土石坝高喷桩防渗墙抗压强度与渗透系数相关性及分布模型研究

防渗墙的抗压强度与渗透系数之间的相关性及其分布模型是影响土石坝防渗墙强度及大坝渗透可靠性的关键因素。收集了9座土石坝高喷桩防渗墙检测数据,采用AIC准则识别抗压强度与渗透系数的最优边缘分布类型与构造相关联合分布模型的最优Copula函数,Bootstrap方法模拟识别结果的统计不确定性。结果表明:抗压强度和渗透系数之间存在显著负相关性、主要服从威布尔分布,构造两参数相关非正态联合分布的最优Copula函数为Frank Copula,识别结果差异主要来源于防渗墙施工质量导致的频率分布差异。研究结果可为土石坝高喷桩防渗墙强度可靠度与坝体/坝基渗透稳定可靠度分析提供简单、有效的分布模型。

岩壁变形条件下结构面法向变形特征

开展了无周边约束条件下不同岩壁厚度结构面法向变形试验,结合结构面-岩壁系统刚度与系统厚度之间关系,得到了不同岩壁厚度条件下结构面-岩壁系统整体刚度的变化特征,以及岩体结构面刚度与结构面厚度.分析了不同周边约束条件下结构面刚度与闭合量之间的关系,提出了考虑岩壁变形条件下结构面法向变形本构模型及其适用条件.进一步讨论了岩壁-结构面系统的结构和材料特征,分析了结构面法向刚度合理试验方法的重要性.本研究将有利于加深对结构面法向变形特征的理解与认识.

隧道围岩强度不均地段塌方成因及其处理方法

2006年1月,承德韩郭线二级公路工程喇嘛梁隧道发生了大面积塌方。基于现场调查结果,详细描述了隧道塌方地段工程地质背景、与支护方法,以及塌方事故,并结合以上现场资料分析了该隧道塌方的机理;同时,还介绍了在该段塌方处理中如何采用的工字钢梁和超前注浆导管等技术手段。这一研究也为类似地质情况提供了宝贵的施工经验和理论支撑。

一种框架摇摆墙结构的实现形式及其有限元分析

基于可更换构件理念,提出了一种框架摇摆墙结构的实现形式。在试验研究基础上,构建了4种不同节点形式的有限元模型,计算结果表明:延性连接件与摇摆墙和框架之间应采用刚接节点进行模拟,摇摆墙与基础之间的橡胶垫与抗剪键可采用铰接节点进行简化;随着连接件直径和摇摆墙厚度增加,框架摇摆墙层间位移更为均匀,结构承载力随之增加但增加幅度逐渐减小。实际工程中应首先结合结构抗震需求确定较为合理的摇摆墙厚度,而后再按该方法优化连接件直径和构造。

水电站地下厂房岩锚吊车梁稳定性分析剖析

本文从模拟锚杆穿越缝隙的力学行为入手,提出一种模拟方法分析岩锚吊车梁的工作性状;通过岩锚吊车梁超载的数值仿真试验分析其破坏模式,表明以岩壁接触面上抗滑力与滑动力的比值为安全系数的传统方法无明确意义;提出以岩锚吊车梁在荷载作用下达到横向限制变形使吊车发生卡轨时为其破坏条件,用超载法求得其安全系数,并讨论了此安全系数与岩壁接触面粘聚力和摩擦系数的关系,与传统安全系数相比,具有明确的物理意义和工程意义。

山区城市环境下节理围岩小净距隧道施工力学研究

以重庆东水门长江大桥和千厮门嘉陵江大桥渝中区连接隧道为依托工程,在室内岩石力学试验的基础上,结合工程地质分析和公路隧道设计规范,选取比较符合工程实际的节理围岩参数,且基于二维离散元软件UDEC建立节理围岩小净距隧道数值模型,并对其施工力学效应进行研究,详细分析隧道围岩的位移及应力变化特征、隧道开挖对上覆建(构)筑物的影响等。此外,还对隧道施工支护方法进行优化分析。

