库水位变化和降雨条件下边坡渗流特性及稳定性分析

我国西南地区地质构造复杂,降雨充足,地下水对岸坡稳定性的影响相对突出.以该地区某泄水建筑物进口边坡为原型,根据饱和-非饱和渗流理论和极限平衡理论,利用有限元分析软件Geo-Studio,对该边坡在不同降雨及水库水位升降条件下的渗流和稳定性进行了模拟计算.结果表明:边坡内的地下水位随库水位变动而变动,边坡的稳定性系数在库水位上升时先不断减小后缓慢增大;在库水位下降时先减小后逐渐增大,且下降速率越大,稳定性系数越小;在降雨入渗条件下,边坡的地下水位会有一定的抬升,同时边坡的稳定性系数相应减小.研究结果,可为边坡稳定性分析和水库安全运行提供可靠依据.

不同卸荷损伤程度砂岩吸水特性试验研究

针对边坡岩体开挖卸荷后遇水极易失稳的现象,以三峡库区典型砂岩为研究对象,通过三轴加卸荷试验确定岩样不同卸荷损伤程度,然后进行自由吸水试验,研究不同卸荷损伤程度砂岩的吸水特性变化规律。试验结果表明:①岩样吸水后表面水位高度的变化具有明显的时间效应。吸水初期,水位高度增加速度较快,之后逐渐减小。②岩样吸水稳定后,水位高度随卸荷量的增加而增加。当卸荷量较大,卸荷损伤岩样有裂缝产生时,吸水速度明显增加,且水位高度沿着裂缝均匀分布。③同一围压下的岩样,吸水率随着卸荷量的增加而增加,其增加速度也随着卸荷量的增加逐渐加快。这是由于随着卸荷量的增加,岩样内部裂纹逐渐扩展,当卸荷量继续增加至岩样内部裂纹贯通后,吸水率就随之急剧增加。当裂纹最终贯通以后,岩样的吸水率与围压之间的关系不再显著。④当卸荷量为一定值时,随着围压的增加,卸荷损伤岩样吸水率逐渐增加。但是当卸荷量较大时,岩样吸水率随着围压的增加先增大后减小,但变化幅度较小。上述成果可为开挖卸荷边坡支护时机及方案的选择提供一定的借鉴。

水压循环作用下砂岩损伤本构模型研究

针对三峡库区水位反复升降作用下岩体质量劣化易致边坡及地基失稳的问题,以三峡库区典型砂岩为研究对象,利用岩石全自动多功能三轴流变仪开展了不同水压循环作用次数下砂岩力学特性试验研究。结果表明:水压循环次数越多对砂岩试样造成的损伤越大;根据水压循环过程中岩体的应力应变关系曲线特征,借助损伤理论及Weibull概率密度函数,建立了考虑砂岩损伤效应的损伤统计本构模型。对比分析表明:该模型与试验曲线符合较好,能够较好的反映水压循环作用对砂岩的损伤效应;随着水压循环作用次数的增加,Weibull分布参数F和m均逐渐减小; F与围压之间呈指数关系,而m与围压之间呈负指数关系,揭示了水压循环作用下岩样宏观强度逐渐降低的特性。研究成果对库区边坡及地基在水压循环作用下的稳定分析具有一定的参考价值。

极端环境下工程边坡运行稳定性模拟分析

利用有限元软件ADINA对某水电站进口建筑物边坡在极端环境(降雨工况、地震工况、降雨地震组合工况)下进行了数值模拟,分析其变形和应力发展规律,并对边坡稳定性进行评价.得出如下结论:在降雨和降雨地震组合工况下,处于第一开挖平台处的岩体水平位移较大,处于第二开挖平台处的竖向位移较大,在该处易引起边坡失稳,但在地震工况下位移分布规律较好,故在开挖平台处需对边坡采取以排水为主的防范措施;在3种工况下边坡基本都处在受压状态下,受拉区域较小,但受拉最大值发生在同一位置,需对该位置进行重点监测;通过塑性区分布图的对比可发现地震是影响该边坡稳定的最关键因素,降雨地震组合工况为最不利于边坡稳定的工况.

