陕北地区某引水工程支线输水隧洞断面设计分析

隧洞作为引水工程中常见的主要建筑物,断面设计是很重要的一个环节,不仅要考虑到运行期的过流能力,也要考虑施工条件和工程投资。该文以陕北地区某引水工程支线段隧洞设计为例,从地质条件、水力参数、工程量和投资进行计算分析,选择出易于施工开挖,水利条件较好并且投资节省的圆拱直墙型断面作为该工程的推荐断面。最后,对其衬砌断面结构内力进行了计算,可供施工人员参考。     

Taylor摩擦圆法在浸水边坡稳定性计算中的拓展

将Taylor摩擦圆法加以拓展,应用于浸水边坡的稳定性计算;叠加3个适当重度的独立边坡,按照Taylor摩擦圆法的原理,推导出水位下降情况下浸水边坡的稳定系数一般式,简化该式得到边坡在水位突降、水位缓降、不浸水及完全淹没等特定条件下的稳定系数解析式;利用推导的稳定系数计算式编写程序,搜索边坡的临界滑动面和最小稳定系数。结果表明:水位缓降条件下,稳定系数是黏聚力与坡高比值的线性函数,边坡陡时稳定系数随水位下降单调减小;边坡缓时稳定系数随水位下降先减小后增大,使稳定系数最小的水位在坡脚以上1/5~1/3坡高处;水位突降时边坡的稳定系数明显小于相应水位缓降时,并且水位突降幅度越大,稳定系数越小。     

直墙拱形巷道围岩应力场分析

为得出直墙拱形巷道围岩应力分布规律,应用复变函数弹性理论推导了直墙拱形巷道围岩应力分布的解析表达式。对直墙拱形巷道边界的围岩应力和巷道水平线方向的围岩应力分布规律进行分析,并考虑直墙拱形巷道断面高宽比和侧压系数对其影响规律。研究表明：在不同巷道断面高宽比、侧压系数下,直墙拱形巷道围岩应力集中区域主要集中在直墙底部底角处、拱形顶板中点附近和底板中部3个位置。不同巷道断面高宽比下,直墙拱形巷道沿水平线的应力分布规律基本相同。侧压系数大于1时,采用巷道断面高宽比小于1较有利于巷道稳定;侧压系数小于等于1时,采用巷道断面高宽比大于1较有利于巷道稳定。     

护坡桩与窄槽土压力计算

高层建筑常设地下室(一层或多层)以作车库、设备层及人防等用途.而作用于地下结构物(如上述地下室)周边侧墙上的土压力分析,根据边坡稳定所采取的方法不同而有所区别:当基坑周边采取放坡大开挖时,由于结构物外墙与坡面之间形成“宽槽”,回填土对侧墙压力分布可近似按朗肯(Rankin)主动土压力计算;当采用排桩等支护时,由于外墙与排桩墙之间仅留约1m的施工通道,形成“窄槽”,回填后呈窄槽填土带,因此作用在侧墙上的土压力,应属“窄槽土压力”计算法.目前,对后一方法的设计,屡因概念失准,配筋超常,浪费较大.本文以散体极限平衡法导出窄槽土压力计算公式,最后以简洁的表达式与一组“K_g～z/B曲线”提供设计直接查用,也为“高规”基础设计作一补白.此外,文中还对基础埋深、沟槽性状、护桩功用等给予阐述,并对地下室抗震设计提出了新的观点.     

基于强度折减法的二级边坡连接段长度对稳定性影响分析

基于有限元强度折减法分析二级边坡连接段长度对边坡稳定性的影响。根据强度折减法的基本原理,通过设定不同的连接段长度,分析边坡整体稳定系数的变化规律。研究结果表明,当连接段长度大于4倍坡高时,边坡整体稳定性与单个边坡稳定性差别不大,当连接段逐渐减小时,稳定系数迅速减小。研究结果对实际工程中的二级边坡稳定性分析有参考价值。     

