城市地下混凝土结构耐久性评估方法及工程应用分析

及时开展城市地下混凝土结构耐久性评估是确保长期稳定和安全、降低维修成本和践行绿色建筑理念的重要环节。按照技术合理、经济可行、现场容易操作的工作原则,提出一种简化的城市地下混凝土结构耐久性评估方法,包括评估程序、耐久性等级划分、耐久性调查和典型环境耐久性评估。该方法能够快速评估城市地下混凝土结构耐久性,并划分耐久性等级,为城市地下混凝土结构维修和养护提供参考。耐久性评估简化方法案例应用分析表明,该方法得到的结果与工程实际相符,具有良好的可操作性,评价结论容易得到,预测计算结果可有效指导城市地下结构维护。

岩溶区桩基承载性能及影响因素研究进展综述

岩溶区地质环境复杂,溶洞隐蔽性较大,给桩基施工和设计带来了巨大挑战。充分考虑溶洞与桩基的相互作用,是确保上部建筑安全的关键。本文以岩溶区桩基承载性能为背景,综述了岩溶桩基相关模型实验、数值模拟和理论计算方法,发现下伏溶洞型桩基现研究的重点为顶板安全厚度、岩板质量、桩身直径、溶洞尺寸等,顶板相对安全厚度的计算仍是一个难题。对于贯穿溶洞型,现浇桩基需解决施工问题,如灌注桩施工中的漏浆和卡钻问题;预制桩基受桩径小和难嵌岩等因素的影响,其在岩溶区普遍存在承载力不足的问题。研究成果为溶洞发育区桩基竖向承载力计算提供了重要指导。

非挤土嵌岩预应力高强度混凝土管桩的桩端承载性能研究

施工装备和工艺的不断创新使得非挤土嵌岩预应力高强度混凝土(prestressed high-strength concrete,简称PHC)管桩逐渐得到推广和应用。为揭示嵌入中微风化岩PHC管桩的桩端承载机制,以随钻跟管工法桩为背景,基于泥质粉砂岩地区5组桩径为500 mm的PHC管桩桩端现场静载破坏性试验,分析了不同条件下嵌岩PHC管桩的桩端承载性能及宏观破坏模式,并提出桩端承载力计算方法。试验表明:对于采用敞口桩靴的PHC管桩,未封底时,敞口桩靴削弱了PHC管桩桩端承载性能,呈现刺入岩基的破坏,极限荷载下桩端沉降为11~15 mm;混凝土封底后,显著提高了桩端承载性能,极限承载力较非封底时提升340%,封底混凝土和桩靴的桩端阻力分担比分别为78%和22%,桩端呈整体剪切破坏。基于Hoek-Brown强度准则,提出了嵌岩PHC管桩桩端承力简化计算方法,计算精度得到了试验验证,可供非挤土嵌岩PHC管桩的设计与施工参考。

深基坑周围地表任意点移动变形计算及应用

首先用回归分析方法求得深基坑挡土墙侧向位移函数，并导出挡土墙任意剖面位移计算公式．通过地面沉降与挡土墙侧向位移之间的关系，可求出地表任意剖面沉降的最大下沉值，得出地表任意点沉降计算公式，并推导出地表任意点沿任意方向的倾斜、曲率变形及曲率半径，最后从管道受力分析，求出允许曲率半径，两者进行比较，估计管道在基坑开挖过程中是否遭受破坏．指导施工并对地下管道采取相应措施保证其安全可靠．

基坑开挖挡土墙的有限元模型

提出基坑开挖中作为挡土墙的地下连续墙视为支撑在弹性地基上板的模型，假定土压力是位移的函数，挡土墙内创支撑的作用采用杆单元刚度矩阵表示波动区土体支撑作用，采用Boussinesq解积分建立地基柔度矩阵，挡土墙本身来用厚板理论求出板的刚度矩阵，得到总体平衡方程，解方程及回代，求得档土墙任意点的位移和各道支撑的轴向力．最后以上海某基坑工程为例进行计算，计算值与实测值较吻合，模型为基坑开挖围护结构设计提供了一个实用的计算方法．

