“岩土与隧道工程”课程群建设与特色人才培养探讨

顺应交通大发展的难得机遇,以培养特色人才为目的,本文分析了"岩土与隧道工程"课程群建设与所在专业方向的定位与特色的关系,介绍了建设的内容与关键,提出了以修订培养计划、进行专业课程群综合教学改革、强化实践教学和建设精品课程为主的建设方案。

突出工程能力与创新意识培养的岩土工程课程群建设实践

岩土工程课程群建设过程中,通过着力引进和培养青年教师,调整教学大纲,合作或独立编写教材和著作,开发与更新主干课程电子资源,改革专业课程考核模式,改革实验和实践教学模式,加强产学研合作与交流,倾心指导大学生科学研究,本文探索了一条一般本科院校立足于教学基层单位培养较强的工程能力与创新意识的特色人才之路。

南湖路湘江隧道盾构施工影响因素及工程措施

盾构是穿越江河水下隧道的主要工程方法之一.针对南湖路湘江隧道盾构段围岩中岩溶具有成岩差、易软化、崩解以及石英质和砾石含量高特性的红层软岩、上软下硬的浅覆土等特征,分析了复杂地质条件下盾构施工的风险,提出了应对措施,其结果可为南湖路湘江隧道的设计和施工提供指导性建议.

预制拼装综合管廊承插式接头扭转力学性能

为研究节段预制拼装综合管廊承插式接头扭转力学性能,利用ABAQUS有限元软件建立预制拼装管廊节段与土体纵向三维模型,对管廊正向扭转与反向扭转进行模拟,分析管廊扭转承插式接头应力分布规律,得到管廊承插式接头扭矩随横向差异沉降变化规律及管廊横向极限差异沉降量。研究结果表明:管廊节段正向扭转与反向扭转沉降量相同时,承插式接头应力、最大主应力与切应力分布规律基本相同。管廊扭转接头插口端侧壁应力较大,接头顶底板中间与腋角处应力较小,接头最大主应力集中在承口端侧壁距顶板外侧1 m处与插口端顶底板,接头切应力在顶底板中间与侧壁中间最小,向两侧逐渐增大至腋角处切应力最大。管廊承插式接头横向极限差异沉降为1.2 mm,管廊插口端极限扭矩与采用箱型截面计算的结果相差不大,工程实际中可采用箱型截面对管廊插口端抗扭设计。研究结果为预制拼装管廊安全运营提供科学依据。

基于变位规律的悬索桥锚碇隧道围岩损伤度安全阈值研究

结合矮寨悬索桥隧道式锚碇的爆破施工,通过数值模拟方法,建立不同损伤度条件下隧道式锚碇变位特征分析模型群,得到不同损伤度条件下隧道式锚碇位移特征曲线。研究结果表明,在大缆拉力的作用下,模型以竖向和沿桥轴向的位移为主,作用表现为使锚碇沿大缆拉力方向滑移和竖直向上抬升。在损伤度D=0.1,0.4条件下隧道式锚碇位移特征曲线存在2个拐点;当损伤度D=0.2时,曲线为单峰值曲线,两锚碇附近围岩位移场分布均匀,锚碇隧道围岩对大缆拉力的分担、传递效率较高;而当损伤度D≥0.3时,以左右锚碇为中心,不同损伤度条件下隧道式锚碇位移特征曲线上出现两个峰值点,两锚碇的位移场开始出现不同程度的独立性、位移等值线逐步分离;D≥0.6时,锚碇位移大幅增加,两锚碇的位移场完全分离。鉴于以上结论,可以考虑将损伤度D=0.2作为锚碇隧道围岩损伤度安全阈值Dcr,D=0.6作为锚碇失稳破坏的临界值Dur。