多级拼装悬臂式挡墙地震响应振动台模型试验

多级拼装悬臂式挡墙是一种可用于高填方工程的新型轻型支挡结构。为确定墙–坡系统的地震动力响应特征,进行几何、重度和时间相似比分别为1∶10,1∶1和1∶3.162的三级拼装悬臂墙支挡边坡的水平振动台模型试验。结果表明:坡体加速度沿墙高呈明显的非线性放大效应;墙后静止土压力和动土压力均呈"三峰型"分布模式,各级墙踵板对其下部墙背土压力存在遮蔽效应,动土压力沿墙高呈显著的多段折线型分布模式;在地震波波峰时刻,墙体位移急剧增大并接近永久位移;地震作用过程中墙–坡系统的变形发展可分为PGA≤0.4 g时的多级墙体微小变形、0.4 g相似文献   

云南德宏州某地泥石流形成条件及防治对策

通过现场调查研究,对云南德宏州某地泥石流的形成条件、形成原因进行论述,并针对泥石流发育特征,建议采用以治为主、防为辅的防治原则进行治理,提出以拦砂稳坡为主,通过修筑谷坊坝、拦渣坝、排导V型槽、涵洞等,尽量减少物质来源进入沟谷,从而降低泥石流规模。     

极端冰雪条件下岩石边坡倾覆稳定性分析

 探讨极端冰雪作用,推导典型岩石边坡在极端冰雪条件下倾覆稳定系数的表达式。通过计算分析,揭示饱水岩石边坡倾覆稳定系数在不同的坡角、坡高、滑面倾角和张裂隙深度情况下随冻深变化的规律性,绘制饱水岩石边坡倾覆稳定系数与边坡几何要素之间的关系图;同时分析非饱水状况下岩石边坡倾覆稳定系数随冻深、坡角、坡高、滑面倾角、张裂隙积水深度等变化时的变化规律。研究表明,当考虑极端冰雪灾害影响时岩石边坡倾覆稳定系数发生较为明显的变化：随冻深、滑面倾角、张裂缝深度、坡高等的增大而下降,随坡角的减小而减小,冻结深度是影响岩石边坡倾覆稳定性的主要因素之一。     

地冲击荷载作用下等跨正交洞室动力响应研究

交叉洞室是地下防护工程常见的结构形式,它的安全稳定性能直接控制着整个防护工程的服役性能。通过数值模拟方法研究了典型等跨正交洞室在地冲击荷载作用下交叉区域的动力响应。研究表明,相同荷载、埋深和跨度条件下,交叉洞室的变形和破坏范围明显大于单向洞室;随着地冲击荷载峰值的增加,衬砌直墙交叉部位逐渐形成两个中心对称的V型相交塑性带,且衬砌拱脚和直墙底部逐渐屈服;随着洞室跨度的增加,交叉部位拱顶沉降量增量和圆拱最大质点速度逐渐增加,跨度较小时破坏主要集中在直墙部位,跨度较大时破坏主要集中在拱顶部位;地下洞室交叉部位的影响范围长度为距离交叉中心1.6倍的洞室跨度,交叉部位拱脚和直墙底部是受力薄弱部位,建议局部加厚支护,提高洞室的稳定性。     

地震作用下黄土边坡震陷破坏的动力离心模型试验研究

为研究黄土边坡地震动响应机制,以兰州地区典型边坡为原型,设计并完成了几何比尺1∶20的原状黄土边坡动力离心模型试验。系统地研究了黄土边坡的地震动力响应特性、黄土边坡的稳定性和震陷变形规律。表明黄土边坡的加速度放大效应随坡高呈非线性增大变化,且在坡体顶部到达最大;边坡坡面的动力放大效应大于坡体内的动力放大效应;边坡断面内坡肩下动力放大效应大于坡中下动力放大效应。强震作用下黄土边坡破坏形式表现为坡顶有明显的震陷下沉,坡顶、坡肩及坡面出现大量的震动裂隙。由于坡肩及破面震陷变形,以及坡体内震动裂缝发展,边坡中下部坡面出现挤出、隆起变形,并向临空面方向产生移动。坡体内震动裂缝发展形成了潜在滑移面,为边坡产生整体滑移提供了条件。     

