隧道锚杆锚固质量的应力波检测技术研究

探讨了应力波检测锚杆锚固质量的原理,研究并开发了通过锚杆底端与顶端声幅比判断锚固质量的等级标准,通过隧道锚杆锚固质量检测项目中的具体应用,与传统的检测方法相比该方法具有明显的优越性,能够对正在或已经施工的工作锚杆进行检测,并且成本低廉、方便快捷,对结构不产生破坏。因此应力波无损检测技术应大力推广,为施工质量监督提供有效的检测手段,确保隧道工程的安全。最终应力波检测将成为锚杆锚固质量检测的发展方向。     

质点振动速度与主振频率在爆破监测中的应用

通过分析爆破振动对结构的破坏机理,提出了用质点峰值振动速度和主振频率作为爆破振动的监测方法,并探讨了结构的破坏准则和部分国家的振动安全标准,以及影响爆破的因素,进而对爆破采用有效控制。     

岩溶隧道拱顶局部水压作用下衬砌受力特征研究

岩溶地区岩体裂隙发育、溶蚀管道众多。在暴雨条件下受地表水补给影响,在役隧道顶部溶洞内水位快速升高,导致衬砌结构发生失稳破坏,严重影响行车安全。针对依托工程的地质条件,采用理论分析方法建立了圆形衬砌断面的顶部局部高水压与围岩压力联合作用下的内力计算模型,基于Mathematica编程进行了不同水压力大小和不同水压力作用面积下隧道衬砌结构的受力计算分析。结果表明:随着拱顶水压力值或水压作用面积的增大,位移/弯矩零点角度的大小均呈非线性变化,位移零点变化比弯矩零点变化明显,位移零点均非线性增大,弯矩零点则减小;拱顶和边墙的位移值均呈线性增大,拱顶增幅大于边墙增幅;负弯矩出现在拱顶和仰拱处,正弯矩出现在边墙处,其中拱顶弯矩增幅最大,边墙和仰拱处弯矩增幅几乎一致。     

基于Forchheimer渗流的土石混合体单向固结模型研究

土石混合体回填土的渗流属于非达西渗流,不符合Terzaghi固结理论的前提。因此,土石混合体回填土的固结沉降问题难以依靠Terzaghi固结理论解决。经验证Forchheimer 渗流模型符合土石混合体的渗流特性,基于Forchheimer 渗流模型并加以理论推导,建立了欠固结饱和土石混合体回填土线性单向固结模型。利用MATLAB软件编制有限差分计算程序,将有限差分解与达西解析解以及固结压缩试验结果进行对比,验证有限差分解的有效性。结果表明:基于Forchheimer渗流模型推导得到的线性单向固结模型能够较好地预测分析土石混合体的固结沉降,对西南地区欠固结土石混合体回填土固结沉降问题具有理论指导意义。     

桃树垭隧道底鼓发生机理与防治技术研究

针对桃树垭隧道底鼓灾害,采用现场调查、地质勘察等手段对隧道底鼓的发生机理及主要影响因素进行分析,并运用连续介质力学原理对影响软岩隧道底鼓的主要因素（底板岩层压曲、膨胀和流变）引起的底鼓量计算理论进行推导。通过与现场监测值进行对比,该理论研究成果能够较好的预测隧道底鼓量,为该隧道后续洞施工时底鼓量预测和底鼓处理方案提供理论依据。此外,针对软岩隧道底鼓的特点,提出了相应的防治措施,为类似工程建设提供参考。     

土石混合体物理指标及强度特性研究进展

为了将土石混合体从传统土的分类体系中分离出来和建立相应物理指标体系和强度特性研究方法,基于文献调研,通过土石强度比、土石阈值和含石量等几个关键物理特性指标的定义将土石混合体划分为一类新的岩土介质体系;然后从地质历史和地质构造等方面将土石混合体的成因划分为重力堆积型、水流堆积型、冰川堆积型、风化残积型、构造作用型、人工堆积型及混合堆积型七类;并采用文献搜集和工程调研的方法,分析了土石混合体的地质灾害及面临的工程问题;再次,总结了土石混合体强度特性的影响因素、影响规律及国内外采用的研究方法;最后,对土石混合体研究中存在的困难与挑战、未来的研究方向和新的思路进行了探讨。     

支护参数对大跨度双连拱隧道稳定性的影响分析

我国连拱隧道支护结构设计过程中,无现成的计算理论和相应的规范、规程,主要采用半经验半理论的方法进行荷载的计算和结构设计。本文以灯草塘大跨度双连拱隧道为依托,针对该类型隧道在不良地质情况下,是否采用锚杆支护分别进行了三维隧道数值模拟计算,研究了隧道在是否采用锚杆支护的情况下,其围岩位移、围岩应力、塑性区的分布和剪切应变率的区别,分析了大跨度双连拱隧道的中隔墙应力分布情况。结合工程实例,阐述了锚杆在大跨度双连拱隧道的稳定性中起到明显的作用,为类似工程的建设提供参考。     

基于大型直剪试验的土石混合体颗粒破碎特征研究

土石混合体剪切时存在细观上的颗粒破碎现象,并对其宏观力学性质产生影响。基于此,以4种含水率的土石混合体为研究对象,通过室内大型直剪试验和筛分试验,分析土石混合体剪切后的颗粒破碎特征,并建立细观颗粒破碎与宏观力学性质的联系,从而加深对宏观力学性质的认识。研究结果表明:土石混合体剪切后的颗粒破碎较明显,可分为完全剪断型、表面破裂型和表面研磨型3类;颗粒破碎细观上表现为粗粒组含量降低、细粒组含量增加、中等粒组含量波动变化,统计上表现为级配曲线上移,宏观上表现为低含水率出现应变软化破坏、高含水率出现应变硬化破坏、中等含水率出现塑性应变破坏、剪应力–剪切位移曲线"跳跃"和强度非线性特征,本质上是颗粒间接触力作用产生应力集中的结果;颗粒相对破碎率随着含水率的降低或法向压力的增大而增大;黏聚力和内摩擦角均随着含水率的增大而呈幂函数规律降低。     

质点振动速度与主振频率在爆破监测中的应用

通过分析爆破振动对结构的破坏机理,提出了用质点峰值振动速度和主振频率作为爆破振动的监测方法,并探讨了结构的破坏准则和部分国家的振动安全标准,以及影响爆破的因素,进而对爆破采用有效控制。     

超浅埋大偏压分离式黄土隧道大变形灾害及治理

山西省西北部地区为黄土高原地貌,由于其独特地形条件限制,在高速公路选线时经常出现超浅埋大偏压隧道.本文以山西某隧道工程为工程背景,针对该类型隧道的地形地质情况,采用数值模拟的方法对隧道大变形段进行分析,研究隧道的围岩应力、支护结构应力和变形情况.结合现场的情况分析,探讨该类型隧道大变形发生原因和提出治理措施,为类似工程的建设提供参考.