市政顶管近接施工对运营地铁区间隧道的影响分析

文章基于某大直径市政输水顶管近接运营地铁暗挖区间隧道施工工况,在明确此工程顶管法设计参数的基础上,建立三维有限元数值模型,分析了地层位移及地铁隧道结构受力变形特性,揭示了输水顶管施工对运营地铁隧道的影响规律,得出了有益结论,为类似工程问题提供参考依据与经验指导。

边坡临界滑面搜索的改进粒子群优化算法

边坡临界滑面的确定对边坡稳定分析和加固设计极为重要,采用基于变异和二次序列规划的改进粒子群优化算法(VSPSO)进行临界滑面搜索。VSPSO算法中通过变异操作增强粒子群跳出局部最优解的能力,并用二次序列规划(SQP)加速局部搜索,大大提高了粒子群获得全局最优的能力。通过对有解析解的边坡算例进行分析,验证了该算法的准确性及优越性;对澳大利亚计算机应用协会(ACADS)提供的均质边坡、多层土边坡以及含软弱层边坡进行分析,结果表明改进的VSPSO算法搜索所得滑面比传统PSO算法更逼近推荐答案,具有更好的鲁棒性,而且随着边坡复杂程度的增加,更能体现改进VSPSO算法的优越性,具有广阔的应用前景。

深基坑模型试验相似材料研究

选择合适的相似材料是开展模型试验研究的关键。为确定沙坪坝铁路枢纽工程深基坑模型试验中用来模拟砂岩和泥岩的相似材料,选取重晶石粉、石膏、甘油和水作为原材料,采用正交试验法进行配比研究。设计了3种不同的养护方式分析其对相似材料性能的影响,并采用极差分析法研究各种原材料对岩体相似材料力学性能的影响。研究结果表明:用重晶石粉、石膏、甘油和水来模拟砂岩和泥岩是可行的;重晶石粉和石膏对相似材料性能影响最大,甘油次之,水最小;3种不同养护方式下相似材料性能变化较小。通过试验最终得到综合性能较为接近的两组配比来模拟砂岩和泥岩。

多组非贯通裂隙岩石的压缩特性数值研究

裂隙岩体力学性质研究是非常复杂的课题,非贯通裂隙岩石的力学行为与裂隙的几何产状密切相关,裂纹的扩展贯通直接影响岩石的破坏。采用改进刚体弹簧方法,以随机均布Voronoi图为基础,生成不同裂隙产状的岩石数值模型,模拟含多组非贯通裂隙岩石的细观起裂和扩展过程。从细观和宏观两个方面分析了预制裂隙的贯通模式及其对岩石宏观破坏模式的影响;并得到沿平面破坏、阶梯状破坏、沿次生块体转动破坏三种破坏模式。通过分析岩石渐进破坏过程揭示其破坏机理;且定量分析了裂隙岩石在强度上表现出的各向异性特征。将数值计算结果与已有的岩石试验结果对比分析,表明数值与试验结果吻合较好。

基于改进粒子群优化算法的边坡稳定性分析

针对标准粒子群算法存在收敛精度低、易陷入局部最优的缺点,提出了基于混沌与变异的改进粒子群优化算法(CVPSO),将其应用于边坡滑裂面搜索,研制了边坡稳定分析程序CVPSO-LEM2D。采用改进粒子群算法对澳大利亚计算机应用协会(ACADS)边坡算例进行计算分析,结果表明改进粒子群算法的全局最优搜索能力与收敛精度得到了较大提高,计算结果与ACADS推荐的裁判答案基本一致,验证了算法的有效性。最后,将CVPSO-LEM2D应用于两河口泄水建筑物进口边坡稳定性分析,验证了方法的可行性,为类似工程提供了参考和借鉴。

建筑密集区超大深基坑开挖变形模型试验研究

以重庆沙坪坝铁路枢纽超大深基坑工程为背景,运用大型室内模型试验方法,结合应变监测系统和非接触ARAMIS监测技术,研究了基坑开挖变形机理、基坑开挖对临近建筑物的影响以及超载基坑变形与破坏特征。试验结果表明:(1)在开挖过程中,基坑变形随分级开挖呈现台阶式增长,但当开挖面逐步远离监测点时,变形逐步减小,直至趋于零;(2)开挖完成后,基坑侧墙产生向坑内变形,最大变形发生在基底以上三分之一处,最大位移为13.2 mm,基坑底部产生回弹变形,最大回弹量为14.4 mm;(3)基坑开挖导致在临近建筑物底部发生了明显的变形,最大位移为3.41 mm;(4)通过进一步开展基坑超载破坏试验,发现随着加载的进行,整个基坑会经历弹性变形、塑性变形和破坏三个阶段;(5)加载过程中,基坑边坡产生向坑内的侧移和向下的沉降,且基坑底部产生向上的回弹变形,呈现“中间大,两边小”的形式。

基于反应位移法的无柱大跨度地铁车站动力响应分析

无柱大跨度地铁车站是一种新型的车站结构形式,取消了车站中柱及部分中板使车站空间利用率大幅提高。为研究无柱大跨度结构在地震作用下的响应,采用改进的反应位移法进行拟静力抗震分析,对比其与相同结构类型的常规有柱车站和无柱车站的内力分布的规律。结果表明:大跨度无柱车站的内力整体上都要明显大于相同断面形状的常规有柱车站;底板与侧墙连接处应力集中现象非常明显,是无柱大跨度车站结构最薄弱的结构部位,中板与侧墙连接处相较常规有柱车站而言也是受力薄弱点,该研究结论可为无柱大跨度地铁车站的抗震设计提供了有益的参考。

冻融循环对水泥土力学性能与声学特性影响试验研究

为研究冻融循环对水泥土力学性能与声学特性的影响,对水泥土进行 0、10、30、60、90、120 次冻融循环,并在每次冻融循环后按照规范要求进行无侧限抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验以及超声波检测试验,建立冻融循环与劈裂抗拉强度、强度与纵波波速关系式。试验研究结果表明:冻融循环周期在 0~120 次时,水泥粉质黏土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度以及纵波波速均呈现逐渐降低的趋势,且试样的脆性破坏特性愈加明显;水泥粉质黏土的强度与纵波波速之间存在较好的线性关系,其强度越低,对应纵波波速越小;冻融循环使得水泥粉质黏土内部水分凝结成冰,体积膨胀,产生较多的微裂纹,融化后裂纹进一步扩展,强度因此降低。

某水库工程边坡稳定性评价及加固措施研究

水库高陡边坡是边坡工程领域研究的重要课题。结合某水库工程边坡开展了边坡稳定分析与加固支护研究,借助Slide分析软件,并采用二维极限平衡Bishop法,对边坡在水库运行期间进行了分析,作出了初步稳定性评价。针对边坡可能的失稳范围,考虑选用堆石体压脚护坡、挡土墙护坡和深层排水等措施进行加固,并对加固后边坡整体的稳定性进行了复核分析。其研究对水库工程高边坡稳定分析具有一定的借鉴意义。