岩溶隧道突水机理研究

岩溶隧道修建过程中极易发生突水灾害，是工程界的热点及难点问题。针对岩溶隧道突水机理进行讨论剖析，首先将其概化为灾害源、突水通道形成及防突层岩体破坏3个过程，并将岩溶隧道防突层破坏类型分为整体拉剪破坏、水力劈裂、充填体渗透滑移、关键块体缺失以及综合型突水模式。结合典型案例并利用数值模拟或理论分析对相应的破坏机制进行研究，指出实际工程中的突水多为综合型突水模式，是多种突水类型相互联系、相互作用的综合结果，且不同突水类型在一定条件下存在相关的连续性和递进演化关系。     

基于突变理论的岩溶区路基顶板安全厚度分析

对岩溶区溶洞顶板稳定性常用计算方法进行分析.在此基础上,根据岩溶区路基溶洞顶板工程特点及溶洞顶板受力特性,建立岩溶区路基的力学模型.并引进突变理论,通过建立相应能量势函数和分叉集方程,导出岩溶区路基承载力及其下伏溶洞顶板安全厚度确定的尖点突变模型,结合岩溶区路基下伏溶洞顶板失稳破坏条件,由此提出了岩溶区路基下伏溶洞顶板安全厚度的确定方法.通过工程实例对本文方法进行验证.结果表明,该方法能满足工程要求,具有一定的理论价值与工程实用价值.     

钢筋混凝土T梁斜截面抗剪性能试验研究

重载铁路部分32 m预应力混凝土T梁腹板斜向开裂现象日渐突出。为了深入探究铁路典型T梁斜截面抗剪性能，设计制备了1片跨度5.0 m的钢筋混凝土模型梁，通过静载试验研究混凝土抗裂性能和斜截面开裂后梁体的力学性能。结果表明：不考虑塑性系数时纯弯段混凝土弯曲抗拉强度大于轴心抗拉强度，腹板斜截面混凝土抗拉强度与混凝土轴心抗拉强度接近；不考虑塑性影响的剪弯段混凝土弯曲抗拉强度略低于轴拉强度；模型梁斜截面开裂后，在外荷载作用下斜裂缝宽度变化沿梁高方向的分布无明显规律。当荷载达到剪压破坏抗剪承载力理论值时，箍筋屈服，梁体未发生剪压破坏。经过3次循环静载作用后，梁体纵筋未屈服，纯弯段上缘混凝土仍处于正常工作状态。     

岩溶隧道风险影响因素及评估

研究目的:岩溶隧道突发性、灾难性的地质灾害近年来接连不断,不仅国家财产损失、工期延误、环境破坏,还造成重大的人身伤亡事故。究其原因,是对岩溶隧道的风险认识不足,采取措施不力。本文意通过对陆地越岭岩溶隧道风险因素的研究,评估其风险程度,划分地质风险等级,为隧道施工方案的确定奠定扎实的基础。研究结论:通过岩溶隧道风险成因的分析,找出内在因素、外在条件以及工程技术条件对隧道风险的影响程度,删除某些重叠因素。通过研究认识到促使岩溶和岩溶水发育的地层岩性和地质构造是岩溶隧道风险的内在因素,占据风险的主导地位;外在条件及工程技术条件处于辅助地位。据此制订了评分的基本标准和方法,采用计分方式,划分隧道风险等级。同时指出,只要内在因素存在,岩溶隧道就具有高风险的可能。高度风险—极高风险岩溶隧道宜规避。无法规避时,应改变传统观念,将岩溶隧道地质风险降低到可控的程度。     

碳纤维织物增强UHPFRC(PE)薄板抗弯性能试验研究

为了研究薄板的受弯性能,对不同碳纤维织物掺量下的织物增强PE纤维增强UHPC薄板进行4点弯曲试验,并对浸胶后的织物以及UHPFRC(PE)进行材性试验。参考钢筋活性粉末混凝土梁受弯破坏的分析方法,结合试验结果对薄板受弯的破坏过程与破坏形式进行理论分析。提出受弯破坏和界限破坏、受压破坏3种破坏形式下极限弯矩的预测公式。讨论织物在薄板受弯破坏过程中受拉作用时的折减系数。     