坝基混凝土防渗墙应力变形三维有限元分析

为研究不同连接型式下基岩强度对混凝土防渗墙应力变形的影响,结合巴拉水电站土石坝混凝土防渗墙对坝体和防渗墙的应力变形进行二维和三维有限元方法计算,揭示了防渗墙应力变形随主要影响因素变化的规律,并分析了不同连接型式、不同强度的基岩对混凝土防渗墙墙体变形和应力的影响。结果表明,对防渗墙进行数值模拟时,设置有厚度节理单元可较好地模拟墙体两侧的"泥皮",结果较合理;基岩强度较高时,防渗墙和基础的连接方式对防渗墙应力变形的结果影响较大;进行三维模拟能更准确地反映防渗墙的应力变形特征。

双摇摆界面自复位墙高层结构三维建模及其抗震性能分析研究

预制混凝土自复位墙在强震下具有结构损伤低、残余位移小等优越性能。然而既有研究主要关注底部摇摆机制的低层自复位墙结构,尚未过多考虑高层自复位墙结构及其高阶振型响应效应。因此,本文提出采用双摇摆界面的自复位墙高层结构,以减轻其高阶振型响应。以一幢10层自复位墙结构为例,采用双摇摆机制,并采用考虑高阶振型的直接基于位移设计方法对该结构进行了设计。结构同时考虑两种耗能机制,即耗能钢筋和U形钢阻尼器。非线性时程分析结果表明:附加第二摇摆界面可显著减小自复位墙上部结构的地震响应。采用沿结构高度均匀分布的U形钢阻尼器,可显著提高结构阻尼耗能并减小其侧移。本文研究将为推广自复位墙体系在高层建筑中的应用提供参考。

基于SMA装置的框架-受控摇摆墙结构抗震性能试验研究

该文提出一种新型的框架-受控摇摆墙结构实现形式,由SMA装置代替传统的预应力筋实现摇摆墙体的受控约束,在墙体与基础之间安装V形铰接支座实现墙体的摇摆及提供竖向支撑,并在墙体与框架柱间安装耗能连接件增强摇摆结构的耗能能力。通过一个对比框架试件和一个基于SMA装置的框架-受控摇摆墙试件的低周往复试验,对比研究所提出的新型结构形式的抗震性能、破坏模式和自复位特性。试验结果表明:基于SMA装置的框架-受控摇摆墙结构的刚度和承载能力得到显著提高,提高幅度分别达到150%和103%;耗能连接件有效地发挥延性变形特性,使结构的滞回耗能能力显著提高,提高幅度达到183%,有效地减轻主体结构梁端、柱端以及梁柱节点区的损伤;所研发的SMA装置有效地实现了预设的工作机制,为摇摆墙体的自复位提供了恢复力;摇摆墙、耗能连接件和SMA装置的参数匹配还需进一步深入研究。

估算异性岩石不连续面峰值剪切强度的经验公式

长江三峡库区广泛发育着两侧岩性不同的不连续面(称为异性不连续面),研究其峰值剪切强度可为相关岩体的稳定性分析和评价提供理论依据。采用高强石膏浇注3组不同形貌且上、下壁面强度不同的不连续面试件,并在不同常法向应力下进行剪切试验。引入不连续面壁组合系数λ来综合量化不连续面壁的抗压强度和基本摩擦角对异性不连续面峰值剪切强度的影响,λ越小,上、下不连续面壁强度差异越大。异性不连续面的峰值剪切强度随λ的增加呈非线性增加,且在高法向应力下更为显著。在Barton公式的基础上,通过多元回归分析建立了估算异性不连续面峰值剪切强度的经验公式。采用天然和人工锯齿形异性不连续面的直剪试验结果对新公式做了进一步验证,试验剪切强度与新公式预测值吻合较好。简要分析了新公式在软硬互层岩质边坡稳定性评价中的应用。最后,讨论了Wu公式的适用性以及新公式的优点和不足。

