上软下硬地层盾构下穿既有隧道扰动变形研究

针对上软下硬倾斜地层中,盾构下穿既有地铁时的管片变形控制问题,以武汉轨道交通7号线下穿既有2号线工程为背景,采用三维数值模拟方法和离散元软件3DEC建立地铁2号线管片模型,同时使用FLAC3D软件进行三维数值分析,探讨新建隧道与既有隧道间距、地层倾斜和注浆填充对既有地铁及周边地层的影响。分析结果表明:既有隧道沉降值受地层条件和隧道间距影响显著,尤其在新建盾构隧道与既有隧道距离较近时;既有地铁管片加固和新建隧道注浆填充对控制上软下硬地层条件下新建隧道近接下穿既有隧道的沉降变形具有显著效果。在新建盾构隧道施工前需对既有地铁管片的前期变形量进行准确分析,确保既有隧道安全,且加固和注浆填充措施对于类似工程的变形控制至关重要。

深井软底沿空留巷围岩变形及控制分析

为解决深井软底沿空巷道在高应力环境下变形严重等问题,以杜儿坪矿43209工作面为例,针对围岩变形特征,提出了“超前弱化钻孔+顶板高强锚注+反底拱让压填充+底板注浆+巷旁柔模充填体”的支护方案,通过施工超前工作面弱化钻孔,结合注浆及底板填充让压材料,实现柔性支护。现场试验结果表明,采用优化后的支护方案后,顶板位移量由327 mm减小至108 mm,底板位移量由614 mm减小至149 mm,煤帮位移量由294 mm减小至62 mm,巷道收敛率明显减小,达到了良好的效果。

深部软岩底抽巷支护结构及数值模拟研究

为解决深层软岩底抽巷的支护难题,以赤峪矿底抽巷围岩为实例,结合实际工程背景,提出锚网喷与顶板锚索结合的支护方案。同时将工程实测数据与ABAQUS有限元软件模拟结果相结合对支护方案的有效性和合理性进行了全面讨论。结果表明围岩应力主要集中在巷道底板偏下部位以及顶板偏上部位;锚网、索、杆位移变化集中出现在锚网的帮部位置处;围岩浅部变形量较小,应力值较低,说明支护结构发挥出支护效能,起到很好的主动支护作用。

市政道路上硬下软反倾边坡变形破坏及稳定性分析

为有效探究上硬下软反倾边坡破坏机理,文中以贵安新区高峰污水处理厂市政道路改扩建项目YK17+500-YK17+700段反倾边坡治理为例,系统分析上硬下软反倾边坡变形破坏特征、机理,并建立数值模型,对边坡稳定性实施计算与评估。结果显示,边坡开挖及雨水渗透作用为滑坡形成提供条件;该边坡在当前状态及开挖至设计标高条件下,其稳定性已不符合标准要求,需实施加固处理,并充分考虑后续可能出现的深层滑移。

基于深海矿车-稀软土相互作用的矿车触底过程分析

多金属结核赋存在深海5.0 km左右的平原区域,该区域的稀软沉积物含水率高、承载力低。深海采矿车在触底过程中,矿车下方稀软沉积物受到冲击后易发生扰动破坏,从而极易引发矿车沉陷,这将严重影响矿车的正常作业,甚至会导致停机。矿车是否沉陷与其触底后的应力分布形式密切相关,但尚无理论对其进行分析。通过开展采矿模型车不同触底速度下的触底试验,揭示了矿车触底后下方土体竖向应力随时间的变化规律及分布范围。在传统理论基础上,推导并验证了一种考虑履齿影响的竖向应力值的理论公式。研究发现,触底后下方土体的应力值会快速增长并趋稳定,且达到稳定应力值所需时间与触底速度成反比。随着触底速度增大,矿车下方应力泡形状会从平滑单峰向单峰两侧有平台的形状变化,车体正下方的应力传播得最远。相对于平板,履齿板应力影响深度显著增加。经误差分析,改进的理论公式比传统理论与试验结果吻合效果更好,提升了深海矿车触底后应力计算精度。文中研究围绕矿车触底后的海床应力分布进行了一系列讨论,可为深海矿车低扰动、防沉陷设计提供理论参考。

弱胶结软岩巷道底鼓控制关键技术研究

针对老公营子煤矿6号煤层西翼工作面运输巷道底鼓,影响煤矿井下运输和安全生产的问题。首先对巷道底板的岩性及结构进行取样和测试,发现其中含有亲水性较高的粘土矿物。其次,从巷道底板的力学机理出发,建立了巷道底板力学模型。通过增加底板锚固层厚度,可以有效控制底板变形,保证巷道围岩的稳定性。通过FLAC3D数值模拟分析现有巷道支护方案下的巷道变形,与现场实测变形结果相吻合,表明现有支护方案和参数不合理。对巷道支护方案进行合理优化,提出了“生石灰底铺层+预应力锚索+混凝土弧形梁+金属网+C20高强混凝土充填”的反底拱结构支护优化方案,并于井下试验段进行工业验证。结果表明,优化后的巷道支护方案对控制顶底板及两帮变形的效果显著,有效保证了矿井的安全高效生产。