端锚有粘结预应力纤维片材加固混凝土梁的受弯承载力

以现有的试验结果为基础,研究预张纤维片材在钢筋混凝土梁上的锚固方式及其加固梁的有效预应力取值。关于在片材两端进行机械锚固并沿其全长粘贴于梁底的纤维增强聚合材料与混凝土构成的复合截面,基于界面无滑移假定、平截面假定和材料应力—应变关系,分析了截面压区顶部混凝土纤维应变不同时对应的可能应变组合下的受弯极限状态。根据破坏时钢筋是否受拉屈服,分别给出了由片材拉断、混凝土压碎所引发的两大弯曲破坏类型的极限承载力表达式和界限破坏判别条件。通过分析19根矩形截面梁的试验数据及对这些试件进行的受弯承载力计算,得出承载力计算值与试验值之比的平均值为0.979,变异系数是0.064,说明承载力及破坏形态的计算值与试验结果吻合较好。只要考虑相应的材料参数,给出的公式还可用于预应力混合纤维片材加固的计算。     

岩溶隧道掌子面突水机制及岩墙安全厚度研究

从断裂力学角度分析高压岩溶水作用下裂隙扩展机理,认为自然营造力作用下水力劈裂多属压剪破坏模式。运用断裂力学和水力学理论分析隧道掌子面突水滞后效应和扩径效应,指出:裂纹扩展跳跃性在宏观上表现为隧道掌子面突水的滞后性;掌子面突水通道最终形成需经过多个阶段,其最终尺寸受岩溶水压力、掌子面岩体质量等因素控制。认为隧道掌子面突水是由于开挖扰动降低了水压劈裂的临界水压力造成的。据此观点,建立基于临界水压力的掌子面岩墙安全厚度计算公式。以宜万线云雾山隧道为例,计算得到岩墙最小安全厚度与施工中普遍采用预留厚度较为一致,说明此方法较为合理,可为类似工程提供参考。     

超短钢纤维混凝土压剪破坏机理研究

利用楔形剪切仪对纤维体积含量分别为0,1.5%和3.0%,边长为7.0 cm的立方体试块开展了压剪破坏试验,并从宏观和细微观上对它们的破坏机理进行了分析比较.结果表明,钢纤维混凝土具有明显的抗剪和止裂功效.同时,根据试件的破坏形态,采用了混凝土"双剪强度理论"对试验所得的数据进行分析,建立了超短钢纤维增强混凝土的压剪破坏准则,其结果与试验数据吻合较好.此外,还探讨了混凝土强度指标与纤维体积含量间的关系.     

地震作用下RC框剪结构剪力墙和框架柱的曲率延性与结构层间位移延性关系

研究地震作用下RC框剪结构的框架柱、剪力墙的曲率延性需求与结构最大层间位移延性需求之间的统计关系。框架柱、梁与剪力墙均采用指定弯矩―曲率关系的滞回单元,建立15层和30层平面RC框架剪力墙数值结构。通过弹塑性静力分析和地震动力时程分析,获得框架柱、剪力墙的曲率延性需求以及结构最大层间位移延性需求,探讨地震加速度峰值、结构弯剪比例对延性需求的影响,分别建立框架柱曲率延性需求与结构层间位移延性需求、剪力墙曲率延性需求与结构层间位移延性需求的定量统计关系。结果表明:框架柱、剪力墙的曲率延性需求和结构层间位移延性需求随地震加速度峰值增加而增加;剪力墙曲率延性需求随弯剪比例系数增加而减小,而框架柱和结构层间位移延性需求随弯剪比例系数增加而增加。考虑弯剪比例影响,拟合建立的函数模型与样本分析数据有较好的吻合,可指导RC框剪结构的初步抗震延性设计和评估。     

预应力混凝土构件抗扭承载力理论计算方法

根据修正斜压场理论和软化混凝土的本构关系，在考虑弯剪扭共同作用综合效应的基础上，对矩形截面预应力混凝土构件，在弯剪扭复合受力作用下的抗扭极限承载力计算方法进行了研究。提出的理论计算公式不仅理论基础强、概念清晰、简洁易行，而且与所验证的３２根模型构件的试验结果符合良好。