天然砂砾改良膨胀土力学指标试验及模型分析

以湖北省宜昌市机场路扩建工程沿线的膨胀土为研究对象,通过掺入天然砂砾对其进行物理改良,研究其对膨胀土CBR值、回弹模量、无侧限抗压强度和抗剪强度等力学强度指标的影响,并建立相对应的数学预估拟合模型,然后通过补充室内试验,验证了数学预估拟合模型的准确性及精确度.试验结果表明:膨胀土中掺入天然砂砾后,力学特性显著提高,且满足路基规范的规定值;掺入天然砂砾后,随着掺入量的增加,改良土体的最佳含水率逐渐减小,最大干密度逐渐增大,CBR值和回弹模量都得到有效提高,无侧限抗压强度呈先增大后减小的趋势,并在天然砂砾的掺量为20%时达到最大值,内摩擦角呈增大趋势,而黏聚力呈线性减小趋势;室内试验得到的力学指标数学预估拟合模型,通过补充室内试验验证后,证明其是比较准确且精确度较高的.

隧道逃生管道设计中的圆管冲击计算

针对隧道施工中的塌方事故,进行了隧道逃生管道系统设计的研究。首先进行了隧道中块石下落对圆管的冲击计算,考虑弹塑性变形,计算了两球形碰撞时的冲击力。进一步进行了圆管撞击大变形和破坏的计算,从而得到圆管凹陷变形值。取不同钢管厚度和不同岩石刚度进行计算的结果表明,圆管厚度越大,或者岩块刚度越小,凹陷值越小。初步设计中,取钢管直径为0.82 m、厚度为10 mm,隧道内直径0.5 m块石下落引起的圆管凹陷计算变形值约为直径的1/4,在允许范围之内,即不影响人员逃生通过,因而认为是安全的。计算结果为隧道逃生管道的设计提供了依据。

隧道逃生管道的冲击实验与仿真模拟

针对隧道施工中的塌方事故,进行了隧道逃生管道的系统设计。首先进行了圆管承受横向冲击荷载的现场实验,研究了冲击能量与变形模态、凹陷变形之间的关系。其次采用ANSYS LS-DYNA进行了仿真模拟,给出了凹陷变形的时程曲线,获得了与现场实验较一致的结果。实验研究与数值模拟结果表明,砂垫平铺圆管的横向冲击变形主要为冲击点局部凹陷,结构的整体弯曲变形可以忽略。同时,根据岩块大小和下落高度,可以通过计算凹陷变形而确定圆管厚度,为逃生管道的安全设计提供依据。

隧道开挖面附近约束损失分析

隧道开挖面附近呈现三维应力状态,分析开挖面附近围岩与支护的相互作用较为复杂。这种复杂的应力分析往往需通过三维数值模拟来解决。然而,采用径向虚拟支护压力的约束损失概念,能近似地将三维应力转换为二维应力进行分析。隧道约束损失通常以洞壁径向位移为研究对象,本文采用隧道围岩弹性变形以及塑性变形的收敛线,分析这两种情况下的约束损失与位移释放的关系,介绍了位移释放率沿隧道纵轴线的分布规律。采用FLAC3D模拟了静水应力场下无支护圆形隧道,研究了岩体膨胀角、摩擦角以及粘聚力对开挖面的位移释放率的影响,并和已有公式的纵断面曲线进行了比较。研究结果表明,隧道的位移释放率受岩体膨胀角影响较大,而受粘聚力的影响很小。

宜昌长江公路大桥建筑环境美学研究与探讨

结合沪蓉国道宜昌长江公路大桥工程实际 ,从环境保护和景观美化两方面简要介绍桥梁建筑环境美学的技术问题以及处理方法。

高等级公路强膨胀土区域特殊路堑边坡和路基的处理技术

膨胀土路段由于其具有的强胀缩性,在高等公路路基施工中往往因处理成本较高而难以根治,并易造成运营阶段路面隆起、开裂,边坡滑塌等病害。结合对某机场进场道路改扩建工程K0+640~K0+880路段强膨胀土路堑边坡及路基的具体处理措施进行了总结和回顾,突出阐述了与常规处理方法的不同。

天然砂砾改良红黏土的力学指标试验及数学模型预估

作为路基填料的红黏土,掺入天然砂砾改良后其力学指标会发生相应的变化。为了探究这种变化趋势,在红黏土中掺入10%,20%,30%,40%,50%的天然砂砾,分别进行CBR值、回弹模量值、无侧限抗压强度值、抗剪强度指标试验。试验结果表明,掺砂能显著改善红黏土的水理特性和力学性能;随着掺砂比例的增加,CBR值、回弹模量值均增大;无侧限抗压强度值随着掺砂量的增加,先逐渐增大后逐渐减小,当掺砂量达到30%时,无侧限抗压强度达到最大;黏聚力随着掺砂比例的增加而减小,内摩擦角随着掺砂比例的增加而增大,抗剪强度随着掺砂比例的增加先增大后减小,当掺砂比例达到30%时,抗剪强度达到最大值。在此基础上,对各力学指标与掺砂量之间的关系进行了曲线拟合,建立起了数学模型。最后,在红黏土中掺入5%,15%,25%,35%,45%的天然砂砾,补充各力学指标试验,将试验值与理论计算值进行比较。结果表明,力学指标模型计算值与试验实测值吻合较好,相对误差大多控制在5%以内,建立的数学模型具有较好的适应性。