作为激振荷载,运用ANSYS软件进行重载列车作用下隧道结构的动应力分析。结果表明:该列车通过隧道时,填充层横向和竖向动应力均呈现先拉后压,最大横向拉、压及竖向压动应力分别约为20,70和50kPa,均出现在靠近边墙的1#和4#钢轨下,最大竖向拉动应力约为15kPa,出现在1#—4#钢轨下方;仰拱上表面竖向主要受压,最大压动应力约为15kPa,出现在钢轨正下方位置,横向主要受拉,最大拉动应力约为40kPa,出现在道心;拱顶和拱腰内表面竖向和横向的拉、压动应力均较小,在20kPa以下;边墙内表面竖向受到较大的拉、压动应力,最大拉、压动应力分别约为55和25kPa,横向拉、压动应力均小于1kPa。总之重载列车对基底结构的影响最大,边墙次之,拱腰及拱顶最小。

高地应力软岩隧道超前洞室断面优化模拟研究

研究目的:为解决在建兰渝铁路高地应力软岩隧道大变形问题,针对其地质条件复杂和影响因素多变的特点,提出在隧道断面内设置超前小导洞的方案,利用小导洞的可变形性,将地层高地应力提前释放,使正洞开挖时处于可接受的相对低应力状态。本文采用数值模拟的方法确定了合理的超前导洞位置、尺寸与断面形状。研究结论:以毛羽山隧道为研究对象,采用有限差分程序对超前导洞不同位置、尺寸及断面形状等工况的释放率分别进行了数值模拟,考虑施工组织、工程造价以及释放效果等综合因素,确定出了合理的断面形状与导洞位置,即导洞尺寸为:7.6 m(宽)×5.5 m(高),导洞拱顶距正洞拱顶距离为2.5 m。对应正洞A、BB'、CC'、DD'释放率分别为37%、54%、72%和59%。可为其他类似工程的施工与设计提供参考依据。

既有重载铁路隧道底鼓原因及处置措施

针对一既有重载铁路单线隧道运营期内出现的底鼓问题,通过现场探测并结合隧道底鼓监测数据,分析隧道产生底鼓的原因。借助有限元软件Ansys建立了荷载-结构模型,对隧道底鼓开裂进行了数值分析,在此基础上,提出了该隧道基底的整治方案——基底换底方案,并对换底方案中的线路架空以及隧底翻修进行了有关检算。

一种黄土高边坡设计的新方法

根据黄土高边坡破坏面的实际特征,假定最危险滑动面为抛物线型,对高边坡进行可靠度分析,应用数学原理,建立了黄土高边坡的设计模型,并对铜黄一级公路黄土高边坡进行分析验证,结果表明,该方法计算的结果与实际较接近。该方法物理意义明确,易操作,可供设计人员参考。

地铁交叉隧道结构地震动力响应分析的ADINA模型构建

阐述了地铁交叉隧道结构地震动力响应分析的必要性和常用研究方法及其优缺点,指出采用有限元数值模拟方法是研究此问题的有效手段。以北京地铁14号线下穿1号线大望路站节点工程为依托,介绍了采用ADINA软件研究地铁交叉隧道结构地震动力响应分析的研究思路及其实现步骤,主要包括几何模型的构建、模型初始应变处理、无限远边界设置、地震加速度时程滤波与基线校正、地震动力分析假定以及分析变量设置与数值提取等。

朔黄铁路隧道基底结构病害分析

我国重载铁路隧道基底病害问题突出,已严重影响线路行车安全。本文采用地质雷达法和高密度电法对朔黄铁路17座隧道的基底结构病害情况进行无损检测。检测结果表明:重车线侧基底病害比其他区域严重;基底结构破损最为常见,基底不密实次之,基底下沉也时有发生;围岩级别越差,基底混凝土厚度不足和基底不密实的情况越严重。

盾构隧道施工对火车站站房的影响分析

在火车站站房附近进行隧道开挖势必会对站房结构安全造成威胁,实际施工中主要通过经验方法来判断房屋是否安全。本文以南昌轨道交通2号线下穿南昌火车站工程为背景,采用数值模拟方法分析盾构隧道下穿施工引起的火车站站房沉降变形情况,房屋最大沉降为6.49 mm,远小于经验方法的沉降限值30 mm,随后采用改进的Boone方法预测站房受损情况,判定结果为隧道施工很可能造成站房结构的轻微裂损。经验方法预测结果偏于不安全,应在施工前采取加固保护措施对站房进行保护。