不同载荷水平砂岩吸水特性实验研究

针对边坡岩体受损后吸水特性发生变化进而导致稳定性降低的问题,选取三峡库区典型砂岩为研究对象,对不同载荷水平砂岩的吸水特性进行实验研究,结果表明:随着时间的增加,砂岩吸水曲线水位高度上升速率逐渐减小,并最终趋于稳定;随着载荷水平的逐渐升高,砂岩吸水率先减小后增加,当载荷水平较高导致岩样出现裂缝后,岩样吸水能力极大提高,短时间内水位高度迅速上升.岩样的吸水曲线水位高度局部较高区域恰好在主裂缝附近,而较多的小裂缝处的水位高度线分布散乱.该研究揭示出可根据岩体表观吸水曲线特征来预测岩体内部结构变化情况.

裂隙岩体渗流概述

从岩体应力场对渗流的控制作用、渗流对岩体的作用机理、应力—渗流耦合三方面,分析了裂隙岩体渗流的主要问题,阐述了裂隙岩体三个基本模型的原理和优缺点,为合理选取裂隙岩体渗流计算模型提供了参考。

三拱肋钢管混凝土拱桥施工控制技术研究

为保障桥梁施工过程的安全以及成桥后内力和线形符合设计及规范要求,以某三拱肋钢管混凝土桥为例,开展了基于Midas的有限元施工过程数值仿真,确定了合理的力学模型,较为准确地获得了施工控制目标参数。通过调整首批吊杆张拉顺序及索力,优化了拱肋应力状态,避免了较大拉应力工况的出现。针对实测获得的吊杆索力偏差,在吊杆张拉影响敏感性分析的基础上,根据计算确定了吊杆索力调整值。实践表明,桥梁吊杆索力、拱肋应力状态及线形、系杆应力状态及线形与控制目标基本吻合,满足设计及规范的相关要求。

三拱肋钢管混凝土拱桥施工控制技术研究

为保障桥梁施工过程的安全以及成桥后内力和线形符合设计及规范要求,以某三拱肋钢管混凝土桥为例,开展了基于MIDAS的有限元施工过程数值仿真,确定了合理的力学模型,较为准确的获得了施工控制目标参数,釆用闭环控制方法开展了三拱肋钢管混凝土桥施工控制工作。通过调整首批吊杆张拉顺序及索力,优化了拱肋应力状态控制了较大拉应力的出现。针对实测获得的吊杆索力偏差,在吊杆张拉影响敏感性分析的基础上根据计算确定了吊杆索力调整值。实践表明,桥梁吊杆索力,拱肋应力状态及线形,系杆应力状态及线形与控制目标基本吻合,满足设计及规范的相关要求。

水稳基层双层连铺施工技术在工程中的应用

高速公路水稳层设计一般为51cm,施工过程中通常采用17cm+17cm+17cm分三层摊铺,该施工方法能最大限度确保水稳施工质量,但每层施工完成后需要7天的养护期,存在施工效率低的缺点。为推广应用一种既能确保施工质量又能加快施工进度的水稳施工技术,巨单高速公路项目进行了三种不同厚度组合的水稳施工试验,最终确定采用双层连铺施工工艺,分析了其优越性,并对进一步优化提出了设想。

高速公路交安工程钢护栏环氧锌基聚酯防腐技术经济性浅析

钢护栏由碳钢材质制作而成,防撞性能是其最核心的指标,但碳钢材质在户外使用过程中会受环境影响逐渐生锈、减薄,防撞性能也会随之减弱直至丧失,因此必须对钢护栏采取防腐措施以确保其防撞性能不随环境变化大幅下降。传统防腐工艺能耗高、污染大,已不能满足社会发展的需求,为响应“绿水青山就是金山银山”的国家战略要求,巨单高速公路钢护栏采用环氧锌基聚酯防腐技术取代传统热镀锌防腐工艺,不仅达到了环保的目的,而且兼具良好的经济效益和社会效益。

钢管桩贝雷梁组合支架在大跨度下承式系杆拱桥中的应用

荷泽市新万福河大桥主桥结构形式为下承式钢管混凝土系杆拱,采用纵横梁体系,一跨跨越新万福河。主桥纵横梁采用4>630X10nim钢管桩+钢管立柱+卸落砂箱+40工字钢+贝雷片桁梁结构的组合支架体系进行现浇施工,组合支架体系施工前先进行3组钢管桩承载力检测试验,以确定钢管桩的入土深度;支架搭设完成后在底模相应位置布置沉降观测点,布设完成后利用砂袋进行预压以达到消除支架弹性、非弹性变形和地基不均匀沉降的目的。该组合支架体系简便轻巧、安全可靠,不仅可以有效克服风阻力和雨季水位上升的影响,同时支架搭设速度快,能为纵横梁施工节省大量时间。