冻融循环作用下黄土抗剪强度劣化试验研究

黄土地区冻融现象时常发生,这一气候现象对土体强度劣化显著,影响工程安全建设和正常使用。针对黄陵地区Q2黄土开展不同条件下的三轴剪切试验,探讨含水率、初始围压等因素对黄土抗剪强度的影响规律。结果表明:黄土土样处于相同的含水率和围压的条件下,冻融循环次数对土体内部应力值有较大的影响;土体的黏聚力随着冻融循环次数的增加不断减小,且变化幅度逐渐变小,而土体内摩擦角变化不大。获得冻融次数、含水量和黏聚力三者之间的曲线关系,得到三者之间的拟合公式。试样破坏特征显示:试验后土样的破坏形式主要为剪胀、劈裂和剪切三种类型,随冻融循环次数的增加,破坏形式从剪胀破坏过渡到劈裂破坏。

含水率差异对膨胀性红黏土隧道施工力学行为的影响

膨胀性红黏土因其特殊的水敏性,使得自身遇水膨胀,是造成隧道围岩失稳的重要原因。为建立含水率与膨胀率的关系,从而明确含水率变化对大断面膨胀性红黏土隧道及支护结构受力变形的影响,以银西高铁庆阳膨胀性红黏土隧道为研究背景,通过现场监测确定围岩含水率波动范围;结合室内试验建立含水率与膨胀性和抗剪强度的对应关系;将土体含水率变化条件下的膨胀关系同材料受热膨胀特性进行联系,利用ABAQUS内置的温度应力场模拟湿度应力场,分析不同含水率作用下隧道围岩压力、衬砌结构内力与变形量值的重分布规律。结果表明:开挖后不同含水率最终趋于饱和时,随着初始含水率的降低,围岩及支护结构受力增大,仰拱与拱脚处相对位移提高,拱顶、拱腰与边墙处相对位移降低,整体安全系数逐渐降低;对开挖后洞周平均含水率20.7%而言,最终趋于饱和时围岩压力安全系数为2.2,衬砌安全系数为1.1,围岩相对位移为0.97%;相比于围岩压力和衬砌结构受力,含水率变化对洞周围岩变形影响最大;基于特殊地质情况,建议将隧道预留变形量提至150~180 mm。

深埋土质隧道钢拱架空间受力特征研究

软弱围岩所采用的复合式衬砌中钢拱架是初期支护中主要的围岩压力承载结构。为了研究土质隧道三台阶法开挖衬砌结构内的钢拱架空间受力状态,通过现场实测钢拱架内力、拱架间作用力获得钢拱架空间受力特征,同时通过数值模拟验证了增加横向工字钢支撑的拱架加强方案的合理性。对比所提的加强方案对拱架受力特征的影响,给出一种基于空间受力状态的拱架承载力加强方案,并结合庆阳隧道给出拱架间支撑合理布置方案,旨在为充分发挥钢拱架承载能力、节约材料、优化初期支护设计提供借鉴和参考。

大断面上新统红色泥岩(N_2^(Cr))隧道支护受力特征研究

甘肃庆阳新近纪上新统红层由于特殊的成因,其工程力学特性与南方红黏土有较大差别。为系统研究穿越该地层大断面隧道支护结构的受力特征,以银西高铁庆阳隧道为研究对象,通过现场实测和有限元模拟获得衬砌结构内力、围岩压力、5～10 m围岩深部位移、支护收敛变形的时空分布特性,对现场监测结果体现的衬砌-围岩复合结构受力状态产生的原因进行分析,并利用ABAQUS软件模拟隧道开挖过程以对比验证衬砌结构受力规律,得出该地层隧道地应力、围岩压力、衬砌结构内力特征。研究结果表明:1)围岩各项指标属于极硬土—极软岩临界范畴。2)该地层衬砌结构围岩质量较好,水平地应力为垂直地应力的2倍,可优化为Ⅲ—Ⅳ级围岩进行设计的同时增大侧压力系数。3)未闭合的初期支护不能有效限制围岩变形,可通过设置临时仰拱等措施改善受力状态;数值模拟结果与现场实测规律相符。4)该地层变形剧烈区为洞周开挖界限向围岩内1倍洞径范围,变形区域主要集中在拱顶;延迟开挖仰拱可有效减少仰拱内衬砌结构受力。