悬索桥隧道式锚碇和下穿公路隧道相互作用机制研究

结合矮寨悬索桥的工程实践,采用MIDAS/GTS对茶洞岸锚碇和下穿公路隧道之间的相互作用机制进行研究。研究表明,开挖阶段锚-隧相互作用程度具有不对等性,即锚-隧影响大于隧-锚影响。在设计大缆拉力荷载作用下,下穿隧道的存在明显地改变了锚碇附近围岩的位移分布,导致锚碇附近围岩节点位移曲线发生整体下沉、旋转,并产生最大达0.76mm的竖向附加位移。锚碇附近围岩竖向位移受下穿隧道影响较为显著,而水平向位移受影响相对较弱。对于锚碇隧道而言,下穿隧道单次爆破引起振动较小,距离爆心40m范围以外围岩质点峰值振动速度小于2cm/s,与实测资料吻合。工程项目现场的爆破振动监测及围岩波速测试成果显示:下穿隧道爆破掘进对40m以外围岩的振动效应可以忽略。

红层溶蚀风化特征及其工程影响

长沙、株洲、湘潭地区广泛分布着第三系—白垩系泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、砾岩等软质岩石,具有成岩差、易风化、崩解等特殊性质。文章从地质环境、地层分布、岩性特征、物质组成等角度出发,通过地质勘探、室内试验、X-衍射、电测井及高密度电阻率等手段,对长沙地铁2号线体育公园站红层的溶蚀机理和特征进行了研究,发现溶蚀风化主要受岩性、构造作用和地下水等因素制约,分析了它对工程建设的影响,提出了相应措施,为工程设计提供了决策依据,对长株潭城市一体化的建设具有重要意义。

循环荷载作用下花岗岩残积土累积变形与湿化特性试验研究

基于花岗岩残积土的矿物成分特殊、压实机理复杂、水理作用显著的实际情况,对土样采用X线衍射试验分析土样中的矿物成分;采用土工试验分析土样物理力学性质;采用压缩实验和平板载荷试验对比,研究循环荷载作用下累积变形与湿化规律,以便现场压实控制。研究结果表明:样品的白云母伊利石质量分数为35%,高岭石约占27%;土样属于细粒土质砾,级配不良;填土的压缩曲线呈上凸型,回弹曲线呈下凹型;第i+1次压缩回弹曲线均位于第i次曲线下方,线形相似;随着等载压实遍数增加,沉降增量递减,累积沉降增大;超载压缩曲线回归到首次压缩曲线的延长线上,具有记忆效应;荷载越大,某次压缩总变形和永久变形也越大;循环荷载作用后的压实填土遇水产生湿化沉降;湿化土的压缩和回弹曲线均呈下凹型,超载越高,在相同压力作用下的变形越小;现场压实过程中,增加压路机能量比增加压实次数可取得较好的压实效果。

重复加卸载条件下全风化泥质砂岩累积变形与湿化规律试验研究

全风化泥质砂岩强度低,遇水后易崩解、软化,表现出与一般填料不同的工程特性。采用X射线衍射试验分析土样矿物成分,采用压缩试验和平板荷载试验研究重复加卸载条件下土样累积变形与湿化规律,以指导现场压实控制。结果表明:(1)全风化泥质砂岩填土的压缩曲线在固结仪中呈下凹型,在平板荷载试验中呈上凸型,回弹曲线均呈下凹型;(2)第i+1次压缩–回弹曲线均位于第i次曲线下方,线形相似;(3)等载压缩次数增加,沉降增量递减,累积沉降增大,3次压实后,土体的残余变形趋于稳定;(4)超载压缩曲线将回归到首次压缩曲线的延长线上,具有记忆效应;(5)重复荷载越大,单次压缩总变形和永久变形越大;(6)重复荷载作用后的压实填土遇水产生湿化沉降;(7)湿化土的压缩–回弹曲线均呈下凹型,超载越高,相同荷载作用下的变形越小。现场压实过程中,增加压路机能量比增加压实次数可取得更好的压实效果。

室内模型实验中低强度桩侧应变片粘贴技术与应用

表面粗糙的桩与桩间土共同受力后发生相对位移,在低强度桩侧面有效粘贴应变片以测试轴力传递规律是一个难点。在组合群桩复合地基室内模型试验中,本文结合传统内贴法和外贴法两种贴片方式的优点,提出并采用凹槽法在低强度实心模型桩外侧面贴片,即在桩侧预留凹槽、用环氧树脂对贴片部位进行表层处理,在贴片后密封凹槽,并给出了典型测试结果。分析认为:凹槽法贴片技术有效可行,可供室内含桩地基基础模型试验借鉴。

