海洋工程钢结构不规则防沉板基础承载力数值模拟

防沉板基础是海洋工程结构物中常用的浅基础形式,由于结构功能布置需要可能会导致其具有不规则的形状,同时海洋结构物的土壤条件和载荷条件较为复杂,要求防沉板基础具备可靠的承载能力。针对某海洋平台导管架结构的不规则防沉板基础,采用浅层土壤参数根据规范中推荐的理论公式以及面积和惯性矩等效的方法得到承载力;结合深层土壤条件,采用有限元方法和用户子程序对不同空间载荷作用下的极限承载力进行数值模拟。通过两种方法分析并验证了防沉板基础的承载力,结果表明:不规则形状的防沉板基础承载力计算可采用面积和惯性矩等效方法等效为长方形基础,浅层深度范围以内的土壤采用线性变化的承载力计算公式,与三维空间载荷作用下的有限元模型分析结果基本吻合。

珠海隧道超大直径盾构浅埋极软地层施工关键技术

浅埋极软地层超大直径盾构施工存在冒顶漏浆、管片上浮、管片渗漏水、盾构姿态控制困难等重难点问题。依托珠海隧道工程,针对盾构始发一侧隧道埋深浅、周边地层极为软弱的特点,制定并采取了地层预加固处理、盾构机针对性设计、同步双液注浆系统改造及注浆方法优化、改进管片防水体系等系统性措施,浅埋极软地层重难点问题得到有效控制。单一的地层预加固措施对浅埋段管片上浮控制效果有限;厚浆与双液浆组合使用的分区注浆方法可实现缩短顶部浆液初凝时间和早强效果,有效解决了管片上浮及渗漏水;控制管片不均匀上浮可以避免管片渗漏水和裂缝漏水问题。

浅埋卵石土层隧道施工工法探究

埋卵石土层隧道施工工法可以通过加固和支护措施,提供隧道施工的稳定性和安全性。在施工过程中,可以使用钢筋网、喷射混凝土或者锚杆等方式来加固土层,防止岩土坍塌和隧道失稳。研究人员以富佑隧道出口偏压段为例,详细阐述浅埋卵石土层隧道施工技术细节。在此基础上,建立隧道位移预测模型,对几种常见的施工方法进行施工效果分析,通过这种方式选择最为适宜的施工技术,保障隧道施工能够顺利进行。

富水卵石土大直径双模盾构浅覆土始发技术研究

盾构始发是盾构施工工序中的关键一步,其施工质量好坏直接关系到始发竖井及其周边环境的安全。为解决富水卵石土地层大直径双模盾构浅覆土始发,盾构切入土体易发生水土流失、洞门密封效果差、洞门破除困难等问题,结合紫瑞隧道盾构段出洞端地层情况及施工环境条件,采取“咬合素混凝土桩+袖阀管注浆加固+降水”综合措施进行端头加固;洞口处围护桩钢筋笼全部换用玻璃纤维筋保证盾构的快速安全始发;布置两道延伸钢环止水装置以及配套措施加强密封止水效果,最终形成一套适用于富水卵石土地层的大直径双模盾构浅覆土始发技术。

浅埋煤层群上下层位土层与基岩层协同隔水稳定性研究

浅埋煤层顶板突水是由于导水裂隙带贯穿隔水层而引起的,随着煤层群的下行开采,土层与基岩层的协同隔水机理亟待明确。为了分析隔水土层在煤层群下行开采工程背景下的破坏机理,以便准确预测煤矿顶板突水问题,以陕北神府矿区韩家湾煤矿2−2、3−1和4−2煤下行开采为研究背景,通过原位钻孔取心试验得出不同埋深的隔水土层性质的差异;通过建立上层位隔水土层渗透扩展力学模型来描述裂隙发育形态;采用土−岩复合隔水层力学模型,在“给定变形”条件下计算下层位隔水土层处于整体稳定状态时的力学判据。研究表明,隔水土层根据其性质不同可以分为上层位隔水土层和下层位隔水土层;通过比较总载荷与上层位隔水土层抗拉强度的大小,当总载荷小于等于上层位隔水土层抗拉强度时裂隙不再向下发育从而得出裂隙发育长度;在“给定变形”条件下,当下层位隔水土层长边中部位置处产生的拉应力小于或等于拉伸强度阈值时,下层位隔水土层整体结构处于稳定状态,不会产生拉伸破坏;根据韩家湾煤矿地质情况进行数值模拟,模拟结果与理论分析结果相吻合。研究可为相似地质条件下顶板突水预测提供参考。

软土浅埋超大直径盾构始发端头加固范围研究

为确定软土地层浅埋超大直径盾构始发端头加固的合理范围,以珠海杧州隧道为工程背景,采用有限元建模分析,研究了端头加固范围对素混凝土墙破除以及盾构始发掘进过程地层变形的影响。基于数值分析结果,以端头中心点水平位移为控制目标,得出横、竖向合理加固厚度约为0.28倍隧道开挖面直径,略大于理论计算值和工程经验值。盾构掘进模拟结果表明,当纵向加固长度超过盾构机长度后,横断面受剪区域未与地表形成“塑性贯通”,端头盾构掘进对地表扰动程度较低;如以地表最大沉降为控制值,软土地层合理加固长度为1.14倍盾构机长度,该结果与理论计算值接近,而略小于工程经验值。