含水率对泥质粉砂岩损伤劣化规律影响研究

为研究分析在高地应力条件下,含水率对泥质粉砂岩损伤劣化和变形破坏规律的影响,据此在15、25和35 MPa的高围压下,通过对干燥、二种自然含水、自然饱水和强制饱水5种不同含水状态的泥质粉砂岩进行三轴压缩试验,研究岩石受到水岩作用对岩石强度、变形特性及其损伤、破坏的影响。研究结果表明:随着含水率的增大泥质粉砂岩的强度、变形特性和破坏模式等损伤劣化规律明显;基于Weibull分布,利用峰值强度和弹性模量,结合含水率与岩石损伤本构模型参数之间的关系,从而建立了可以反映多条试验曲线的统计损伤本构模型。所建立的统计损伤本构模型与试验曲线大致相吻合,可以较好地反映高应力下条件下水岩作用下岩石的水化损伤破坏。

深埋大断面土质隧道初期支护结构受力特征研究

研究目的:新奥法中初期支护结构作为承受围岩压力的主要结构有着重要的作用。为研究深埋大断面隧道复合衬砌中初期支护结构的受力特性,本文以银西高铁庆阳某隧道为工程依托,通过现场监测,得到深埋大断面红黏土隧道的围岩压力、钢拱架内力与混凝土内力变化规律,分析初期支护结构内力变化规律及分布特征。研究结论:(1)红黏土大断面隧道两侧的围岩压力大于拱顶和仰拱内的围岩压力;(2)初期支护结构内力呈现出上大下小的分布规律,且钢拱架承担了大部分围岩压力;(3)可考虑在边墙及拱顶增高钢拱架标号,仰拱内减少拱架截面积,以达到充分利用材料降低造价,提高衬砌结构可靠性;(4)本研究结果可以为类似地质条件下衬砌设计优化及隧道初期支护的施工组织提供参考。

基于数值模拟研究淤泥土地层中基坑开挖对下部地铁隧道的影响

针对深圳某机场项目捷运隧道基坑下部为正在运行的地铁11号线,基坑施工过程中不但要保证基坑的安全,同时也要保证地铁的正常运行。本文在施工前利用有限元分析软件对基坑开挖的全过程进行了动态模拟,分析周围地层和地铁隧道的变形情况,研究了咬合桩+内支撑支护方案对基坑开挖过程中下部地铁隧道变形的保护强度。通过分析发现,基坑底部土体隆起值1.53cm,隧道最大变形8mm,均符合相关要求。

不同热处理温度下红层泥岩的失重-膨胀机制研究

为了研究川东上沙溪庙组红层泥岩在不同热处理温度下的质量、裂隙、孔隙、微观结构及膨胀性能的变化规律,开展不同温度热处理实验,采用场发射电子显微镜、N2吸附孔隙测定及数字化放射影像实验(DR),对热处理岩样的微观结构差异性、细观孔隙特征及宏观裂隙发育规律进行研究,获取岩样烘干过程的质量变化与膨胀规律,以揭示热处理对泥岩膨胀机制的影响。结果表明:(1)随着热处理温度的升高,岩样质量损失呈现快速失水-缓慢失水及缓慢失水2种模式,上沙溪庙组红层泥岩中水分完全排出需要>130℃的热处理温度;(2)高温热处理出现黏土矿物层间张开及沿层断裂的现象,而低温热处理多为层内断裂,热处理温度对热处理后宏观裂隙的贡献度低于原生裂隙;(3)随着热处理温度的降低,孔隙内0.5~2 nm的细小颗粒明显增多,在110℃时该颗粒物数量达到峰值。热处理温度对微观孔隙尺寸影响明显,与天然状态的孔隙单峰分布相比,高温热处理后孔隙分布呈现双峰的规律;(4)低温处理下呈现出宏观裂隙控制型,而高温处理下呈现出宏观裂隙-微观孔隙控制型的膨胀模式,且提高热处理温度可显著提高快速膨胀阶段的曲线斜率及最终膨胀量。研究结果揭示了不同热处理温度处理下微观结构-孔隙特征、宏观裂隙发育规律及热处理温度对膨胀特性的影响,同时可预判已知热处理条件下,上沙溪庙组红层泥岩烘干程度,对特定条件下膨胀率最终值的修正提供参考。

老外在中国：关掉电视，畅游书海

我搬到中国后,感受到的众多好处之一便是我对阅读的兴趣大增.由于自己喜欢的电视节目需要大费周章才能收看,我便转向阅读电子书.我渴望了解生活的新环境,由此开始阅读中、外作家的作品.早在12岁时,我就读过革命先驱孙中山的传记,但那时我从没想过会在这里生活.

卢森堡将成为世界首个公交全免费的国家

学习心得:找比自己水平高的资料,大量输入,大胆输出。用英文教自己英文,听原版故事,读原版书籍,看原版电影,遇到机会不要犹豫,勇敢发挥。欧洲有一个袖珍国,国土面积仅2500多平方千米,它就是卢森堡。但就是这个小国,它将成为世界上首个公共交通全免费的国家。今年夏天起,市民乘坐火车、电车和巴士统统免费。