预应力RC框架-摇摆墙结构抗震减振性能研究

框架-摇摆墙作为一类高效的结构抗侧力体系得到了广泛的工程应用。摇摆墙能够调控框架的层间侧向刚度,充分发挥抗侧力构件的性能,但由于摇摆墙自身缺乏回复力,发生侧向转动以后无法返回平衡位置,对框架有不利的影响。为了解决这一问题,提出预应力框架-摇摆墙抗侧力体系。在框架梁中引入预应力使框架具有自复位能力,从而与摇摆墙协同工作并缓解摇摆墙的倾覆作用。发展了预应力框架-摇摆墙结构节点核心区剪切块的定参方法,提出了结构的高效数值分析模型,设计了一栋8层常规框架-摇摆墙结构和一栋预应力框架-摇摆墙结构,建立结构的有限元模型并进行静力弹塑性分析和弹塑性动力时程分析。分析结果表明:相比于常规框架-摇摆墙结构,预应力框架-摇摆墙结构的峰值承载力更高,结构进入非线性阶段承载力没有明显下降,具有明显的自复位性能和延性破坏模式。在罕遇地震作用下,预应力框架-摇摆墙结构的层间位移角显著小于前者,基底剪力略大于前者,两者的层间加速度响应接近,节点核心区始终处于弹性阶段。预应力框架-摇摆墙结构的抗震性能优于常规框架-摇摆墙,可作为一种有效的抗侧力体系在抗震地区加以推广。

锚注锚索联合支护技术优化

为了解决在破碎区段巷道支护常出现的支护效果差等问题,基于锚注、锚索支护机理及破碎围岩的特性,对锚注锚索联合支护的相关支护参数进行了优化。在巨野煤矿1 309工作面应用优化后的支护参数取得了良好的效果,主要表现在,巷道围岩变形速度由45 mm/月降至5mm/月,且巷道位移与锚索受力趋于稳定;巷道顶底板及两帮收敛变形很小,没有出现冒顶、片帮及底鼓现象,返修率由80%降至20%,每月进尺增加30%。

混凝土面板坝趾板建在深厚覆盖层上的技术研究

钢筋混凝土面板堆石坝作为一种新兴的土石坝坝型,可以减小坝体断面,节省工程投资,缩短工期,简化施工导流。文中介绍了目前国内外趾板建在覆盖层上面板堆石坝的发展状况,总结了该坝型在设计工作中的一些关键技术,对深覆盖层上面板堆石坝的设计和计算具有借鉴意义。

千米深井井壁与围岩共同承载理论研究及应用

为了解决传统井壁设计理论无法合理计算超千米深井井壁的难题,以磁西矿1341.6 m深副立井井壁设计为工程背景,通过分析千米深井力学作用机理,将井壁与围岩纳入统一的力学模型,并引入水土耦合作用机理,建立井壁与围岩固液耦合作用力学模型。根据厚壁圆筒理论和第三强度理论,得到了井壁与围岩共同承载理论井壁厚度计算式。根据井壁与围岩共同承载理论表达式可知,影响井壁合理厚度的因素包括井壁与围岩的抗压强度、弹性模量、剪切模量和泊松比、岩层含水渗透压等物理力学参数。应用该理论计算了磁西一号矿井副立井井壁厚度:泥岩段(埋深1280 m)井壁合理厚度计算结果为0.852 m,设计取0.9 m;砂岩段(埋深1200 m)井壁合理厚度计算结果为0.747 m,设计取0.8 m。井筒自设计施工完毕使用至今,井壁完好,满足了安全生产需要。工程应用表明:井壁与围岩共同承载理论及井壁厚度表达式符合超千米深井井壁安全设计要求。