泡沫轻质土换填公路浅埋中厚层软土地基处理分析

依托广东省某公路项目,介绍泡沫轻质土换填的设计计算流程,提出泡沫轻质土换填方案不大于10 cm沉降标准,给出换填底面附加应力和采用高程数据抗浮验算的近似计算方法。沉降计算和抗浮稳定性计算与工程应用效果对比分析,验明泡沫轻质土换填在公路浅埋中厚层软土地基处理中技术上可行;与原设计水泥搅拌桩复合地基处理方案的造价对比分析,说明泡沫轻质土换填方案具备一定的经济优势。

浅覆土全砂层机械顶管施工技术研究

浅覆土全砂层是一种特殊的地质结构,它在一定程度上改变了土体力学性质,对基坑工程安全稳定性产生较大影响。应用机械顶管施工技术,使浅覆土层中顶管得到有效控制,从而避免地层沉降和地表不均匀隆起等问题的发生。重点探讨了浅覆土全砂层机械顶管施工技术,分析其关键技术及质量控制措施,以期为浅覆土全砂层机械顶管施工技术的优化和改进提供可靠的理论和实践依据。

气温升高对青藏高原沼泽草甸浅层土壤水热变化的影响

采用被动升温方式,利用OTCs系统对青藏高原沼泽草甸生态系统分别进行3～5℃(OTC-80)和1～2℃(OTC-40)升温处理,研究下垫面浅层土壤水热变化特征并对其产生的生态环境效应进行探讨。结果表明:与对照点(Out-C)相比,在近地表气温平均分别增高4.87℃,1.40℃的情境下,浅层土壤持续冻结期显著缩短而融化期显著延长;近地表气温升高导致浅层土壤温度上升,积温增大,加速了表层土壤蒸发速度和植被蒸腾速率,浅层土壤因缺水而影响植被生长;浅层土壤温度升高将进一步加速寒区有机质的分解速率,降低土壤碳库稳定性,促使青藏高原气候进一步向暖干化发展;近地表气温升高还将导致物种减少甚至消失,严重威胁着区域经济发展和生态安全。

拉萨近45年浅层地温的变化特征

利用1961-2005年拉萨0～40cm各层逐月平均地温,采用气候倾向率、累积距平、信噪比等气候统计方法,研究了近45年拉萨浅层平均地温的变化趋势、气候突变和异常年份等。结果表明:浅层各季节平均地温均呈现为极显著的升高趋势,升温率为0.43～0.60℃/10a,春季最大、夏季最小。各层年平均地温以0.45～0.66℃/10a的升温率显著上升,40cm深度的升温率最大,与同时期平均气温的升温率比较,地温比气温对气候变暖的响应更强。20世纪60年代至90年代浅层年、季平均地温呈明显的逐年代升高趋势,以冬、春季最为明显。60年代到80年代中期为偏冷阶段,80年代后期至90年代地温为偏暖阶段。各浅层平均地温在1986年秋季均发生了突变,冬季突变时间都出现在1984年。年平均地温除在40cm处1999年异常偏高外,其它各层为异常偏低年份,且发生在20世纪60年代。

不同结构生态浅层渗滤系统净化路面径流的效果与机理

根据上海市土壤层的特点,设计了不同结构的生态浅层渗滤中试系统,测定其对路面径流的长期净化效果及净化机制。研究结果表明:不同结构的人工模拟渗滤系统对径流污染物均具有较好的净化效果,并表现出良好的耐冲击负荷能力。COD的去除率大多都在60%～80%;NH3—N出水浓度多数在1.3mg/L以下,去除率基本在50%～70%;NO2-—N去除率大多都在80%～90%,出水浓度基本在0.1mg/L以下;下设有原状土垫层的渗滤系统对NO3-—N去除效果明显好于无原状土垫层的渗滤系统。除部分重金属、COD和NO2-—N外,经渗滤后的径流出水浓度大大低于上海地区浅层地下水的背景值。硝化和反硝化作用是系统去除氮的主要途径;土壤的吸附与沉淀作用是渗滤系统去除有机物和重金属的重要途径。

长江漫滩低路堤基底浅层固化层工作性状数值分析

低路堤可以节约不可再生的土地资源,浅层固化处置是低路堤软基处理科学、经济的方法。采用现场孔隙水压力静力触探(CPTU)对长江河漫滩相典型非均质性天然沉积软土层进行原位试验。应用二维有限差分方法对平面应变条件路堤荷载作用下有无浅层固化层的软土地基固结排水与沉降进行了仿真模拟,并应用三维有限差分方法对路面车辆重载作用下有无浅层固化层的路基及基底变形进行了三维数值仿真。结果表明:地基浅层固化层的设置改变了地基应力场的分布,通过应力扩散作用减小地基土体的附加应力,进而减小了地基土体的沉降量。基底固化层通过增强路基基底的刚度来增强路基的整体刚度,减小路基的变形,提高路基整体稳定性。