基于数值模型的软基水闸底板脱空反演

本研究以基于数值模型的软基水闸底板脱空反演为研究对象,旨在通过数值模拟和分析,深入探讨软基水闸底板脱空对水闸结构动力特性的影响。通过建立有限元模型和响应面模型,对不同工况下的脱空参数进行了反演,并将反演结果与实际值进行了对比。研究结果表明,基于模态参数的软基水闸底板脱空反演是合理可靠的,为水闸结构损伤诊断技术提供了理论支持。

自然崩落法采区地压活动控制技术研究

某铜矿自然崩落法矿山自生产以来底部结构反复受压,造成巷道破坏,为生产带来极大困扰。矿山针对不同的来压情况及破坏形式进行支护试验,并利用沉降观测、微震监测和应力监测等手段对底部结构围岩、支护结构进行监测。经过现场支护试验研究与现场监测,发现断层带最有效的支护方式是刚柔并济,并从超前支护、控制拉底推进线、控制出矿等方面总结出了采场地压活动控制技术。该方法对底部结构地压活动控制具有指导性意义,可为自然崩落法矿山或地压较大的矿山提供参考。

软煤厚煤层工作面底三角煤高效回收技术

针对软煤厚煤层沿顶掘进顺槽底三角煤丢失严重问题,设计2次落底、2次顶部充填工艺,采用速凝早强高水充填材料,混合浆约15 min失去流动性,30 min完全固化,3 d达最终强度3.8 MPa。效果考察表明:每天一班充填,可以满足5 d的推进需求,实现了底三角煤安全高效回收,实际经济效益达到1610万元,延长了矿井服务年限,缓解了采掘衔接紧张。

动压影响下软岩巷道围岩控制技术研究

3506回风巷围岩为软岩且巷道受本采面、邻近采面采动压力影响,围岩变形量较大且局部位置支护体系面临失效问题,给巷道后续使用带来较大影响。对回风巷现场条件及围岩变形特征分析基础上,提出采用高强预紧力锚杆(索)+底角锚杆+巷帮锚索方式进行支护,通过高强预紧力锚杆(索)强化顶板及巷帮围岩支护强度,提高支护体系与围岩耦合效果;采用底角锚杆可降低甚至阻隔顶板及巷帮压力对底板影响,提高底板抗底鼓能力;巷帮锚杆可将巷帮应力向深部转移,减少巷帮表面位移量。现场应用后,3506回风巷在动压影响下围岩变形量始终在允许范围内,为巷道正常使用创造良好条件。

基于GPR代理模型和GA-APSO混合优化算法的软基水闸底板脱空反演

软基水闸底板脱空是水闸在长期服役期间受水流侵蚀等环境因素影响所产生的一种危害极大且难以察觉的病害。由于其病害部位于水下,传统方法难以检测,该研究提出一种基于高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)代理模型和遗传-自适应惯性权重粒子群(genetic algorithm-adaptive particle swarm optimization,GA-APSO)混合优化算法的水闸底板脱空动力学反演方法,用于检测软基水闸底板脱空。首先,构建表征软基水闸底板脱空参数和水闸结构模态参数之间非线性关系的GPR代理模型;其次,基于GPR代理模型与水闸实测模态参数建立脱空反演的最优化数学模型,将反演问题转化为目标函数最优化求解问题;最后,为提高算法寻优计算的精度,提出一种GA-APSO混合优化算法对目标函数进行脱空反演计算,并提出一种更合理判断反演脱空区域面积和实际脱空区域面积相对误差的指标—面积不重合度。为验证所提方法性能,以一室内软基水闸物理模型为例,对两种不同脱空工况开展研究分析,结果表明,反演脱空区域面积和模型实际设置脱空区域面积的相对误差分别为8.47%和10.77%,相对误差值较小,证明所提方法能有效反演出水闸底板脱空情况,可成为软基水闸底板脱空反演检测的一种新方法。

扩底螺杆桩复合地基在高速铁路中的应用分析

文中根据理论分析、公式推算的方法,结合高速铁路现场实例,以螺杆桩为对象,在同工况下对等径螺杆桩和扩底螺杆桩进行平板荷载、低应变试验,对比分析CFG桩、等径螺杆桩和扩底螺杆桩的单桩承载力以及加固效果的差异,并分析其原因,提出了扩底螺杆桩技术可有效提高单桩承载力以及节约工程投资的观点。

