三向地震荷载作用下地铁车站结构的动力响应特性

为确保地震发生时地铁车站结构的安全性,建立土体-地铁车站-轨道相互作用的三维精细化计算模型,分别输入水平单向地震波和三向地震波,探究地铁车站重要组成结构的应力、位移及加速度响应特性,对比分析两种地震形式下车站主体结构响应的异同。研究结果表明:两种工况下,柱结构应力值最大,三向地震工况下柱结构应力峰值响应较水平单向地震工况时显著增大,下层柱底部所受应力峰值最大;三向地震工况下中线处较早达到最大相对水平位移峰值,中线处相对水平位移大于其他位置相对水平位移,三向地震工况下相对水平位移大于水平单向地震工况下相对水平位移,且变化更为复杂;三向地震工况下各板的水平加速度峰值响应较水平单向地震工况时显著增大,顶板加速度放大系数最大,故各层板中顶板受地震影响最为严重。

软硬互层岩体三岔口联合支护技术研究

为解决软硬互层顶板条件下巷道三岔口区域受力复杂、易失稳等问题。以邱集煤矿1113三岔口巷道为工程背景,采用理论分析的方法研究了三岔口应力分布规律,揭示围岩变形破坏机理;基于围岩强度强化理论、厚锚固板理论、整体支护理论及悬吊理论,形成“锚杆(索)+锚索梁+钢筋网”的联合支护体系,并计算各项关键性支护参数。研究结果表明:三岔口锐角三角区属于高应力集中区,巷道围岩易发生破坏,理论计算最大破坏深度为2.77 m。在联合支护体系控制下,经数值模拟验证,三角区最大集中应力为10.74 MPa,顶板最大下沉量为16.82 mm,最大破坏深度为2.24 m,可有效改善围岩力学状态。现场实施后,顶板未发生明显离层,满足安全需要。

固帮切顶成巷方法与验证

针对切顶成巷煤帮破碎使巷道大变形的问题,以新驿煤矿1706工作面为背景,开展了不同地应力、巷道宽度和巷道高度作用下数值试验研究,对比分析了常规支护切顶和固帮切顶的围岩变形控制效果。结果表明:常规支护切顶围岩变形大,固帮切顶能有效控制围岩变形,提高锚索安全裕度,尤其对于大埋深和大断面巷道效果更显著。同时,在1706巷道进行了现场对比试验,结果表明,固帮切顶能有效控制围岩变形,提高锚索安全裕度,减小围岩稳定距离。

土壤源热泵非稳态热流热响应试验中岩土热物性参数的确定

在土壤源热泵系统现场热响应试验时,复杂的现场状况会影响热响应试验中恒加热功率的实现,结合测试现场的实际状况,该文提出了非稳态热流工况下确定岩土热物性参数的方法。通过建立非稳态热流热响应试验系统模型,实施系统优化,使地埋管换热器进出水平均温度计算值和实测值的平方和最小,确定最优的岩土导热系数和容积比热容2个参数。对比同一测试地点的恒热流和非稳态热流热响应试验确定的2个热物性参数的结果,非稳态热流工况系统优化方法确定的岩土导热系数的相对误差为1.2%,容积比热容的相对误差为0.7%。同时,在非稳态热流工况下,利用系统优化方法确定热物性参数可适当缩短热响应试验的测试时间,降低了测试成本,为土壤源热泵系统热响应试验的实施和岩土热物性参数的确定提供了重要参考。