不同开挖方式对近距离交叠隧道影响模拟研究

研究不同开挖方式对近距离交叠隧道的地层和围岩的影响,揭示不同开挖方式下交叠区围岩及既有隧道衬砌的变形及应力–应变变化规律,为近距离交叠地下工程的变形控制、支护设计和开挖优化设计提供理论依据。通过FLAC3D数值模拟,研究在台阶法、眼镜法、CRD法3种不同开挖方式下交叠区围岩及既有隧道衬砌的变形及应力–应变发展规律、交叠区围岩塑性破坏规律,研究结果如下:(1)不同开挖方式对交叠隧道施工过程中不同位置的影响程度不同,揭示既有隧道衬砌变形机制演变过程和衬砌破坏的危险点;(2)根据围岩塑性区发展和隧道衬砌变形量,开挖下部新线隧道时CRD法优于眼镜法和台阶法,CRD法开挖下部隧道时对变形控制效果最好;(3)新建隧道穿越既有隧道时,比较理想的施工方案为台阶法→CRD法→台阶法;(4)任何开挖施工方法都会使已建隧道衬砌的4个部位(拱顶、拱脚、直墙边及拱底)承受拉应力,且拱脚处的最大、最小主应力最大,最易发生破坏。

预应力锚索锚固力损失与岩土体蠕变耦合效应研究

因预应力锚索锚固力损失而导致锚固失效的工程事故屡屡发生,锚索锚固力损失与岩土体蠕变之间存在复杂的耦合效应关系,建立二者之间的耦合效应模型,确立二者之间的计算关系式,为预应力锚固工程的设计、施工、安全运行管理以及锚固力损失的控制与补偿技术提供理论基础和技术手段。通过理论分析和模型研究,在岩土体常用流变模型基础上建立了基于应变相等的耦合效应计算模型,并进行了模型验证。研究结论:(1)建立了与工程实际相符合的锚索锚固力变化和岩土体蠕变的耦合效应计算模型,正确反映了预应力锚索锚固力损失和岩土体蠕变之间的关系,推导出了其本构方程、松弛方程和蠕变方程,从理论上解决了锚固力变化与岩土体蠕变之间的计算关系。(2)通过耦合效应计算模型的蠕变方程,在材料参数已知的情况下,可以计算出边坡蠕变影响引起的锚索锚固力损失量,并结合实际工程中监测到的锚索应力数据进行对比分析,就能够准确地了解、评价锚索锚固力的异常变化情况,指导实际工程中的设计和施工,保证工程建设过程中的安全性。(3)通过耦合效应计算模型的松弛方程,可以对预应力锚索受力状态的监测数据进行分析整理,通过对锚索锚固力损失量的数据进行反分析,分析岩土体的蠕变参数,根据蠕变介质的材料特性,计算岩土体蠕变量,根据蠕变量判断预应力锚索锚固工程的安全性和可靠性,指导锚固工程的安全运行管理。

膨胀土胀缩机理及其在控制隧道沉降中的应用

因黄土的膨胀特性导致的隧道地表沉降和变形坍塌事故屡见不鲜。为探究浅埋段膨胀土隧道地表沉降和变形控制技术,结合在建太兴铁路TXXS-2小河沟段膨胀土隧道施工,采用现场监测、理论分析和现场试验研究相结合的方法,对膨胀土的特性、胀缩机理及其影响因素进行研究,结合监控量测数据结果,提出地表沉降控制技术。通过对膨胀土微结构特征进行研究,引用了膨胀土的判别函数式,对膨胀土的膨胀潜势进行了分类,根据膨胀潜势情况指导施工;研究了膨胀土强度特性,建立了强度与含水量、干密度、饱和度的关系,并对有效蒙脱石含量对强度的影响进行研究,理论上分析了晶体胀缩的根本机理;根据对膨胀土胀缩特性进行研究,分析了隧道的膨胀潜势等级和隧道特殊地质特征,通过现场土工试验,确定了小河沟隧道胀缩影响因素及其曲线关系;通过对现场施工进行监控量测,结合关系曲线和现场情况,提出了控制地表沉降的处治措施,指导现场工程施工。

松散破碎岩体锚固与监测技术应用研究

松散破碎岩体质量差、变形大、强度低,其加固技术难度大。合理有效的锚固技术是保证松散破碎岩体锚固效果的关键,采用压力分散型预应力锚索锚固因具有诸多优点而成为加固松散破碎岩体的有效技术。针对浙江金丽温(金华—丽水—温州)高速公路K81段边坡特点,综合考虑多种因素对支护设计方案进行优化,探索压力分散型锚索现场施工关键技术(如锚固力短期损失控制技术、补偿张拉控制技术和初始锁定值大小控制技术等)。现场监测数据表明,优化后方案可改善锚固效果,增强边坡稳定性。

预应力锚索锚固力损失与岩土体蠕变耦合效应研究

因预应力锚索锚固力损失而导致锚固失效的工程事故屡屡发生,锚索锚固力损失与岩土体蠕变之间存在复杂的耦合效应关系,通过理论分析和模型研究,在岩土体常用流变模型基础上建立了基于应变相等的耦合效应计算模型,并进行了模型验证。建立二者之间的耦合效应模型,确立二者之间的计算关系式,为预应力锚固工程的设计、施工、安全运行管理以及锚固力损失的控制与补偿技术提供理论基础和技术手段。

急倾斜地下铁矿采矿方法的选择

随着我国铁矿储量的不断开采,易采资源越来越少,面临大量急倾斜矿床的开采,必须对其采矿方法进行探讨选择。通过对卧虎山铁矿急倾斜铁矿地质矿带的分析,确定了上向水平分层(干式)充填法、浅孔留矿采矿法(采后充填)两种采矿工艺。

玻塑复合土工格栅开发应用研究

玻塑复合土工格栅强度高,冲击韧性好,耐环境应力、抗蠕变性能强,且在正常使用状态下能够保持长期稳定的性能。通过对玻塑复合土工格栅的原料、工艺流程、性能指标的介绍,并通过现场拉伸试验,对不同温度下格栅的纵向、横向断裂强度以及断裂伸长率进行了分析研究,得到如下研究结论:(1)格栅条带采用纤维材料,能够抵抗侵蚀和气候变化,保证其性能的稳定性;(2)格栅的断裂强度与温度呈正相关,断裂伸长率与温度呈负相关,并经过一定时间后趋于稳定;(3)结构采用特殊工艺,提高了格栅的抗剥离撕裂强度和对土体的嵌锁咬合能力,玻塑复合土工格栅的开发在我国正处于起步阶段,作为加筋、加固材料必将在土木工程领域有着广阔应用前景。