降雨条件下折线型滑面的大型滑坡稳定性离心模型试验

以大型土工离心机为技术依托,采用离心模型试验,研究开挖和降雨对滑面为折线型的大型滑坡变形破坏和稳定性的影响。试验中采用变形标志点、颗粒图像测速技术(PIV)和可承受高离心力的传感器,在获取坡体土压力、孔隙水压力和位移矢量场的基础上,综合分析开挖和降雨诱发大型滑坡变形破坏的特征及失稳模式。试验结果表明,在滑面形态变化大的部位开挖卸荷容易引起折线型滑面大型滑坡的局部复活;受开挖卸荷和降雨影响,滑坡后缘的开挖斜坡位移最大且最先失稳;受降雨的影响,滑坡前部位移较大,坡体表面变形破坏严重,开挖斜坡下部发育一条次级滑裂面,滑坡后缘和开挖平台前沿滑面坡度突变处各形成一条潜在主滑裂面。离心模型试验显示折线型滑面的滑坡受开挖和降雨的影响可表现出分级分块滑动的变形破坏特征。稳定性分析表明,降雨使折线型滑面的大型滑坡不同滑段稳定性系数不同程度降低,滑坡后缘、开挖斜坡和滑坡前缘处于不稳定状态。

基坑围护SMW工法桩施工对下卧盾构隧道变形影响分析

以苏州星港街隧道从上部近距离穿越地铁1号线盾构隧道工程为依托,对SMW工法桩围护加固过程中下卧盾构隧道变形监测数据进行分析,探讨基坑围护加固过程中下卧地铁盾构隧道结构的纵横向变形规律。分析结果表明,盾构隧道变形与SMW工法桩桩施工扰动、施工机械荷载有关,SMW工法桩施工期间下卧盾构隧道逐渐下沉,尤其是隧道两侧工法桩施工阶段下沉速率较大,隧道正上方施工期间隧道变形很小,围护加固结束后隧道变形稍有回弹;加固区内盾构隧道受影响比加固区外大,盾构隧道在横断面上呈竖向压缩、水平方向伸长状态,隧道变形轮廓为长轴近水平方向的椭圆。

库水位变化对观音坪滑坡稳定性影响的数值分析

为深入探究水库水位变化对滑坡稳定的影响,以西南地区某库岸滑坡为例,在探明滑坡工程地质条件和成因机制的基础上,通过建立三维数值模型来分析流固耦合作用下库水位变化对库岸滑坡稳定性及滑动模式的影响。通过数值计算,获得水库天然状态、初期蓄水、水位上升和下降条件下滑坡体内塑性区分布和x方向位移变化情况。结合数值计算结果和滑坡实际变形破坏规律综合分析库水位变化对库岸滑坡稳定性的影响。分析结果显示,水库初期蓄水造成滑坡体变形开裂,使坡体处于不稳定状态;水位上升对滑坡稳定性影响较小,水位下降后滑坡稳定性大幅降低,极可能发生失稳破坏;水库蓄水后坡体滑动模式由推移式向牵引式转变。

鹧鸪山隧道二次衬砌开裂机理及支护时机探讨

隧道二次衬砌开裂成因复杂,只有分清隧道二次衬砌开裂原因,才能对其提出合理的处治对策,以保证隧道施工、运营安全。文章以某高速公路(炭质)千枚岩隧道为例,基于隧道出口段二次衬砌开裂特征,结合现场监控量测以及工程地质条件,分析该隧道二次衬砌开裂主要原因是围岩地质条件差、围岩级别低且二次衬砌施作过早。然后进一步采用数值计算分析不同二次衬砌施作时机下的应力特征,结果表明:二次衬砌施作过早导致边墙和拱腰附近二次衬砌内侧产生较大的拉应力,且二次衬砌施作越早,拉应力越大,这将导致二次衬砌张拉开裂;在初期支护变形量为隧道最终变形收敛值的65%~70%之后施作二次衬砌较适宜。建议在类似隧道施工中加强监控量测,严格控制二次衬砌支护时机。

无衬砌黄土隧道压力拱模型试验及数值模拟

为研究无衬砌黄土隧道压力拱分布及发展规律,开展不同荷载下直墙圆顶隧道开挖物理模型试验,采用微型土压力盒测试围岩变形稳定后的内部应力分布,并利用数值模拟进行对比分析.试验及数值模拟表明,距洞壁约1.5倍洞径范围内,无衬砌黄土隧道围岩存在应力明显增大的区域.当荷载超过一定限值后,洞壁一定范围内的土体应力不再随荷载的增大而增大,出现明显的压力拱边界,黄土隧道围岩表现出一定的压力拱特性.荷载在20kPa以下压力拱范围和边界几乎不变,隧道围岩可以自稳;荷载大于20kPa后,随着荷载增大,压力拱边界及范围逐渐扩大,直墙附近压力拱范围扩展最快,拱肩次之,底板最慢.各级荷载条件下,直墙底部附近压力拱范围最大,拱顶最小,形成了最利于受力的拱脚扩大式压力拱.

