钢筋混凝土顶管穿堤施工三维数值分析

钢筋混凝土顶管施工技术广泛应用于排水管道、电力管道等城市基础设施建设,当其需要长距离穿越江河底部时,会面临上覆土层厚度变化显著、江底水头压力大和江边环境影响敏感等问题。本文结合上海白龙港南线输送干线大直径顶管穿越黄浦江段工程,建立了综合考虑上覆土层变化及江底水头压力的数值模型。采用模拟顶管机头迎面压力和管土摩擦作用的方法进行分析评估,研究了顶管端面压力、减阻泥浆模量、管土摩阻力及减阻效果等参数对地层土体变形与施工状况的影响,探讨了下穿江堤对堤坝桩基变形的影响。结果表明,由于上覆土厚度变化及水压力作用,顶管端面压力应小于机头中心土体自重应力;提高泥浆模量,降低摩擦系数,可减小顶管上方土体和结构的沉降。     

模拟履带-软黏土相互作用的环形触探仪研发

海底履带机器人在软黏土海床上行走时会压陷并剪切土体。压陷反映了履带贯入深度与土体强度，剪切则决定了土体能够提供的驱动力。传统地面力学中的贝式仪将压陷和剪切过程剥离测试，忽略了两者之间的相互作用关系。提出了新的环形触探形式与工作方法，将床面行走的压陷和剪切过程统一到触探仪的压陷贯入和扭转剪切中，通过与前人室内模型试验的对比，验证了环形触探概念的有效性和可行性。针对海床常见的正常固结软黏土，采用修正剑桥模型结合有限元方法，基于环形触探仪对履齿结构参数齿高、齿距进行了敏感性分析，探究了履齿结构参数对软黏土强度发挥的影响。研究结果表明，齿高、齿距对软黏土的强度发挥影响显著，适当增大齿高、缩小齿距有助于软黏土强度的充分发挥。