红黏土干湿循环裂隙发育规律及强度关系研究

研究了贵州原状与重塑红黏土在干湿循环作用下土体的裂隙发育规律与强度关系,通过干湿循环试验及直接剪切试验获取其力学指标,利用颗粒(孔隙)及裂隙图像识别与分析系统(PCAS)处理图像,对裂隙指标进行分析。结果发现:①原状土的裂隙发育程度较重塑土高;②随着循环次数的增加,原状土的表面裂隙率、裂隙条数、裂隙总长度存在着正相关,而重塑土裂隙发育随循环次数变化不大;③循环次数对破坏土样的整体性有影响,且存在循环次数拐点值(3~4次),说明干湿循环只在一定次数下,对土样裂隙发育产生影响,土样中的裂隙不会因循环次数的增加而增加。此外重塑红黏土力学性质较原状红黏土低,原状红黏土黏聚力随裂隙发育有所降低,重塑红黏土的黏聚力变化受裂隙发育影响较小;内摩擦角均出现了小幅度的增加。

高水位下粉土地基轻型井点降水技术研究

高水位会带来一系列岩土工程的问题,特别是对于降水量大、地下水变化大且地质不良的地区,更会对地下建(构)带来更大挑战。结合高水位且地基为粉土的工程实例,首先对比不同降水技术的优缺点,选择科学有效的降水处理技术,然后阐述其施工工艺和注意事项,对降水效果进行了分析,最后跟进了后期的沉降监测,为以后同类型的建筑工程积累更多的技术应用经验。研究结果表明:根据实际情况进行合理安排,轻型井点降水在本项目中降水效果良好,可以满足后续施工;对后期的沉降进行了监测,后期监测均满足规范要求。

徐州某基坑工程钢筋混凝土支撑布设方式研究

钢筋混凝土支撑是基坑工程中常见的一种支撑类型,而工程中常因布设不当造成支撑受力不合理、造价不经济,因此对钢筋混凝土支撑布设方式进行分析具有实际意义。以江苏徐州某深基坑工程为例,采用空间整体协同有限元计算方法,对不同支撑布设形式进行对比分析。计算分析结果表明:角撑重叠区产生了支撑力叠加,致使腰梁受力加大,桩身位移指向坑外,而角撑重叠区彼端则位移指向坑内且较大,基坑四周变形不协同。因此,基坑支撑布设过程中应力求避免交叉重叠,对于一般矩形基坑,宜采用角撑+对撑的形式以期基坑四周协同变形。通过对混凝土支撑布置方式研究,可为类似的基坑工程问题提供参考。

武汉琴断口小桥岩溶发育特征及岩溶处理

为查明琴断口小桥岩溶发育特征,对0#墩、1#墩岩溶带进行了统计和分析研究,结果表明:琴断口小桥岩溶位于为大桥倒转向斜北翼,属于L2大桥条带,可溶性岩为二叠系栖霞组(P_(1q))灰岩;钻孔遇洞率36.8%,其中4个钻孔发育3~6个溶洞,呈串珠状发育,占57%,最大线溶率44.12%,岩溶强发育,溶洞发育桩位均集中在右幅;岩溶发育带厚15 m;与以往发现大桥条件岩溶发育带相比较,岩溶带埋深更大,溶洞底板在基岩面下的埋深大部分9.80~14.7 m;埋藏型岩溶地质结构是一种新型地质结构,非可溶性岩为二叠系下统栖霞组(P_(1q))炭质页岩。根据桩基础工程特点及地质条件,采用充填注浆对溶洞进行了处理,施工中采用探灌结合,发挥钻孔的最大经济效应,取得良好的效果。