挤扩支盘桩抗拔承载力的有限元分析

挤扩支盘桩是近年来发展起来的一种新桩型,具有广阔的工程应用前景。运用ANSYS有限元软件,建立了广州软土中挤扩支盘桩二维桩土模型,探讨了上拔荷载作用下桩身荷载传递规律和支盘承载特性,并分析了支盘大小、数量、间距和桩、土材料参数等因素对支盘桩抗拔承载力的影响。进一步揭示了挤扩支盘桩单桩抗拔承载机理,可为该类桩的设计和施工提供参考。

采面底板应力计算及应用

本文利用弹性理论推导了煤层底板任意点的应力计算公式。提出了通过计算岩石的强度指数来预计煤层底板的破坏深度。依据底板破坏深度与承压水的“原始导高”的关系预测煤层底板突水的可能性,并以现场实测数据验证了这种计算方法的可靠性。图5,表2,参考文献2。

煤矿回采工作面突水危险性预测

本文应用模糊数学方法探讨了回采工作面突水的预测问题。建立了回采工作面突水危险性模式,只要提供待预测工作面的赋存条件,就能对工作面突水危险性进行预测。

矿井突水量预测的数学模型

本文应用查德(L.A.Zadch)于1978年提出的可能性理论进行矿井突水量预测,介绍了突水量预测的原理和方法,根据焦作矿区17个突水点资料建立了矿井突水量预测的数学模型。最后,以焦作矿区6个回采工作面突水点为实例进行了预测应用,图3,表9,参2。

青山煤矿四水平东大巷软岩巷道支护研究

在分析青山煤矿四水平东大巷原有软岩巷道支护的基础上。结合巷道围岩工程特性,按软岩巷道支护优化设计原理设计了正确的支护方式和施工方案,并进一步设计了钢筋网让压结构。在施工队伍按照设计要求组织施工的条件下,大巷顺利通过软弱围岩段取得了明显的经济效益,为四水平延深起了关键作用,其支护设计方法与方案可在类似围岩中推广作用,图3,袁3,参3。

随钻跟管桩钻孔卸荷与后注浆效应的试验研究

为了克服管桩施工的挤土效应,研发了钻进成孔、同步沉桩和后注浆的嵌岩非挤土大直径随钻跟管桩。通过足尺寸原位试验,测试了钻孔沉桩和桩侧注浆施工引起的桩周土体变形及压力变化情况,分析了钻孔卸荷和后注浆效应沿水平方向和深度方向的变化规律,揭示了随钻跟管桩施工对桩周土体的扰动。此外,基于圆孔收缩理论提出了随钻跟管桩钻孔卸荷变形预估方法。研究表明,随钻跟管桩的施工扰动主要表现为钻孔卸荷效应和桩侧后注浆效应,钻孔卸荷使孔壁收缩3.5~18.9mm,后续的桩侧注浆使收缩变形恢复了28%~50%,部分消除了钻孔卸荷效应的影响。修正后的圆孔收缩理论,可预估钻孔卸荷引起的桩周土体径向位移及压力变化。与锤击/静压管桩及中掘法管桩的挤土效应相比,随钻跟管桩的钻孔卸荷效应小,在城市建筑和管线密集区域应用更具优势。

扣件式钢管脚手架随机变量对极限承载力影响研究

作为临时结构,扣件式钢管脚手架在材料、几何尺寸、搭设等方面存在大量随机变量。判断这些随机变量对脚手架承载性能的影响程度通常需要在有限元平台进行数以万次的蒙特卡罗模拟,此方法所得结果虽较为准确却存在计算速度缓慢、无法满足实际工程应用的缺点。本文通过收集国内近90个工地的现场实测数据,确定出具有普遍代表性的脚手架随机变量概率分布特征,随后引入有限元-神经网络-蒙特卡罗(Finite Element-Artificial Neural Network-Monte Carlo,FE-ANN-MC)方法,构建了一种可替代脚手架有限元模型的ANN代理模型,并利用该模型进行了各随机变量对脚手架极限承载力的相关性分析。

预制型无机石材的研究进展与应用现状

预制型无机石材是一种新型无机人造石,它综合利用废弃资源制成,具有高效资源利用率、节能低碳环保的特点。本文从预制型无机石材的研究现状、形成机理、改性技术及存在问题等方面进行综述。