钢管混凝土墩柱截面选型

为了获得一种易于操作的钢管混凝土墩柱单肢截面优选方法,对工程中常见的3种截面形式(圆形、矩形与矩形中空夹层截面)进行了截面优选研究。基于统一理论和等效截面思想,提出了表征截面压弯承载力的经济性指标界限偏心率,研究了套箍系数、矩形截面高宽比、矩形中空夹层截面挖空率对界限偏心率以及3种钢管混凝土截面经济性的作用规律。结果表明:套箍系数、矩形截面高宽比、矩形中空夹层截面挖空率越大,矩形和矩形中空夹层截面的经济性越好; 当套箍系数大于0.8,矩形截面高宽比大于2.0,矩形中空夹层截面挖空率大于0.3时,这3个参数对界限偏心率的影响较小; 界限偏心率能够很好地表征钢管混凝土单肢截面的经济性; 在截面内力和材料给定的条件下,通过查界限偏心率表能够快速确定钢管混凝土墩柱最优截面形式,对工程实际具有一定的参考价值。     

泥石流软基消能排导槽流速与消能特性试验研究

排导槽内泥石流流速是排导槽设计时需要考虑的重要参数之一。使用泥石流原样进行室内模型实验,探究了不同泥石流重度、肋槛间距、排导槽坡度下泥石流在排导槽内流速的变化规律和排导槽肋槛对泥石流的消能规律。研究得到如下结论:试验条件下,泥石流排导槽对泥石流流速的降低率随泥石流重度变化不大;泥石流在排导槽内平均流动速度随泥石流重度的增加而减少,随泥石流排导槽坡度的增大而增大,随肋槛间距的增加而增加;泥石流在排导槽内消能率呈现如下规律:单个肋槛平均消能率随泥石流重度的增大而增大,随排导槽坡度的增大而增大。不同肋槛间距下,泥石流在排导槽内整体消能率随肋槛间距的增大而降低,单个肋槛平均消能率随肋槛间距的增大而增大。根据本文研究相关成果,在进行泥石流排导槽设计时,通过合理设计排导槽横断面、坡度、肋槛等参数,能有效控制泥石流流速,达到降低泥石流冲击破坏的目的。     

基于人工模拟试验的小秦岭金矿区矿渣型泥石流起动研究

 遵循相似性原理,采用缩尺结构,以小秦岭金矿区采矿堆排的废渣作为物源进行直斜式模拟起动试验,探讨影响和控制矿渣型泥石流起动的颗粒级配、底床坡度、临界水量等主要因子之间的定量关系。初步试验表明,颗粒级配一定时,底床坡度愈大,其起动的临界水量值愈小。含有一定水份的湿渣比干渣更易起动。对于坡面上的矿渣堆,在饱和度一定的情况下,底床坡度愈大,愈易起动。当试验中细粒物质含量占到总量的28%时,起动所需水量最小。废渣堆质量愈大,渣堆高度愈高,矿渣愈易起动。三角形断面较其他形态断面易起动。     

混凝土结构正截面设计α1和β1系数研究与应用

混凝土结构设计规范给出了矩形截面正截面设计计算方法,提出α1和β1系数并给出相应的取值,规范对于任意截面的计算仅在附录中给出基本原理,在非矩形截面设计时,设计人员常进行简化并参照矩形截面计算,并采用规范所给出的α1和β1等系数取值。非矩形截面相应的α1和β1等计算系数与矩形截面应当有较大差异。本文对正截面设计中α1和β1等系数进行分析研究,并提出非矩形四边形梁等其它形式截面采用α1和β1等系数的计算方法。     

排水固结法砂垫层厚度需求

排水固结法需要的砂垫层厚度一直存在争议。根据路基和大面积堆场横断面上沉降分布的特点,按照砂垫层排水能力等于地基固结排水速率的原则推导得到了不同断面形式的砂垫层对应的砂垫层水头公式和砂垫层厚度公式。研究表明,砂垫层厚度需求值与路基宽度(或盲沟间距)、主固结沉降速率、砂垫层渗透系数、砂垫层最大水头等有关。砂垫层断面形式或参数不同,水头曲线不同。相同用砂量、相同排水速率时,半凹透镜断面砂垫层水头小于其他形式断面砂垫层。工程实例表明本文方法是符合实际情况的。     