百色水利枢纽导流洞Ⅱ～Ⅲ类围岩节理组合对洞壁稳定的影响

影响洞壁块体稳定的一个重要因素是节理裂隙组合,而相同的节理组合在不同洞向的洞段中形成的不稳定体情况也不一样,对百色水利枢纽工程导流洞Ⅱ～Ⅲ类围岩节理裂隙发育特征进行分析,指出不利的节理组合对Ⅱ～Ⅲ类围岩洞壁稳定的影响,分析其原因,提出相应的开挖及支护型式。

岩层地区地下连续墙橡胶止水带接头施工中分离式接头箱的应用

结合杭州至富阳城际铁路科创园站基坑围护地下连续墙工程,对岩层地区地下连续墙橡胶止水带接头施工中分离式接头箱的应用进行了研究。针对橡胶止水带接头整体式接头箱在岩层地区侧向剥离及周转困难问题,采用了分离式接头箱顶拔剥离技术,有效地解决了岩层地区接头箱剥离及周转问题,拓展了橡胶止水带接头在岩层地区的应用范围。

断层对小净距隧道稳定性的影响分析

文章针对福州魁岐2号特大断面小净距隧道工程特点,以Ⅴ级围岩为研究对象,利用离散单元法对节理岩体中断层存在时初始围岩应力分布特征以及断层与隧道不同相对位置情况下围岩变形特征进行了定性分析。结果表明,当节理岩体中有断层存在时,初始围岩应力不再呈水平层状分布,而是出现一定程度的应力集中现象;围岩变形在断层附近区域显著增大,而距断层较远处基本不受影响;对于小净距隧道,当中间岩柱中存在断层时更不利于隧道和中间岩柱的整体稳定。

超深地下连续墙施工技术及控制措施

本文以武汉轨道交通12号线中一路地铁站为工程背景,对超深基坑工程的围护结构地下连续墙施工安全与质量控制进行研究。归纳分析了地质条件差、水文情况复杂、施工难度大的地下连续墙施工方法。简要说明了测量放样、导墙施工、泥浆制备、成槽施工、钢筋笼制作与安装、封闭型钢接头施工、混凝土灌注、墙趾后注浆等关键技术。针对施工要点问题,如:地下连续墙墙底入岩、止水;地下连续墙接缝处止水;预埋件位置偏移;H型钢接头渗漏水;混凝土浇筑质量提出了针对性控制措施,以达到安全施工,确保质量。为类似大面积超深度基坑工程地下连续墙施工提供有利参考。

复杂地层格型地连墙施工技术特点——以赖屋山边坡支护工程为例

格型地连墙作为一种自立式支护结构,以往多应用于港口、码头、船坞等软土地区的工程中,而对于复杂的硬岩地层应用较少。以深圳市龙华区赖屋山边坡支护工程为例,对格型地连墙的施工场地准备、孤石处理、入岩工序、钢筋笼吊装、十字钢板接头处理等关键工序进行研究,为后续类似工程的施工提供参考。

框架-摇摆墙结构抗震性能试验研究

为研究框架-摇摆墙结构的实现形式与抗震性能,进行了摇摆墙体与框架及摇摆墙与基础的可更换节点的设计,在此基础上开展了框架-摇摆墙结构的拟静力试验。试验共设计一榀钢筋混凝土框架模型和两榀框架-摇摆墙模型,其中摇摆墙体与框架分别采用软钢的工字形和圆柱形两种延性连接件形式,摇摆墙与基础则分别采用橡胶垫的非抗剪和抗剪连接。拟静力试验结果表明:设计的框架-摇摆墙能够将失效部位设定在预期构件上,有助于实现强震后的可恢复性;两种框架-摇摆墙模型的受剪承载力较对比框架分别提高了21.8%和29.5%;框架-摇摆墙较框架结构有更优异的刚度与承载力退化性能和更好的耗能能力;框架-摇摆墙可有效改善框架结构的变形模式,使得各层的层间位移趋向均匀。框架与摇摆墙的延性连接节点是决定框架-摇摆墙抗震性能的关键,应在保证连接件不发生断裂破坏的前提下充分发挥其在强震下的耗能能力。