地铁盾构施工引起邻近基础沉降的FLAC元数值模拟

以广州地铁二号线新南方购物中心地质剖面为例 ,用FLAC程序分析了由于盾构施工引起的地层沉降对该购物中心基础的影响 ,对土体中的位移场及地层下沉情况 ,进行了数值模拟研究 ,并提出了相应的地基处理措施和建议。

地铁盾构隧道下穿建筑基础诱发地层变形研究

城市繁华地区地铁盾构隧道施工常需从建筑基础下穿越,如何确保上部建筑与隧道结构安全是施工中的难题。基于沉降预测理论及FLAC3D进行了地铁施工诱发地层环境损伤评估与控制设计STEAD系统的开发,以广州地铁区间隧道下穿某7层框架结构建筑为例,采用数值模拟研究了地铁盾构隧道穿越建筑基础诱发地层变形的空间效应问题,考虑了不同工况下隧道施工引起地层沉降对该建筑物的影响,采用本研究建议,盾构隧道成功穿越该建筑物,实测证实了变形空间效应研究的科学性与有效性。

地下混凝土结构硫酸盐及氯盐侵蚀的耐久性实验

针对硫酸盐及氯盐共同侵蚀下混凝土中SO 42-和Cl-的扩散规律和性能劣化特征进行室内模拟实验研究。研究结果表明：硫酸根与氯离子在混凝土中扩散短期内起到相互牵制效应,SO 24-与水泥水化产物的合成物和Cl-生成的F盐堵塞孔隙,延缓侵蚀离子扩散。硫酸根与氯离子共同侵蚀下,抗侵蚀系数和抗渗透性能先增加后减小,同时水灰比、粉煤灰对抗侵蚀性及渗透性影响明显。实验研究指出物理侵蚀发生的最明显温度在21~24℃之间,缓解温度在30~35℃之间,较小的相对湿度（RH为45%）、较高的温度变化加快了硫酸盐物理侵蚀。微观测试和分析表明,Friede盐、大量钙矾石（AFt）以及硫酸钠结晶物,导致了混凝土内部结构松散劣化,Na,S和Cl等侵入元素的存在说明有害物质侵入痕迹。

预应力混凝土管桩耐久性问题探讨

随着预应力混凝土管桩应用范围的日益扩大,其耐久性问题显得越来越突出,现有的研究过多集中在单一影响因素,且缺少系统的研究。文中提出了工程中预应力混凝土管桩的耐久性问题及处理措施,分析了影响耐久性的因素,探讨了多因素综合作用下的耐久性研究方法,为进一步研究解决耐久性问题奠定了基础。

大断面浅埋暗挖海底隧道CRD法施工模拟分析

基于大型有限元软件ABAQUS,采用有限元无限元组合方法对大断面浅埋暗挖海底隧道CRD法施工进行了模拟分析,研究包括:初始地应力场分析,围岩注浆预加固,服务隧道的开挖及其影响,主隧道CRD法不同施工工序对隧道围岩、支护结构以及地表沉降的影响等。研究认为:新提出的初始地应力场定义方法较之前方法为佳;服务隧道开挖时,地表沉降成V形分布,主隧道开挖时,地表沉降变成W形分布;CRDⅠ部开挖和CRDⅡ、Ⅲ、Ⅳ部开挖引起的隧道围岩最大沉降位置不同;CRDⅡ部初期支护对围岩的变形有一定的控制作用;主隧道Ⅲ部拱顶的围岩沉降量较大;主隧道底拱角部存在应力集中和较大的塑性变形。研究结果对于类似工程的设计与施工具有一定的参考价值。

盾构管片工作性能试验研究

根据某一地铁隧道盾构管片进行钢筋受力、变形、围岩压力等方面的现场测试结果,研究了盾构管片在不同工况下的工作特性。通过围岩压力、钢筋受力、弯矩等计算分析,将实测模拟计算结果与设计值进行了比较,得到了设计方法的合理性结论。

广州地铁二号线EPB盾构隧道研究综述

本文在分析、总结国内外相关文献和材料的基础上 ,结合广州地铁二号线首期工程 ,着重分析了盾构隧道掘进机的选型 ;盾构隧道衬砌接头刚度的确定和优化设计 ;盾构隧道衬砌结构的抗震设计分析 ;土压平衡 (EPB)盾构隧道工程信息化施工现场监测技术 ;EPB盾构隧道动态施工全过程三维有限元模拟等急需解决的问题 。