浅埋煤层地表厚砂土层“拱梁”结构模型研究

西部地区拥有储量最大的浅埋煤田,煤层顶板主要特点是基岩薄,地表为厚砂土层。浅埋煤层采动后,上覆岩层垮落运动将直接波及地表厚砂土层,引起采场强烈来压及地表塌陷等灾害。通过物理模拟试验,揭示了厚砂土层贯通地表裂缝的形成和发展规律,发现地表厚砂土层初次垮落的"拱梁"和周期垮落的"弧形岩柱"结构。通过建立厚砂土层"拱梁"结构数学模型,得出了"拱梁"内的应力分量,并给出了厚砂土层破裂的判据和出现拉裂缝的位置,为确定周期性"弧形岩柱"的有关参数提供了依据,为工作面顶板压力控制和地表塌陷的分析提供了基础。

近45年拉萨浅层地温对气候变化的响应

利用1961-2005年拉萨0～40cm各层逐月平均地温,采用气候倾向率、累积距平、信噪比等气候统计方法,研究了近45年拉萨浅层平均地温的变化趋势、气候突变和异常年份等。结果表明:浅层各季节平均地温均呈现极显著的升高趋势,升温率为0.43～0.60℃/10a,春季最大,夏季最小。各层年平均地温以0.45～0.66℃/10a的升温率显著上升,40cm深度的升温率最大,与同时期平均气温的升温率比较,地温比气温对气候变暖的响应更强。20世纪60年代至90年代浅层年、季平均地温呈明显的逐年代升高趋势,以冬、春季最为明显。20世纪60年代到80年代中期为偏冷阶段,80年代后期至90年代地温为偏暖阶段。各浅层平均地温在1986年秋季均发生了突变,冬季突变时间都出现在1984年。年平均地温除在40cm处1999年异常偏高外,其它各层为异常偏低年份,且发生在20世纪60年代。气温升高是影响地温上升的主要原因。

浅层地震反射法探测隐伏土、溶洞的初步效果

本文简要论述了浅层地震反射法探测隐伏土、溶洞的物理前提以及反映这些异常的波形特征。文中的工程勘察实例说明,浅层地震反射法探测隐伏洞穴效果良好。

昆明盆地浅层软土成因及工程地质分类研究

对昆明盆地浅层软土的形成环境条件、成因类型及分布规律进行了分析 .在此基础上 ,结合该软土的工程地质性质 ,提出了相适应的工程地质分类原则和方法 ,并划分出相应的工程地质类型 ,希望以此带动我省岩土工程界对此类问题的综合研究 .

坡面植草防护的浅层加固作用

通过对植草护坡草根加筋原理的分析，论证了植草的浅层加固边坡土体作用的机理，并以详实的试验数据进行了说明，证实浅层加固作用是相当可观的．因此推荐在一切可能的场合应当优先采用植草坡面防护。

浅层土壤中子仪标定关系的试验研究

针对中子仪在浅层土壤应用中存在的问题,本文以沙土为材料,在室内对中子仪进行了桶内标定试验。试验结果表明,在表层土壤中(10 cm土层)的标定关系与深层土壤中的标定关系完全不同,但是表层土壤的标定关系仍为线性关系;而对于均质且各向同性土壤,深层土壤的标定关系可以用同一个线性关系。对于浅层土壤仍然可以用中子仪测土壤水分,只是浅层土壤的水分与中子计数之间的关系要单独标定。本文研究结果对提高中子仪浅层测湿精度有帮助。

浅埋煤层采动厚砂土层破坏规律模拟

浅埋煤层薄基岩厚砂土松散层顶板动压灾害和采动水土流失是神东矿区急需解决的重大问题之一。顶板厚砂土层采动变形破坏规律是建立顶板动态结构理论的基础。通过动态相似模拟试验,揭示了厚砂土层破坏形态,并初步分析了破坏机理。

结露时间与浅层土壤湿度相关特征

天气现象自动化观测系统,通过图像自动化识别技术,能自动观测地表结露天气现象,并能记录结露发生的时间.北京市平谷气象站安装了土壤湿度仪和天气现象自动化观测系统,通过统计分析平谷气象站2011年4 9月天气现象自动化观测系统得到的结露时间资料与浅层土壤湿度资料,得到结露时间与土壤湿度具有一定的相关关系,即0-10 cm层土壤湿度越大结露时间越早.相反,0-10 cm土壤湿度越小,结露时间越晚,当0-10 cm土壤湿度小于一定值后就不发生结露现象.为了进一步验证结露时间与土壤湿度具有一定的相关关系,分析了北京市怀柔、门头沟、朝阳、大兴和延庆等站结露时间与降水后日数的关系.