一种新型基坑支护结构的力学性能分析

水泥土预应力支护桩墙工法(HCMW工法)是在SMW工法的基础上发展起来的基坑支护新方法,该方法具有抗弯能力好、止水性强、对周围土体扰动小等优点。结合工程实际,从工况力学分析、地表沉降量、抗倾覆稳定性验算、整体稳定性验算、抗隆起稳定性验算等角度对HCMW工法的支护规律和效果进行研究,结果表明:支护结构的水平位移在加撑前后有较明显的变化,从地表到坑底呈现逐渐减小的趋势,由于开挖时土体卸载,导致侧支护土体的压力减小,在开挖范围内向基坑移动导致基坑下部土体位移减小,一般出现在距坑底0～2m的范围;基坑周围整体沉降量和距坑边距离呈抛物线状,基坑的最大沉降量为18mm,发生在距离坑边5.6m的位置;最后,对基坑抗倾覆稳定性、整体稳定性和抗隆起稳定性进行验算,得到其稳定安全系数分别为1.974、1.386和2.793,均大于规范规定的安全系数,满足安全要求,表明HCMW工法具有较好的支护效果。

不同灰砂比尾砂胶结充填材料组合体力学特性及协同变形研究

为研究不同灰砂比尾砂胶结充填材料组合体力学特性及协同变形特征,采用单轴压缩试验对2种不同灰砂比组合体开展相关研究。试验结果表明:(1)组合体的整体峰值强度取决于灰砂比较小试件的峰值强度,但当灰砂比较小试件的峰值强度接近于灰砂比较大试件的比例极限强度时,组合体的整体峰值强度相比灰砂比较小试件的峰值强度降低了29.22%;2个试件峰值强度比越小,组合体的整体弹性模量越大;随着组合体中两试件峰值强度比的增大,组合体中灰砂比较大试件的泊松比越小,灰砂比较小试件的泊松比却越大。(2)组合充填体的应力‐应变曲线与峰值强度较小试件的曲线在数值和变化趋势上相似,其破坏主要为贯穿灰砂比较小试件的剪切和张拉破坏,组合体中两试件破坏变形虽在时间上表现出一定的滞后性,但其协同变形特征较明显;(3)不同灰砂比组合体的声发射在4个阶段有着不同的活动特征,且其应力峰值滞后于声发射振铃计数峰值,组合体中灰砂比较大试件的振铃计数峰值分别占其对应灰砂比较小试件的13.77%,14.16%和6.56%,随着组合体强度比的增大,组合体的声发射振铃计数整体减少。

不同灰砂配比胶结材料组合体声发射特性

充填体是多相复合水泥基材料,被广泛应用于矿山采空区充填。为研究充填体在覆岩作用下的破坏规律,利用单轴压缩声发射试验研究不同灰砂配比的组合充填体受压条件下的声发射特性和材料裂隙演化。结果表明:尾砂占比对组合充填体的声发射特性存在显著影响,在破坏过程中组合充填体的声发射活动由冷缝及软弱面主导,并在试样79%~88%应力峰值时,声发射参数具有显著下降趋势;组合充填体在应力峰值前,声发射能量波动剧烈,b值平稳上升;应力峰值过后,声发射能量降低,b值迅速上升且剧烈地上下波动。利用声发射参数的变化规律可为充填体的破坏进行预测。