槽波地震勘探技术在山西寿阳段王煤矿中的应用

为了解决山西寿阳段王煤业集团有限公司090606回采工作面内部陷落柱、断层等影响回采的地质构造数量多、规模大、影响工作面安全回采这一问题,利用井下槽波地震勘探技术对工作面内部陷落柱、断层等地质构造进行采前探测。通过前期室内勘探设计,中期现场数据采集,后期数据处理、成果分析等过程,精准圈定了090606工作面内部影响回采的地质构造(陷落柱、断层等)的位置及影响范围,并根据成果报告,提前对工作面的回采工作采取了有效措施,有效降低了工作面回采过程中由隐伏地质构造所造成的风险,收到了较好的经济技术效果。

混凝土板柱结构地下车库设计方法的若干讨论

针对混凝土板柱结构地下车库的若干设计方法展开讨论,目的是澄清规范释义、消除认识歧义和完善规范内容。讨论包括三方面:①建议在规范中增加直剪设计内容;②梳理了增强抗冲切承载力的四种措施,介绍了其特点和涉及的规范内容,初步分析了它们设计表达式的安全裕度系数;③澄清地下室顶板作为上部结构嵌固部位的条件,以算例说明相关范围最小取地上结构投影范围是合理可行的。研究工作对在地下车库中科学合理地推广板柱结构具有积极作用。

基于地-电-磁联合超前探测方法的运输巷陷落柱探究

华北型煤田水文地质条件复杂,受陷落柱、断层等构造水害威胁严重。为了精确查明陷落柱的发育形态及富水性,综合考虑地质体的地-电条件,组合一套陷落柱超前探测方法。以七五煤业3_上717运输巷陷落柱为研究对象,采用瞬变电磁法、并行电法、地震波进行联合超前探测,并对物探异常区进行钻孔探查。结果表明:陷落柱在水平方向上呈类椭圆形,长轴46.7 m,短轴28.6 m,面积约946 m^(2)。探查范围内整体富水性较弱,仅在迎头方向圈定YC1、YC2低阻异常区,其中陷落柱局部位于YC2范围内。两异常区均位于3_(上)煤层底板下方,主要受底板砂岩含水层影响。井下钻探揭露陷落柱发育范围、富水性情况与物探解译结果基本一致,验证了联合探查结果准确可靠,为今后类似条件地区的陷落柱发育形态及富水性超前探测提供实践依据。

隐蔽致灾因素特征及防治措施研究

基于济宁何岗煤矿勘探资料、采掘工程揭露资料及相关试验成果,采用实地调查、井下观测、统计分析等方法,对研究区采空区、冲击危险性、地下含水体等隐蔽致灾因素进行详细研究,查明了对矿井今后生产有影响的隐蔽致灾因素9项,可以排除的隐蔽致灾因素3项,结合各隐蔽致灾因素特征提出针对性防治措施。

交通工程长条形地下结构平面框架计算问题探讨

交通工程长条形地下结构具有荷载大、恒载占总荷载比例高、构件截面尺寸及配筋量大、通常采用平面框架计算模型的特点,结合现行设计规范要求,通过典型工程算例对比对这类模型中杆件计算长度取值、节点刚域处理及结构正截面配筋计算中压应力考虑原则对计算结果的影响进行探讨。进而对这一类地下结构的设计计算提出优化建议,提高结构设计经济性及施工便利性,提升交通工程建设碳效益。

设置分体柱地铁车站抗震韧性数值模拟

本文提出一种适用于地铁车站的新型分体柱,运用ABAQUS软件从构件、结构两个层面对新型分体柱的延性以及可恢复性能进行了系统的分析。从构件层面,通过低周往复荷载试验模拟,得到构件的滞回曲线并提取骨架曲线,确定构件的极限位移;从结构层面,分析了传力的相关机理,与试验结果进行对比,验证分体柱数值分析的准确性。建立地铁车站结构模型,并输入了1条基岩地震波,对新型分体柱结构和整体柱结构在该地震波作用下的抗震韧性进行对比分析。计算结果表明,较地铁站中更为常见的整体柱结构,新型分体柱在地震作用下的位移响应会略有增加,剪力响应会大幅降低,能够达到预设的“中震不坏,大震可快速修复”的抗震性能目标,使构件具备功能可恢复性。

