考虑复合衬砌层间接触效应的衬砌结构力学特征

为了研究防水板对复合式衬砌结构力学特征的影响机制,以实际工程为依托,采用FLAC3D有限差分软件内置的Interface接触面单元模拟防水板引起的层间接触效应,建立数值仿真模型并与荷载结构模型进行对比,分析了二衬在不同排水率下的内力及形变特征,并探究了二衬各设计因素对其安全性的影响规律。结果表明:在初支与二衬间设置接触面单元来模拟防水板引起层间接触作用的地层结构模型可靠性较高;防水板的存在导致初支与二衬无法协同受力,复合衬砌层间出现应力突变现象,二衬具有挤压或脱离初支的形变特征,且受挤压部位的层间界面将产生错动滑移;依托隧道断面最小安全排水率为0.66,隧道排水率低于0.8时衬砌最不利截面均位于拱脚附近;相比于增大二衬厚度或混凝土强度等级,优化衬砌结构断面形状更能提高其水压承载能力,且优化衬砌断面形状后的二衬通过增大厚度或混凝土强度来提高其水压承载能力的效果高于优化前。

轮胎的结构力学特征及材料特性

介绍了轮胎的结构力学特征及材料特性。

砂卵石地层深埋隧道双层模筑衬砌结构力学特征研究

砂卵石地层隧道围岩具有松散、易坍塌、遇水易失稳等突出工程问题,因此设计了双层模筑衬砌结构确保隧道施工安全。为更好地研究砂卵石地层公路深埋隧道双层模筑衬砌结构受力特征,依托渭源(路园)至武都(两水)高速公路隧道工程,通过理论公式和有限元模型计算相互对比,研究了V级围岩条件下初次衬砌和二次衬砌厚度变化对双层模筑衬砌结构荷载分配比例及力学特征的影响。结果表明:二次衬砌厚度增加,二次衬砌荷载承担比例为36~60%,且每增加5cm,比例增加约3.3~6%;初次衬砌厚度增加,二次衬砌荷载承担比例为41~58%,且每增加5cm,比例减小约1.9~4.9%。衬砌厚度的增加,使得该衬砌刚度增大,各监测点弯矩及轴力不断增大,而另一层衬砌刚度相对减小,边墙及仰拱弯矩小幅度增加,其余监测点弯矩减小,且各监测点轴力不断减小。拱脚的轴力和弯矩变化最大,衬砌厚度每增加5cm,二次衬砌的弯矩值变化约10~57%,轴力值变化约6~15%;初次衬砌的弯矩值变化约9~29%,轴力值变化约4~6%。

基于FLAC3D的隧道单层衬砌结构力学特征研究

为了研究单层衬砌结构力学特征,采用了FLAC^3D有限差分软件,利用软件内置的接触面单元(interface单元)对不同结构层的层间接触效应进行了模拟.以巴哈高速公路东天山隧道2#斜井工程为工程背景,建立了不同衬砌结构型式下考虑层间接触效应的数值仿真模型,分析了现场Ⅳ级围岩条件下的单层衬砌结构力学特征及其围岩稳定性,并与原复合式衬砌支护设计方案进行了对比.研究结果表明:(1)FLAC3D模拟计算中采用接触面单元(interface单元)施加于不同结构层之间,可模拟衬砌结构不同层间接触形式的相互作用,较好地反映层间接触面的力学特征及位移特性;(2)对于受力性能而言,单层衬砌结构以组合梁承载模式进行承载,衬砌结构内力呈现"小弯矩、大轴力"的分布特征,衬砌结构截面应力以压应力为主,可充分发挥混凝土材料的受压性能;(3)由于单层衬砌结构具有良好的层间接触性能,不同结构层可实现"协同受力、共同变形",使其承载模式优于复合式衬砌,能以较小的结构厚度满足隧道支护要求,因此单层衬砌具有较高的经济性;(4)单层衬砌隧道拱腰、拱脚及边墙底部YAI值较小,围岩稳定性较差,易发生失稳,现场施工时应对上述部位加以防范.

小间距大断面公路隧道长距穿越变余泥质板岩区结构力学特性试验研究

分离式小间距公路隧道长距穿越变余泥质板岩区结构受力复杂,力学分布差异性较大,围岩变形速率较快,这给安全施工带来了诸多隐患。为此,本着对施工现场零干扰的精神,积极应用隧道自动化数据采集系统实现了海量数据的无线采集和远程管理,并借助理论知识,分析了隧道施工期间初支和二衬的力学变化特性及结构变形的原因,为隧道安全快速施工提供了必要的理论支持,也为今后类似工程提供经验积累。

川藏公路然乌—鲁朗段冰碛高边坡稳定性分析

在帕隆藏布北岸的川藏公路上,有许多冰碛高陡切坡。这些冰碛切坡具有独特的结构力学特征,其几何形态(高度与坡度的组合值)不同于一般经验值的范围。根据其物理力学性质,采用圆弧法对边坡进行稳定性分析,取得了与实际相符的结果。