TRD工法围护结构施工监测与分析

针对TRD工法特点,以雄安新区-北京大兴国际机场快线一标段明挖区间深基坑工程为例,对TRD工法围护结构进行研究。基于现场监测资料,分析了TRD水泥土连续墙顶水平和竖向位移、TRD水泥土连续墙体水平位移等监测数据。结果表明:从基坑开挖到底板浇筑完成的过程中,TRD水泥土连续墙变形低于警戒值。墙体变形大小与基坑开挖深度有关,随着基坑开挖深度的加大,TRD连续墙水平位移呈先增大后逐渐趋于平缓的趋势。工程实践证明TRD水泥土连续墙的挡土性能和止水效果较为优异。

广州地区花岗岩残积土全吸力段土-水特征研究

土-水特征曲线是研究非饱和土力学性质和水力特性的基础。以广州地区花岗岩残积土为研究对象,采用盐溶液蒸汽平衡法和滤纸法获得了残积土在脱湿阶段不同含水率下的基质吸力,探究非饱和残积土在低饱和度(高吸力)下的土-水特征和渗透特性,进而获得残积土在全吸力段的土-水特征曲线(SWCC)。结果表明SWCC曲线前期含水率随吸力的增加急速减小,后期减小趋势变缓。此外,结合试验数据,对比分析了现有多种SWCC模型对广州花岗岩残积土土-水特征的刻画,发现Fredlund-Xing模型适合描述该类非饱和土的土-水特征。最后,采用Fredlund-Xing模型获得的土-水特征参数,结合Mualem渗透模型,提出了适合广州地区的非饱和花岗岩残积土渗透系数预测模型。本项目研究成果为进一步研究广州地区非饱和花岗岩残积土的力学特性、水理特性提供了重要的基础。

含气软土的固结-渗透特性试验研究

为研究海底含气软土的固结~渗透特性,开发了适用于含气土的固结~渗透联合试验装置,实现了含气土在固结试验中排出流体的水气自动分离量测,并有效解决了密封性及活塞与试样容器的摩擦等问题。利用该装置开展了含气软土的固结~渗透联合试验,获取了固结压力、固结系数、渗透系数等参数随含气量的变化规律,检验了试验装置的可靠性。开展的含气软土固结-渗透试验结果表明:含气软土的压缩指数与含气量呈现线性关系;含气软土的渗透系数受孔隙比和含气量的共同控制,含气量只影响渗透系数的大小,而对渗透变化规律无显著影响;随着初始含气量的增大,软土固结速度增长减缓,甚至出现减小。

瞬变电磁法在浅埋富水全强风化花岗岩公路隧道中的超前探测

针对景海高速公路马备脚隧道具有浅埋、偏压、富水和极软岩等特点,施工揭露隧道围岩主要以粉质粘土和全风化花岗岩为主,夹球状风化孤石,围岩自稳能力极差,流塑性强,施工扰动作用下围岩液化现象明显。施工中工作面涌泥、涌水、拱脚冒泥冒水、拱顶和边墙围岩冒落、塌方等现象多发。结合新建的景海高速公路隧道马备脚隧道工程,运用瞬变电磁法的原理分别在掌子面和地表处进行地层含水探测,并通过探测结果及时反馈信息,对浅埋富水全强风化花岗岩公路隧道的设计、施工起到了重要的指导作用,可最大限度的降低这些不利因素对隧道施工的重大影响,确保工程建设的顺利和安全。

矩形桩数值解应力奇异问题分析方法

矩形桩因自身几何形状不光滑,使得其在有限元分析时常出现应力奇异现象。使用倒圆角的方式对矩形桩尖角处进行光滑处理,可消除数值分析应力奇异现象,但倒圆角的尺寸对光滑处理后近似模型计算结果的可靠性存在一定影响。通过ANSYS建立单根矩形桩,分析了圆角尺寸对有限元计算结果真实性的影响程度。结果显示:当圆角尺寸R*<0.09时,结构整体位移计算结果可靠;当圆角尺寸R*<0.037时,结构整体应力计算结果可靠;最后模拟某一实际基坑开挖工程矩形桩支护变形,通过模拟结果与工程实际进行对比,验证了上述结果的准确性。工程计算中通过倒圆角可有效避免应力奇异引起的不收敛问题,同时选取合适的圆角尺寸,既能满足工程计算精度又能达到减少网格数量的目的。