采用不同新型功能柱的地下车站结构抗震性能对比研究

基于高轴压比下中柱侧向变形能力不足导致含内柱框架式地铁车站结构地震破坏的机理认识,部分研究者在保证中柱竖向承载力不变的前提下,提出了分体柱、叠层夹芯柱、截断柱等几种新型功能柱以提高中柱侧向变形能力,进而提高车站结构抗震性能。当前对新型功能柱在地震作用下的力学行为已开展了大量研究,但对不同柱体形式对车站结构整体抗震性能提升效果并未开展系统评价,且缺乏直接对比研究。首先,针对某单层双跨地铁车站结构建立整体三维非线性数值分析模型,开展不同地震波及不同地震强度下传统方柱、分体柱、叠层夹芯柱、截断柱等4种中柱形式下的地震响应计算,从车站层间变形、整体损伤及关键构件内力响应等方面对新型功能柱的减震效果进行对比评价。研究结果表明:在降低车站结构混凝土损伤方面,截断柱效果最佳,叠层夹芯柱次之,分体柱最弱;3种新型功能柱在提高结构中柱延性方面,叠层夹芯柱效果最佳,截断柱次之,分体柱最弱;在降低结构中柱内力响应方面,叠层夹芯柱最佳,分体柱次之,截断柱最弱。相关研究结果可为含内柱框架式地铁车站结构减震设计提供理论指导。

某地下车库柱梁板开裂检测分析

地下车库工程停工一年后,更换施工单位继续施工,为了解既有工程施工质量,检测单位对地下车库进行施工质量检测。通过对车库柱梁板构件进行检测,发现柱梁板构件均存在开裂现象,分别对开裂构件实体进行强度、钢筋、尺寸等参数检测,并结合施工现场既有停工状态进行分析,得出柱开裂与后浇段设置不当、施工工序不当、施工期超载等因素有关,梁开裂与早期覆土施工欠妥、施工工序不当等因素有关,板开裂与混凝土自身收缩、养护不到位等因素有关。根据裂缝成因以及加固补强原则提出了分别针对柱、梁、板的裂缝处理建议,可以为类似车库工程的检测分析提供一定的参考。

地下空间工程格构柱桩施工技术研究

以南京江北新区地下空间工程为例,介绍格构柱桩施工技术。格构桩柱深度为53.7~84m,共计109根。上部采用540×540mm2的格构柱作为临时中立柱,长度为25.4~30.9m,下部分为增打立柱桩和利用主体结构工程桩作立柱桩两种类型。工程特点为格构柱数量多、长度长、垂直度要求高。本文重点介绍了格构柱桩的施工技术,根据不同类型立柱桩采用不同的工艺,合理划分和制作格构柱,设置钢筋笼,选择合适的成孔工艺和注浆工艺。该施工技术在国内工程实例较少,具有一定的借鉴意义。

基于分体柱的地铁车站结构抗震性能研究

浅埋地下车站结构中柱和地面高层结构底层中柱相似,地震作用下均需承担较大的竖向压力,易因变形能力不足发生脆性破坏。在某2层3跨地铁车站结构中引入地面高层结构中的分体柱设计理念,形成新型地下车站结构抗震体系。首先,通过拟静力推覆分析对比了传统钢筋混凝土中柱和分体柱在轴向压力作用下的水平变形特性;然后,建立了土-结构相互作用的拟静力推覆分析有限元模型,从关键截面内力、关键构件变形能力、关键构件塑性损伤等角度对比了传统钢筋混凝土中柱和分体柱的地下结构抗震性能差异。研究结果表明,将分体柱应用于2层3跨地铁车站结构中可提高整体结构抗震性能,其工作机理是避免分体柱承担过大的剪力和弯矩,并充分发挥分体柱竖向支撑能力和水平变形能力。