板梁状滑坡形成条件、成因机制与防治措施

 以发生于四川省南江县兴马中学滑坡和大河中学滑坡这2个新老滑坡为典型案例,通过详细调查和分析解剖,提出一种新的平推式滑坡类型——板梁状滑坡。板梁状滑坡平面上呈扁长矩形,纵向长度远小于横向宽,剖面上呈薄板状。其主要发生于由近水平巨厚层砂岩和薄层泥岩构成的斜坡陡崖附近,坡内存在一组平行于坡面的长大陡倾结构面。在强降雨条件下,平行于坡面的张裂缝被快速充水至某一临界高度后,强大的静水压力将外侧岩体整体平推出去,形成平推式滑坡,而后随着裂缝内水头的骤降,滑体很快会自行止动。在较系统地研究并查明形成板梁状滑坡必须具备的岩性条件、坡体结构条件、裂缝储水条件以及强降雨触发条件的基础上,针对板梁状滑坡的后续变形破坏模式,提出加强截排水,消除在裂缝内形成高水头的条件;在板梁外侧根部采取短桩或抗滑键阻止板梁进一步向外滑动;顶部采用连梁或锚索约束其倾倒变形等有针对性的工程治理措施。     

碎石土渗透特性对滑坡稳定性的影响

结合工程实践，通过现场工程地质调查与勘探和室内外物理力学试验，采用数理统计分析方法和不平衡推力法，对碎石土的一般物理力学特性、渗透特性以及碎石土滑坡中地下水管网状排泄系统对滑坡稳定性和失稳破坏的作用机制进行分析和研究。结果表明，碎块石粒组的含量和以粉粒、黏粒为主的细粒土粒组的含量对碎石土渗透系数影响最大且最为显著，碎石土的渗透系数分别随土中碎块砾石粒组含量和小于0．1mm粒径的细粒土粒组含量的增加而呈自然指数增大和降低；碎石土滑坡中地下水管网状排泄系统对天然边坡的稳定起关键作用；当碎石土滑坡中地下水管网状排泄系统遭受破坏和堵塞时，地下水位将明显上升，从而使潜在滑面的孔隙水压力及下滑力明显增大，导致边坡稳定性系数极大地下降，甚至使边坡失稳解体破坏。     

“三段式”岩石滑坡的锁固段破坏模式及演化机制

锁固段的地质结构及力学性质是“三段式”岩石滑坡的关键控制因素。根据“三段式”滑坡的地质结构特征,采用物理模型试验和颗粒流数值模拟方法,研究了锁固段岩桥角（后缘拉裂隙与前缘蠕滑段末端连线和水平方向间的角度）对锁固段的破坏模式及演化机制的影响规律。锁固段破裂的模式主要有张拉贯通破坏和张-剪混合贯通破坏两种。随着锁固段岩桥角的增大,锁固段破坏模式由张拉破坏向张-剪混合破坏转变：岩桥角小于90°时,为张拉破坏;岩桥角位于90°~110°之间,为张-剪混合破坏;当岩桥角大于110°时,锁固段并不发生破坏,边坡以其它形式发生破坏。通过锁固段的应变时程分析,随着锁固段岩桥角增大,锁固段区域拉应力的影响范围逐渐减小,由全部受拉向全部受压转变。     

大箐水库大坝渗流安全分析

大箐水库由于近期的两次强烈地震对其造成了严重破坏。最主要的问题是坝体、坝基和坝肩渗漏都较严重。排水棱体大部分被耕植土覆盖,排水不畅;棱体上部坝坡脚大面积浸水,通过渗流观测资料分析和渗流有限元计算分析,全面评价了大箐水库大坝的渗流安全状况。结果表明:坝基、坝坡在所有工况下的计算水力坡降均小于其允许水力坡降,故现状是大坝暂不会出现渗透变形。大坝渗流安全评价为C级,建议采取相应防渗处理措施并完善防渗体系。     

梁腹板矩形洞口削弱型节点的滞回性能

用数值分析方法对梁腹板开设矩形洞口的削弱型节点和没有削弱的梁柱节点进行了分析。分析表明,梁腹板削弱型节点有足够的塑性变形能力,可以达到减小节点表面梁翼缘处的应力,迫使塑性铰外移的目的。