超厚砂层的深大基坑工程降隔水方案选型

郑东新区龙湖金融中心外环建筑群项目位于郑州市郑东新区中原科技城北龙湖金融岛,共由24个地块组成,基坑总面积达28.52万m^(2),挖深约12.5 m~20 m。基坑面积广阔,周边环境条件复杂,需针对超厚砂层潜水含水层采取安全经济合理的地下水控制措施。基坑实施前通过单井试验获得巨厚潜水含水层的水文地质参数,确定了合理的帷幕设计深度。由于隔水帷幕需穿越超过20 m厚且标贯指标较高的细砂层,因此在环境保护要求高区域采用成墙质量优异、止水效果好的TRD等厚度水泥搅拌墙隔水帷幕施工工艺,其余侧采用常规的三轴水泥土搅拌桩,达到经济合理、安全可靠的降隔水实施效果。

岩土参数对钢板桩变形敏感性分析

钢板桩作为一种新型基坑支护结构,在浅基坑的支护上具有施工快、可重复利用等优点,在电力基坑、管廊基坑等方面具有不可替代性。基于某综合管廊基坑工程,采用参数敏感性分析方法和Midas-GTS数值模拟,对该基坑的钢板桩支护进行参数敏感性分析。分析结果表明,对于钢板桩支护结构的变形对周围岩土体弹性模量的变化最为敏感,其次为内摩擦角,再次为粘聚力,最后为泊松比。该分析结果了为类似钢板桩基坑工程的设计和施工提供借鉴和建议。

基坑开挖对横穿坑壁管线稳定性的影响分析

为研究基坑开挖对不同角度横穿坑壁的地下管线稳定性的影响,采用flac3d建立了围护结构-土-地下管线相互作用的三维数值模型,考虑不同的夹角和开挖深度,对管线稳定性具有重要影响的管线竖向位移、竖向应力、轴力问题展开研究。研究结果表明:当基坑开挖为1-3阶段,不同角度的管线竖向位移曲线均呈对称分布,而处于4-6阶段时,管线竖向位移表现为非对称,且夹角越小,竖向位移曲线不均匀性越明显,且随着基坑的开挖,坑内管线出现明显的下沉现象。当夹角为90°时,基坑范围内的管线竖向应力曲线接近水平,管线的轴力分布为"山峰"型,是否考虑管线与基坑正交情况得到的轴力曲线有着很大的差异。当夹角为60°、74.74°、80°时,坑壁附近出现较大的应力集中现象,坑内的管线中部位置也出现应力集中,整条管线的轴力分布呈尖锐的"山谷"型,最大的正轴力出现在坑壁附近,最大的负轴力出现在坑内中部附近。

承压水条件下基坑抗突涌安全措施分析

以常州地铁2号线青枫公园站标准段深基坑工程为研究对象,利用有限元软件Plaxis建立承压水作用下的基坑开挖计算模型,计算承压水对基坑及周围环境的影响,对比分析布置降压井和增加地连墙深度两种措施的作用效果。对基坑及环境变形状态进行分析,结果表明:增加地连墙深度远不如布置降压井的措施有效,针对常州城区有Ⅰ-2承压水分布的区域,建议采取按需降压措施,预防基坑突涌,控制环境变形,建议承压水水头降至12 m。

单排钢板桩围堰水平位移监测分析

某水利工程内河施工围堰采用单排钢板桩(拉森IV型)形式,通过计算分析可知实际应用中关键是克服并控制单排钢板桩围堰变形。在围堰上布置水平位移监测点监测和分析单排钢板桩围堰在挡水期间变形状况。通过监测数据分析发现,在挡水期间,单排钢板桩围堰水平位移受水位变化影响很大,随着变形增大,围堰产生漏水现象,围堰后采用抽水并土体回填的方式进行围堰加固,使得围堰变形趋于稳定,有效保证了主体工程顺利施工。