基于结构-暖通一体化智能设计的地下车库层高优化技术与应用

中国汽车保有量的持续增长导致了对停车位需求的激增,大力发展地下车库是解决停车难问题的最有效途径之一。地下车库的投入成本在项目开发中占有重要地位。地下车库的层高受管线高度的影响,通常会出现空间浪费,降低层高能够有效降低地下车库建设成本。运用正向建筑信息技术、异形柱技术研发出层高极致优化的地库体系及其设计系统。

地下车库建筑设计要点探析

针对地下车库设计中遇到的出入口设置、柱网布置、层高确定、地下空间优化、防火设计和相关构造措施的制定问题,总结分析了地下车库建筑设计方法。探讨地下车库建筑设计中各部分的统筹协调问题,提出了合理化建议。

采用装配式钢管混凝土柱的地下车站结构抗震性能研究

采用钢管混凝土中柱可明显提升地下车站结构中柱的抗震性能,其中梁柱之间采用快速连接装置的装配式中柱又可进一步减小中柱的地震损伤。基于上述已有的研究结果,本文选取某单层双跨地下车站结构,分别建立了传统现浇中柱和装配式中柱的土-地下结构非线性静动力耦合相互作用的三维有限元分析模型,对比分析了快速连接装置壁厚对地下车站结构整体抗震性能的影响规律。结果表明:在保证结构整体安全性能和经济效益的同时,连接装置壁厚取为30~40 mm可最大程度地发挥预制钢管混凝土柱及其快速连接装置的减震效能。

地下空间巨型型钢混凝土斜柱的受力性能及参数化仿真分析

针对深圳黄木岗地下综合交通枢纽的巨型型钢混凝土斜柱结构,基于钢材的双线性本构模型和混凝土塑性损伤模型,采用ABAQUS有限元软件建立了22根不同倾角巨型型钢混凝土足尺斜柱的仿真模型。通过不同倾角下巨型型钢混凝土足尺斜柱在竖向荷载作用下的受力全过程分析,研究对比了不同倾角对其荷载-位移曲线和峰值承载力的影响规律,同时对不同倾角试件受力全过程中混凝土和型钢的荷载分配进行了分析,从而揭示了巨型型钢混凝土斜柱受压承载机理。在该基础上,以混凝土强度、型钢含钢率、型钢屈服强度和纵筋配筋率为主要参数,进一步分析各参数对试件荷载-位移曲线以及峰值承载力的影响规律。研究结果表明:随着倾角的增大,试件初始刚度逐渐降低,且试件峰值承载力显著减小,呈“饱缩”现象,混凝土受压损伤区域和型钢屈服区域逐渐由腹中向斜柱两端转移且范围不断减小;随着混凝土强度、型钢含钢率、型钢屈服强度和纵筋配筋率的提高,试件的峰值荷载均有所提高。该研究结果可为进一步明确该类斜柱在地下枢纽工程中的设计应用提供理论参考。

深圳岗厦北交通枢纽超大跨地下中庭结构方案研究

深圳岗厦北交通枢纽中庭结构跨度51.2m×48m,是远超常规的大型明挖地下结构;通过方案比选,确定采用主要受力构件为钢-混凝土组合梁和大直径钢管混凝土柱的平板正交主次梁框架结构体系。计算了中庭大跨结构在各种工况下的受力,验算了结构的承载力、位移、裂缝宽度等指标;分析了结构在分别拆除五种关键受力构件时的受力,评估了结构的抗连续倒塌性能;建立了大跨结构模型,对比了结构在无防火保护和采用防火措施下的抗火表现;分析了站桥合建关键转换梁节点受力状况;比较了4个临时支撑布置方案,核验了施工阶段结构内力。结果表明,结构在三向地震作用下的力学响应满足设计要求;关键受力构件失效后仍具有较高的剩余承载力;采取设计抗火方案后结构的抗火性能满足要求;关键转换梁节点构造合理,受力性能良好;按比选后方案设置的临时支撑可以显著降低施工阶段的内力,施工阶段的受力满足要求。结构设计合理,性能优良。

