海底隧道强震动力响应及其极限状态研究

以某海底沉管隧道为例,利用强度折减法对沉管隧道在强震作用下的动力响应进行分析,采用钢筋混凝土等效模型,以极限应变值分析沉管隧道的整体破坏极限状态。研究结果表明:水平地震荷载作用下,由于受到周围土层的约束作用,沉管水平向位移变化不大;但在地震、海水及淤泥等荷载的共同作用下,沉管顶板两端的素混凝土单元将产生拉伸、剪切破坏,钢筋混凝土等效单元产生剪切破坏。此外,还得到了强震作用下海底沉管隧道的整体破坏极限状态及其相应的安全系数。研究成果可为海底隧道抗震设计提供参考。

岩质隧洞支护结构设计计算方法探索

依靠模型试验与力学计算,分析了隧洞破坏机制与型式,提出将基于有限元强度折减法求出的围岩安全系数作为稳定分析判据。现有各种围岩分类中都有一些标志围岩稳定性的标志性说明,在前人基础上,提出了各级岩体的稳定性标志,尤其提出了一种新的定量标志,即将隧洞在无衬砌情况下的围岩安全系数作为隧洞稳定性定量标志。由此,在给出的相应稳定安全系数基础上反算出各级岩体的强度参数,以提高强度参数的准确性。提出了岩质隧洞的设计计算方法,采用有限元强度折减法计算围岩安全系数,采用有限元法计算衬砌安全系数,并对青岛市某地下工程进行数值模拟,分别计算了围岩和衬砌的安全系数。初步建议岩体隧洞的设计标准:初期支护后,围岩安全系数不小于1.15～1.2,初衬的安全系数不小于1.3;二次支护后围岩安全系数高于1.25,衬砌的安全系数大于2.0～2.4,以确保隧洞在施工和运行过程中的安全。

顺倾岩石边坡中联合支挡结构的简化计算

锚索框架-抗滑桩联合支挡结构在高边坡和大型滑坡治理中应用广泛,但其完备的设计计算理论尚未建立,原因之一是联合支挡结构的变形协调条件非常复杂。为了解决这一问题,选择滑动变形相对简单的顺倾岩石边坡,对其使用的联合支挡结构的计算问题进行了研究。根据顺倾岩石边坡滑体刚度大、滑移方向单一的特点,建立了与其变形特点相适应的变形协调方程,结合传递系数法和现有的锚索桩计算理论,推导出联合支挡结构使用阶段滑坡推力增量的分配方程,解决了顺倾岩石边坡中联合支挡结构的简化计算问题。研究表明:建立与其变形特点相适应的变形协调方程是求解联合支挡结构计算问题的关键;通过合理的假定,特殊条件下联合支挡结构的计算问题可以得到简化。