强震下成层土盾构隧道地震响应及结构安全性分析

目前盾构隧道地震响应研究大多把隧道周围岩土体做简化处理,且强震作用下成层土盾构隧道动力响应分析的相关研究较少。以昆明轨道交通某区间盾构隧道为依托,建立了土层-结构动力相互作用的成层土盾构隧道地震响应计算模型。基于动力增量分析法,开展了考虑地震波类型及地震动强度因素下成层土盾构隧道地震响应分析。结果表明:随着地震动强度的增大,管片发生最大水平位移的部位由拱肩转变至拱顶。地震动强度越大,管片轴力和弯矩均呈对称分布,但对称轴会发生偏转,与水平轴线的夹角增大,峰值加速度从0.15g增至0.6g,夹角从37.5°增至45°。管片结构的轴力和弯矩最大值均位于拱脚,而剪力最大值则位于拱底。不同地震动强度下,拱肩和拱脚处的管片结构安全系数最小,说明隧道拱肩和拱脚是结构抗震薄弱部位。与单一均质土层相比,强震和成层土层会影响结构内力最大值的出现部位。地震波的频率及脉冲特性会对盾构隧道地震响应特征及结构安全性产生影响。

往复荷载下含孔洞缺陷衬砌混凝土的力学性能试验研究

通过添加不同含量的发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒来预制目标孔隙率以模拟混凝土的不同孔洞缺陷,制备了不同孔隙率的C25和C30两种强度等级的混凝土试件,开展单调及往复荷载下含孔洞缺陷混凝土力学性能的试验研究,分析了混凝土试件破坏形态、强度、应变、弹性模量等随孔隙率的变化规律,探讨不同孔洞缺陷对混凝土力学性能的影响。试验结果表明:单调及往复荷载下,无预制孔洞缺陷的混凝土试件均表现为脆性破坏特征。但随着孔隙率的增加,混凝土试件的强度明显降低,应力-应变曲线逐渐趋于鱼肚状分布,试件由脆性向延性破坏转变,逐渐呈现多裂缝扩展特征,特别是对于往复加载情况。两种加载方式和两种强度等级条件下,试件主要力学参数随着预制孔隙率的增加均表现出一致的变化规律。峰值应力和弹性模量随孔隙率的上升呈指数下降,而峰值应变和应变极值呈线性增大。往复荷载下试件力学性能受孔隙率的影响程度均大于单调加载情况,而且,这种影响随混凝土强度的提高而减小。在往复加载过程中,孔隙率越大,峰值应力前试件的刚度比值越大,而峰后的刚度退化也愈严重。对于相同的孔隙率,混凝土强度等级越高,峰值应力前的刚度增长率及峰后的刚度退化程度越小。

不同开采时序下倾斜矿体覆岩稳定性数值分析

文章以某铁矿为工程背景,采用PHASE 2D有限元软件建立数值模型,研究了不同开采时序下倾斜矿体覆岩破坏及地表沉陷。结果表明:不同开挖时序对覆岩及地表变形影响显著,其中上、下部采区同时开采时,覆岩破坏程度最小,且地表位移并不大。综合考虑覆岩破坏及开采效率,优选上、下部采区同时开采方案。