群桩受扭工作性状及非线性计算理论研究

复杂环境或复杂结构下的群桩基础将受扭矩荷载作用,深入探讨受扭群桩工作性状,并建立相应计算理论十分必要。首先在分析受扭群桩变形与荷载分配特点的基础上,考虑实际工程中各基桩的刚度差异,提出采用3个参数(承台转心x坐标与y坐标、转角φ)描述各基桩位移量的方法,并基于力平衡条件解算承台转心位置及任意转角条件下各基桩所分配的水平荷载和扭矩荷载。引入p–y曲线法与单桩扭矩刚度计算理论分别确定各基桩的水平刚度与扭转刚度,考虑受扭群桩中基桩共同工作特性与扭矩–水平荷载耦合作用特性,结合现有的试验成果确定了相关计算参数的取值。根据该方法编制了相应的计算机程序,实例分析表明,本文程序计算结果与实测结果吻合较好。最后,对刚度不对称时群桩转心位置的偏移量进行了计算分析,获得了一些有益的结论。

埋深组合群桩复合地基的沉降模式与模型试验验证

采用理论分析和室内模型实验相结合的方法研究埋深组合群桩复合地基的沉降。研究结果表明:具有一定埋置深度的组合群桩复合地基受压后,桩间土顶面和桩顶面产生差异沉降,桩间土顶面沉降较大,长度和强度较大的桩顶面沉降较小;桩的长度和强度越大,桩顶面沉降越小,上刺入量越大;埋深组合群桩复合地基的沉降量等于桩顶沉降与桩顶垫层的压缩量之和,也等于桩间土顶面沉降量与土顶垫层的压缩量之和。具有一定埋置深度的组合群桩复合地基的p-s曲线呈缓变型,可以采用双曲线模型拟合,然后求得切线模量,再根据现行规范计算沉降。

地质勘察与地基基础课群综合教学改革研究与实践

选取土木工程专业"工程地质"、"岩土工程勘察"、"地基处理"与"基础工程"课程群开展综合教学改革,通过优化教学团队、开展科学研究、编写教材和著作、建设精品课程、采用双语教学、开放实验室、吸收大学生参与科研、强化毕业设计管理等工作,来提升了大学生的实践与创新能力。

蓄洪期路基边坡的含水特性

基于蓄洪区路基边坡在使用期经常受洪水浸泡,对路基边坡含水量的影响进行研究。首先定性分析正常使用期及蓄洪期各种环境的影响,在此基础上,引入Richards方程并根据Galerkin加权残量原理建立非饱和土非稳态流有限元格式,采用Dirichlet条件模拟边坡浸水的常水头条件;然后,引入Fredlund提出的非饱和土土水特征曲线模型及基于该模型导出的非饱和土渗透曲线预测方法,对实际工程土进行计算分析,获得相关计算参数。应用该方法对蓄洪条件下路基边坡的孔压及含水量分布进行计算分析。研究结果表明:蓄洪条件下路基可在较短的时间内达到稳定流状态,在工程设计中有必要考虑含水量变化引起的路基边坡问题。

铁氧化物对炼铅水淬炉渣粉磨性能及胶凝活性的影响

粉磨与特定激发剂的激发是炉渣胶凝材料技术的主要手段.研究表明:炼铅水淬炉渣的易磨性较差,在比表面积相近时,其粉磨单位电耗是高炉矿渣对应值的1.56倍;除铁炉渣的易磨性较未除铁炉渣的易磨性差,相同研磨时间内,除铁炉渣的比表面积普遍低于未除铁炉渣的对应值,在发生粉末结团与颗粒焊接现象前,除铁炉渣的极限比表面积为500m2/kg,未除铁炉的极限比表面积为550m2/kg;铁氧化物对炼铅水淬炉渣胶凝活性的影响在于其存在降低了炉渣胶凝材料中胶凝活性成份的含量,在激发剂足够多时,除铁炉渣的试块强度高于未除铁炉渣的试块强度,若激发剂数量不能满足需求,则除铁炉渣的试块强度低于未除铁炉渣的试块强度.