软岩巷道中锚杆参数对围岩稳定性的影响分析

为解决软岩巷道围岩控制难题,结合许疃矿32310底抽巷工程资料,采用ABAQUS软件开展不同锚杆参数下巷道围岩变形模拟,综合考虑锚杆长度与间距、围岩变形规律和成本控制以确定优化支护方案。结果表明:巷道开挖后,两帮位移变形较大,围岩两侧及衬砌连接处出现竖向应力集中;随着锚杆长度的增加,围岩变形量仅增加了0.52%,应力及塑性区分布无明显演化趋势;随着锚杆间距的增大,两帮移近量和衬砌连接处应力峰值分别增加了102.07%和34.02%;最终确定优化支护方案中锚杆长度为2000 mm,间排距为400 mm×400 mm。该优化支护方案对软岩巷道变形控制与原支护方案相比效果较好,两帮移近量与衬砌连接处围岩应力分别减少37.56%和16.13%。

隧底富水围岩脱空条件下重载铁路隧道动力响应

为研究隧底围岩脱空对水-力耦合作用下重载铁路隧道动力响应特性的影响,采用现场试验与数值模拟相结合的方法,分别以竖向位移、孔隙水压力和竖向动应力作为评价指标,分析了不同脱空形状(椭圆、余弦和矩形)下富水隧底结构的动力响应规律,提出了一种符合实际的脱空形状,确定了富水隧底围岩的脱空阙值。研究结果表明:随着脱空宽度的增加,隧道底部结构动力响应不断增大,且脱空宽度超过一定值后动力响应变化加剧,这种现象在脱空区域尤为明显;3种脱空形状下,以矩形脱空动力响应最大,椭圆形脱空次之,余弦形脱空最小;其中,椭圆形脱空最符合实际,该脱空下基底动力响应是无脱空情况下的4.2倍,隧道底部围岩脱空阙值为0.6 m。研究结果可为富水重载铁路隧道行车安全及脱空病害整治提供依据。

急倾斜横式端头液压支架的优化设计

对于底板松软、积水、浮煤较多的复杂巷道,常规的急倾斜横式端头支架因体积大、重量重,移架时常出现轧底现象,严重影响综采工作面的正常推进。针对这些问题对原有的急倾斜横式端头支架进行了优化设计,优化后的端头支架具有抬高行走功能,即使在松软底板巷道中也能顺利移架。

地铁软土地层超深地下连续墙施工技术探析

文中以北京地铁3号线一期工程为例,对软土地层超深地下连续墙施工技术进行了分析,以满足设计要求,提升施工质量和软土层地铁工程施工水平。

高速铁路斜底深厚流塑状软土地基加固处理设计

高速铁路技术标准要求高,如何合理选择斜底深厚流塑状软土地基加固措施是设计的关键。结合西南地区高速铁路某车站中斜底软弱地基处理实例,采用桩筏结构、桩网结构,配套反压护道、桩顶系梁等综合措施,解决斜底软土地基加固问题。

上硬下软型危岩及其失稳临界凹槽深度确定方法研究——以水富市罗岩崩塌为例

以水富市罗岩上硬下软型危岩为研究对象,基于工程地质测绘,查明危岩岩体结构形态特征,分析其不利组合及可能存在的变形破坏模式,通过岩体质量分级及临空岩体承载力分析,对鼓胀式、倾倒式两种不同破坏模式下临界凹槽深度进行反算对比。结果发现:本研究实例上硬下软型危岩失稳主要受后缘高角度结构面控制,鼓胀式失稳时所需的临界凹槽深度较倾倒式更小,更易发生失稳破坏,危岩防控应首先考虑鼓胀式危岩的稳定控制。

软弱地层囊袋扩底组合桩受力性能及施工技术分析

囊袋扩底组合桩是一种新型的桩基加固技术,能有效提高桩基的稳定性及承载。本工程阐述囊袋扩底组合桩的特征、分类与施工关键技术,分析其在工程实践中的应用效果和优点,介绍囊袋扩底组合桩的基本概念和结构特点,进而详细地阐述了囊袋扩底组合桩在施工过程中应当注意的各控制环节与控制标准,以期推广并优化该项技术应用。

软土地区机场地下交通枢纽工程扩底桩基施工工艺

结合工程实际,对扩底桩在软土地区应用的施工技术进行了研究。通过试桩比选,AM旋挖扩底桩和回转扩底桩2种扩底工艺更加适合软土地区的施工。通过采用差异化硬化地坪、工厂化制浆、机器人焊接钢筋笼等技术措施,顺利地完成大规模扩底桩施工,总结的经验可供类似工程的桩基施工借鉴。