地铁盾构区间下穿广深高速公路立交桥施工技术

深圳地铁5号线洪浪—兴东盾构区间下穿广深高速公路立交桥,立交桥为双幅桥梁,1.2 m钻孔灌注桩基础,桩底岩层为全风化花岗岩,桩基为摩擦桩,隧道结构边缘与桥桩外侧最小净距为1.6 m。本文通过理论计算分析了盾构施工期间对桥桩的影响,根据计算结果,提出盾构区间下穿立交桥的相关施工技术措施,并结合施工过程中采集的现场数据,进一步验证了计算结果的正确性及施工方案的可行性。

新型铁路涵洞病害整治技术研究

既有铁路部分混凝土涵洞的劣化变形严重影响线路运行,威胁铁路运营安全。针对铁路涵洞出现的掉块、露筋、腐蚀等问题,依托朔黄铁路一涵洞病害整治工程,从涵洞净空、经济性以及工期的角度,提出了一种适用于铁路涵洞严重病害整治的新技术——波纹板加固技术。首先建立涵洞与波纹板共同作用的三维有限元数值模型,分析波纹板结构在列车动荷载作用下的受力、变形;然后采用现场实测的方法,对涵洞加固前后盖板的钢筋受力及挠度进行测试,对整治效果予以验证。结果表明:经波纹板加固技术整治后,列车动荷载作用下涵洞竖向挠跨比约为1/18 000,远小于钢筋混凝土梁竖向挠跨比通常值1/4 000;跨中顶板钢筋应变降低了45.4%,盖板挠度降低了91.4%,整治效果显著。

水泥搅拌桩复合地基桩土应力比的现场试验分析

桩土应力比是搅拌桩复合地基设计、施工时的重要控制参数。根据公路路基现场试验的实测数据,分析带格栅褥垫层不同位置处搅拌桩桩顶及桩间土的应力变化、桩顶和桩间土的沉降规律,总结了路堤施工过程荷载的传递规律,对水泥搅拌桩复合地基的设计和施工提出了具体建议。

既有重载铁路隧道基底病害置换整治技术研究

利用ANSYS有限元软件建立了隧道护底翻修施工便梁三维有限元分析模型,通过设置施工便梁架设方式,并结合重载列车的荷载特点,分析了2类施工便梁在重载列车作用下的的内力特点。计算结果及施工可行性分析表明:采用下沉式便梁架空方案能够保证25 t轴重货物列车以60 km/h通过时线路轨道的几何尺寸、线路刚度和稳定性,另外,在主梁尺寸以及横梁间距设置合理的情况下,采用下沉式无水平顶丝及横梁混凝土支座方案是隧底翻修的一种理想方案,该方案对重载或普通铁路隧道基底结构的病害处理具有重要的借鉴意义。

铁路隧道基底新型降水技术研究

运营铁路隧道整体道床普遍存在基底下沉与翻浆冒泥等病害,在隧道基底病害成因分析的基础上,针对隧道内无交流电源、养护维修困难等诸多限制,研究形成集太阳能供电系统、自动控制系统等为一体的新型井点降水系统,实现"一井一泵一控制"的功能,并在太岚线路柏崖头隧道基底病害整治工程中应用,取得良好的工程效果,为类似工程提供参考。

轮轨振动与气动荷载耦合作用下轻质装配式明洞动力学特性

根据铁路隧道洞口地形特征,设计了一种轻质装配式明洞,采用有限元软件建立了列车轮轨振动与气动荷载耦合模型,分析了高速列车通过时明洞结构响应情况。结果表明:随着接长明洞长度的增加,明洞应力、动变形和振动加速度均减小;在接长明洞长度小于50 m时明洞应力、动变形、振动加速度降速较大。随着距轨面高度的增加,明洞结构的应力和动变形增大,距轨面高度大于6.5 m后应力和动变形的增速变大。列车交会位置对明洞应力和动变形有影响,对振动加速度影响不大。在轮轨振动与气动荷载耦合作用下,明洞应力、动变形及振动加速度均较小,结构处于安全状态。