深厚海相软土临河公路扩建地基处理方法探讨

针对临河段扩建公路,其主要特点是道路拓宽占用了原河道,公路拓宽部分的地基为深厚海相软土以及淤泥层与基岩风化层倾斜相交,需要加固处理。同时,软土地基处理后,对侧河岸需要改移外扩开挖,这会对地基处理效果产生不良影响,因此需要慎重选择地基处理方法。本文借助ABAQUS有限元软件和现场实测数据,对双向粉喷桩和预制方桩的经济性和处理效果进行比较,结果表明:(1)双向粉喷桩联合塑料排水板处理深厚海相软土层优于常规粉喷桩;(2)双向粉喷桩处理淤泥层与基岩风化层倾斜相交时,桩体某深度处将产生明显的滑移剪切面,而预制方桩处理不会出现该情况,因此,当淤泥层与基岩风化层倾斜相交时,应选择预制方桩处理。

基于CPTU土类指数的标贯值液化判别

为提高可液化地基液化判别的准确性,依托宿新高速公路共振法加固可液化地基项目,对共振法处理后的液化地基进行CPTU试验和SPT试验.对CPTU试验得到的土类指数I_c和SPT试验得到的标贯值N_(63.5)进行处理分析.结果表明,饱和砂土和粉土的标贯值N_(63.5)是土类指数I_c的一次函数(N_(63.5)=-18.8I_c+52.0),即土类指数越大,土性越接近黏性,标贯值越小.基于N_(63.5)与I_c的拟合关系式提出一种新型液化判别方法,即根据标贯值参照《建筑抗震设计规范》进行饱和砂土和粉土地基的液化判别,其中标贯值根据I_c计算获得,I_c则通过CPTU试验获取.与规范中SPT判别法相比,该方法可以提供连续的标贯值参数,与基于CPT的周期阻力比法相比,该方法计算简单.

TSP超前地质预报技术在鹧鸪山隧道中的应用

在隧道及地下工程的修建过程中,断层、破碎带易发生涌突水和坍塌等地质灾害,因此超前地质预报技术在隧道施工过程中尤为重要。阐述了TSP预报系统在隧道超前地质预报的基本原理和方法,结合工程实例进行超前地质预报试验,并将预报结果和实际开挖揭露的地质条件进行比较,进一步验证了TSP超前地质预报技术在隧道地质预报的准确性。

堆载及基坑开挖作用下被动桩水平受力及变形响应

为了研究被动桩在堆载及基坑开挖卸荷作用下的水平受力及变形规律,基于三参数地基模型,提出一种被动桩受力变形响应数值计算方法.首先,基于布西奈斯克解及明德林解析解,利用复合辛普森公式进行数值积分,求解得到堆载及开挖卸荷条件下被动桩处的水平附加应力.然后,采用Kerr地基模型,建立被动桩的挠曲微分方程,并利用有限差分法得到桩体挠曲微分方程矩阵表达式.计算结果表明:坑底卸荷引起的桩体水平附加应力约为侧壁卸荷作用下桩体水平附加应力的1/3,坑底卸荷对被动桩的影响不可忽略;堆载大小对桩体水平位移的影响略大于堆载区域尺寸,应避免集中堆载;基坑开挖深度对桩体水平位移的影响远大于基坑开挖面尺寸,开挖过程中宜采用梯次开挖方式.

千枚岩隧道二次衬砌开裂防治措施探讨

分析千枚岩隧道二次衬砌开裂特征及工程地质条件,得出二次衬砌开裂的主要原因是围岩压力过大,导致拱腰、边墙处出现拉应力过大。针对千枚岩软岩隧道二次衬砌开裂原因,采取加强支护参数的防治措施。利用数值计算分析,监测分析边墙、拱腰处二次衬砌内力变化情况,得出原设计支护条件下边墙、拱腰处二次衬砌内侧拉应力较大且接近混凝土抗拉强度标准值,采取防治措施后下边墙、拱腰处的二次衬砌内侧拉应力明显降低,远远小于混凝土标准抗拉强度。千枚岩软岩隧道采取增大预留变形量、加强钢拱架、增加二次衬砌厚度等措施可有效防止二次衬砌开裂,为类似工程提供参考借鉴。