城际铁路地下车站公共区域大跨无柱结构设计

在粤港澳大湾区南沙至珠海(中山)城际铁路岐江新城站建设过程中,为满足公共区站台门退台距离和站台层布置需要,优化车站规模和空间视觉效果,需采用无柱设计。目前城际铁路地下结构中采用无柱概念的工程经验不足,而地下三层岐江新城站层板跨度达22.9 m,存在构件受力、断面选型、抗浮等重难点问题。运用数值模拟方法,通过对底板抗拔桩设置和顶板结构形式的受力结果进行比较,对各种工况下的设计方案展开分析,研究表明:底板设双排抗拔桩后,跨中和支座处弯矩分别减小67.5%和69.4%,相较于底板设置双排抗拔桩的方案,弯矩仅增加4.2%,其施工难度和经济性更具有优势;在顶板起拱的断面型式中,顶板跨中弯矩降低63.85%,支座弯矩降低51%,可明显改善结构受力。

橡胶支座在浅埋地下框架结构中的减震效果研究

基于浅埋地下框架结构的破坏机理和减小中柱水平变形的局部减震设计理念,探讨了橡胶支座在地下车站结构中的适用性和有效性。首先从理论上阐明了地下车站中柱柱顶设置橡胶支座的减震原理,然后建立橡胶支座的三维精细化有限元模型,采用动力时程分析方法,对比研究了天然叠层橡胶支座(LNR)和铅芯橡胶支座(LRB)两种类型减震装置在地下车站中的减震效果。最后,探讨了橡胶支座水平刚度特性对结构体系减震效果的影响规律。研究表明:柱顶设置橡胶支座改变了结构的抗侧力分配,大幅度降低了地下车站中柱的地震响应,并且相比于LRB,LNR表现出更好的减震效果。此外,随着LNR水平刚度的增大,中柱的减震效果逐渐减弱,但对支座位移及侧墙变形起到了有利的控制作用。因此,合理地选择橡胶支座类型及参数,可实现地下结构的减震控制和支座性能的优化。

某地下车库柱开裂受损原因分析及加固处理

近年来,地下车库开裂受损时有发生。地下车库柱开裂受损,会影响车库正常使用,甚至危及车库的结构安全。以某地下车库为例,介绍了该地下车库柱开裂受损的现场检测、结构计算、开裂受损分析及加固处理方法。经检测及计算分析,得出地下车库柱开裂受损是由于施工质量低劣、混凝土的配合比不当等施工所引起的。最后给出了相应的结构加固修补方案,并对加固处理后的结构进行了综合评价,结果表明,经加固修补处理后,地下车库可安全正常使用,加固处理效果良好,可为类似工程的检测、分析与加固提供参考。

分体柱在地下车站结构中的减震效果研究

已有研究表明,对于浅埋框架式地下结构,高轴压下中柱水平变形能力不足是导致地震破坏的关键因素。分体柱在承载能力与整体柱相当的情况下,具有更好的变形和耗能能力而广泛应用于地上结构,探讨了分体柱在地下结构抗震领域中的应用可行性。基于ABAQUS有限元平台,建立土–地下结构整体三维数值分析模型,通过Pushover和动力时程分析方法对比研究了采用分体柱的新型地下车站结构与原型车站结构的抗震性能,分析了分体柱的减震效果。研究结果表明,采用分体柱的新型地下车站结构中柱的层间位移地震响应有所增大,但相对于中柱变形能力的提升,其影响程度并不显著;分体柱替换现浇整体柱,会使得结构截面内力重分布,中柱所承担的剪力大幅减小,侧墙的剪力变化不明显。总体上,采用分体柱的新型地下车站结构显著改善了在高轴压比下中柱和侧墙变形不协调的问题,能够有效提升其抗震性能。

用纤维模型对地下结构地震破坏的数值模拟分析

以1995年日本神户地震时遭受破坏的大开地铁车站为研究对象,按照车站的结构尺寸和周围土层的参数,建立了土-结构二维平面应变有限元分析模型,并对地铁车站结构的薄弱部位,采用了考虑钢筋和混凝土材料非线性的纤维单元模型.利用土体地震时等效阻尼比和等效剪切模量来考虑土体的动力非线性,以神户地震Port岛地下83 m处记录到的南北向和铅直向加速度波形作为二维地震动的输入波,模拟了大开车站地震时的动力反应和破坏过程,研究该站的地震破坏机理,分析了中柱、上壁和侧壁的破坏类型.