公路边坡植物的护坡机理

从植物根系的力学作用、植物的蒸腾排水效应、茎叶及枯枝落叶的水文效应3个方面,分析了公路边坡植物的护坡机理。通过对植物根系的力学作用分析,建立了草本植物根系的加筋力学模型及木本深根植物的锚固力学模型。三轴剪切试验结果表明,沙棘、沙柳须根的加筋作用使沙土的粘聚力c值提高了2.5~4.0倍,使粘性土的粘聚力c值及内摩擦角φ值均增加0.25~0.40倍。应用非饱和土理论,定量分析了植物蒸腾排水效应对边坡的稳定贡献,现场监测试验表明,即使在雨季,柳树植物根系范围内土中的孔隙水压力仍为负值。依据植物边坡稳固机理,将植物护坡总结为坡面冲刷防护与边坡加固两种设计类型。坡面冲刷防护可根据浅根表土加筋与茎叶水文效应机理进行设计;边坡加固可根据深根锚固作用与蒸腾排水效应机理设计。     

公路隧道坍方综合处治技术

分析了土家湾隧道坍方的原因,阐述了该隧道塌方综合处治技术和相关的防排水措施,采用水泥 水玻璃双液注浆加固施工工艺。监控结果表明:处治后塌方段周边相对位移小于0 2%,整体已处于稳定状态,满足公路隧道施工技术规范要求,说明所采取的综合处治技术措施是有效的方法。     

大直径空心桩承载性状的数值仿真

分析了大直径空心桩的施工特点,利用MARC软件,对大直径空心桩这一新型基础进行了数值仿真。计算模型中将土体视为弹塑性体,桩注浆体土体间接触关系为库仑摩擦。分析表明大直径空心桩表现了端承摩擦桩的性状,其端承力在承载力的发挥中占了很大比重,桩侧压浆混凝土相当于增大了1/2压浆混凝土厚度的有效桩径,并对空心桩与实心桩的承载性能进行了对比。通过与实测结果比较,证明模型合理。     

公路隧道联络风道优化的三维数值分析

结合秦岭终南山特长公路隧道通风系统采用的竖井送排式方案,运用了CFD(计算流体动力学)方法对 该通风系统的竖井与隧道主体联络风道90°拐弯处进行分析,以确定出较佳的土建结构形式并计算出联络风道 90°拐弯处压力损失系数.     

盾构隧道壁后空洞注浆对管片受力特性的影响

为研究盾构隧道壁后空洞注浆浆液的扩散机理及其对管片受力的影响规律,基于修正达西定律对黏性土中浆液的扩散半径和管片产生的压力计算公式进行了推导,并以西安地铁某区间隧道涌水事故为依托,利用推导的注浆压力公式,采用地层-结构模型得到了管片壁后空洞注浆部位及注浆压力对管片受力的影响规律。结果表明:同一注浆位置,当注浆压力不断降低时,管片的轴力值、弯矩值以及管片上浮呈不断降低的趋势;除了控制截面有稍微旋转之外,设计工况下的管片轴力值、弯矩值与模拟过程中注浆压力为0.3 MPa时的情况相近,注浆压力超过0.9MPa时,结构产生明显的偏压,甚至出现管片裂缝以及结构破损;不同注浆部位施加相同注浆压力时,当注浆位置为隧道顶部和底部时,管片的力学形态发生了较大的变化,特别是弯矩值,增加幅度可达1.5~2倍,隧道侧面注浆使弯矩分布发生一定程度的旋转,甚至反转。     

土压平衡盾构土仓压力对地表沉降的影响

以广州地铁4号线盾构施工为工程背景,采用三维数值分析方法和现场测试等手段,对土压平衡盾构土仓压力变化引起的地表沉降变形规律进行了系统研究。结果表明:随着土仓压力的增加,掌子面后方地表沉降在减小,而掌子面前方地表隆起却不断增加,隆起一般出现在掌子面前方10 m范围内;当土仓压力处于超平衡状态时,地表隆起值增大,地表沉降值减小,且沉降减小量远大于隆起增加量;就地表沉降量而言,超土压平衡引起的地表沉降量最小。在满足盾构前方土体不被破坏的前提下,增加土仓压力是减小地表沉降的有效手段。     

海底隧道半横向通风方式模型试验与数值仿真

为了研究半横向通风方式隧道内风速、风压的分布特点,针对某海底隧道半横向通风方案,建立1∶9的缩尺物理模型与1∶1的三维数值仿真模型,研究了排风孔开启数量与排风孔开启位置对隧道内风速、风压分布的影响。研究结果表明:相同排风动力下,随着排风孔开启数量的增加,隧道内排风量增加,但增加幅度逐渐减小;开启事故位置下游2个排风孔,并固定距事故位置最近的第1处排风孔的位置,随着2个排风孔之间距离的增大,第1处排风孔的排风量增加,烟流扩散至第2处排风孔的行程增加,隧道排烟效率降低。     

沉管节段接头剪力键结构形式合理性

为了优化剪力键结构,改善剪力键受力,采用三维数值模拟软件对沉管节段接头剪力键的受力特性进行了分析,并将结果与大比例尺模型试验剪力键受力特征及破坏状态进行比较,得出了剪力键端角处局部压应力较大,剪力键与衬砌衔接处局部拉应力较大的受力特点。针对上述受力特点,提出了在剪力键与节段衔接处增设受拉钢筋,对剪力键的结构形式进行了3种改变的建议,并将改变后的剪力键与工程原型进行局部三维数值模拟对比研究。研究结果表明:相比工程原型,增大剪力键端头倾角有利于剪力键受力,但效果并不显著;端角处采用圆角设计,能够明显改善剪力键受力,其端角处的局部应力较工程原型降低了27.2%;在端角处采用倒角设计,剪力键局部应力集中最显著,不利于剪力键受力,应避免采用。     

循环荷载作用下路面模型试验研究

介绍了室内模拟交通荷载作用下路面和软土地基共同作用的模型试验，根据试验结果得出了路面板的弯沉、应力以及永久变形。采用弹粘塑性有限元理论分析了路面在竖向静荷载和循环荷载作用下的应力和变形特性，并与试验结果进行了比较。     

膨胀土路堑边坡的破坏型式和稳定性

基于膨胀土的胀缩性、多裂隙性、超固结性3个基本工程特性的综合分析，将膨胀土路堑边坡划分为潜伏断面滑坡型、孤面渐进破坏型、浅表层崩塌型3种类型破坏模式。针对孤面渐进破坏型膨胀土边坡，提出了可以满足施工初期或设计阶段精度要求的简便稳定性分析方法。该方法采用简化Bishop力学假定条件下的极限平衡法求解边坡最小稳定系数。参数取值时，充分考虑到膨胀土边坡的渐进破坏特点而选用土体的动员强度。动员强度由峰值强度与残余强度综合折算得到。用该方法对广西兴业一六景高速公路一处挖方膨胀土边坡工程实例进行了分析，结果表明，边坡高度为14．3m，坡率为1：1．5时，稳定系数为O．91，处于不稳定状态；而坡率为1：2时，稳定系数为1．07，处于稳定状态。工程实践证明了该分析方法的可靠性。