千枚岩隧道二衬开裂防治措施探讨

分析千枚岩隧道二次衬砌开裂特征及工程地质条件,得出二衬开裂的主要原因是围岩压力过大,导致拱腰、边墙处出现拉应力过大。针对二次衬砌开裂原因,采取加强支护参数的防治措施,并利用数值模拟分析边墙、拱腰处二次衬砌内力变化情况。分析得出,原设计支护条件下边墙、拱腰处二次衬砌内侧拉应力较大且接近混凝土抗拉强度标准值,采取防治措施条件下边墙、拱腰处的二次衬砌内侧拉应力明显降低,证明该防治措施对千枚岩软岩隧道二次衬砌开裂取得了有效的防治效果,为下阶段设计施工提供参考借鉴。

高地应力隧道岩爆破坏特征物理模型试验研究

采用岩爆相似材料制作大尺寸物理模型,自主研制隧道开挖装置,进行二维应力隧道岩爆物理模型试验,研究高地应力条件下(侧压力系数λ=2)隧道围岩岩爆等脆性破坏特征。试验结果表明:隧道开挖后,围岩有较明显的压应变波动和突变现象,拱墙处局部出现拉应变;同时,声发射能量表现出剧烈增大现象,在应变、声发射特征这两方面均表现出高应力区隧道岩爆的征兆。高地应力条件下(侧压力系数λ=2),隧道拱顶和拱底压应力集中明显而最早发生破坏,拱墙出现拉应力作用,产生张拉裂缝。围岩脆性破坏从颗粒弹射开始,随后变为碎块剥落和裂缝扩展,其变形破坏特征表现出一定的岩爆特性。

成仁高速红层分布区开挖边坡变形特征及机制

四川盆地红层分布广泛,其特殊的工程特性常导致严重的地质灾害。通过分析成仁高速文宫连接线边坡的变形破坏特征,得出边坡在开挖和降雨的影响下破坏机制为蠕滑—拉裂。进一步用FLAC3D进行数值分析,显示开挖卸荷和降雨影响导致滑坡灾害,其后缘发生拉裂破坏,并引发滑坡前部发生剪切滑移破坏。针对该类型的边坡,开挖后应对路堑以上部分及时采取加固措施,避免降雨入渗软化土体,加剧滑坡变形破坏。

基于BP神经网络的降雨量对恒重式路肩挡土墙位移研究

将传统神经网络结构中的神经网络激励函数改进为一反对称函数,运用BP神经网络对实际工程的降雨量对恒重式路肩挡土墙变形位移进行分析,利用监测数据进行训练模拟,并与实际的位移量进行对比,对相似工程地质条件、水文条件下路肩挡土墙设计提供了设计依据及设计参考。

基于FLAC数值模拟的边坡稳定性分析

阐述了边坡的概况和工程地质条件,根据现场勘察和室内实验数据,利用FLAC软件的处理功能,动态显示了该边坡的剪应变增量、塑性区及总位移的演化情况,并求得边坡的稳定系数Fs,将计算结果同边坡实际变形情况进行比较,二者具有较好的一致性。表明基于FLAC对边坡的稳定性分析,可以较形象地反映边坡潜在滑移面的动态演化规律及具体位置,求出边坡稳定系数,进而合理评价边坡的稳定状态。

热-力作用下隧道岩爆温度效应的物理模型试验

随着西部大开发战略的深入实施,重大工程建设中遇到越来越多的高地温和高地应力隧道。为了研究这类隧道工程在高地温和高地应力耦合作用下发生岩爆的特性,通过一系列技术研发,在二维地质力学模拟试验加载系统上成功进行热–力作用下隧道岩爆温度效应的物理模型试验。在研制具有岩爆倾向的硬脆性岩爆相似材料基础上,自主开发大型物理模型温度场加载系统和隧道开挖装置,考虑20℃,40℃,60℃,80℃四种温度和侧压力系数为2的高地应力作用,共开展4个模型试验。试验研究结果表明,在20℃~80℃温度范围,温度增大提高了材料的硬脆性,围岩能积聚更高弹性应变能,温度应力引起的洞壁切向应力以及应力差增大,为岩爆创造了更有利的条件。模型温度越高,围岩破坏前变形越小,模型破裂过程中释放的能量越大,破裂源越多;随着温度增高,围岩脆性破坏更强烈且更突然,渐进过程越不明显,岩爆剥落弹射的块径更大。因此,在热力耦合作用下隧道岩爆表现出在一定温度范围内随着温度增大而更加强烈的规律。