Diver自动监测仪在抽水试验中的应用

介绍荷兰产Diver自动监测仪的工作原理、安装和操作过程,并以南京地铁5号线机场路站的抽水试验(1抽水井带2个观测井)为例,抽水井采用Diver自动监测仪观测水位降深和水温,观测井采用传统方法观测。通过对两种方法试验数据、图表和曲线成果进行对比分析得出:Diver自动监测仪在自动测量水位、水温,记录间隔设定,数据采集和处理,抽水人员的投入等方面比传统的观测方法操作更为方便可靠,能更准确和及时地反映水位、水温变化,降低了人工成本,提高了生产效率,可为相关的工程抽水试验提供参考借鉴。

爆破振动对既有隧道安全影响分析

在天长岭隧道施工过程中,确保临近既有隧道的安全,运用现场爆破监测技术对临近隧道的振动速度振动主频持续时间进行监控。通过爆破数据拟合,确定不同围岩下最佳炸药用量,使既有隧道振动速度符合规范要求,对于毫秒延迟爆破,用总药量拟合爆破振速方程更符合工程要求;由于工程地质复杂多变,隧道线性施工,不同地质情况下爆破振动频率不尽相同,仅对围岩等级相同的情况下分析不同爆心距与峰值振速下既有隧道拱脚处测点爆破振动主频预测,为工程临近隧道安全爆破提供参考。

预应力锚杆在高边坡预防加固中的应用

锚固工程技术通过在锚孔底部注射水泥砂浆,将锚杆、砂浆及周围岩土体形成锚固体,锚固体与周围岩土体在外力作用下将产生摩擦力,提供一个反作用力。预应力锚杆通过在孔口施加外力,利用摩擦力与反作用力的相互作用对边坡进行预加固,从而保证边坡的稳定性。通过介绍预应力锚杆的设计原理、施工工艺及施工质量检测,说明了预应力锚杆在高边坡防护加固中应用是行之有效的。

滚石灾害模拟研究及防护措施

滚石灾害具有在同一地区连续发生的特点,其防护措施的合理设置极其重要。通过rocfall模拟软件,在同一边坡上对不同质量的滚石进行灾害模拟,观察滚石的运动轨迹和其产生的动能和反弹高度,大致预测滚石灾害的影响范围。通过运动轨迹、动能和反弹高度这三个因素来模拟该边坡在什么地方需要设置什么样防护措施,能够很大程度的降低滚石灾害所带来的损失。

考虑结构性软粘土的流变特性研究及工程应用

在边界面弹塑性理论的基础上,将修正剑桥模型屈服面作为边界面,引入形状参数以控制椭圆屈服面横轴的长度,通过引入结构性参数用以计算结构性损伤应变,提出一种考虑软粘土结构性和流变特性的边界面本构模型。通过室内一维压缩和三轴流变试验来获取模型的基本参数,计算温州某海堤工程的现场堆载预压的地表长期沉降值。将模型计算值与现场实测值进行对比,结果表明该模型比传统不考虑软土结构性和流变特性的边界面模型,更能真实的反映天然结构软粘土的长期变形特性。

一种地下工程试验用模型箱的设计和制作

提出了一种构造简单、便于装拆而且投资小的可装土并可完成各类地下工程试验的模型箱,它由四周围起的竖向钢板和外围通过螺栓相连的水平箍组成。模型箱四个大角上的角钢与相邻的竖立钢板通过螺栓固定后,可形成模型箱的"临时骨架",同时防止箱内装满的土体沿两钢板接缝处泄漏。提出了模型箱的竖向钢板、水平箍和连接螺栓的设计方法,并通过一个实例介绍了模型箱的设计过程。