高铁运行振动对大坝安全性影响特性研究

随着高铁的建设,由高铁列车运行引发的环境振动问题越来越受到重视。采用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了京张铁路张家口段的东灰场坝在高铁运行振动下的影响,对大坝安全进行评价分析,结论表明在适当的距离下,高铁运行振动对坝体动位移、大坝加速度、动孔压和液化区域、永久变形等影响很小,不会对大坝的安全性造成大的影响。     

孤石爆破对土体扰动规律的试验研究

土层中存在球状风化花岗岩类孤石时,给盾构法地铁施工带来困难。对于探明位置的此类孤石大多采用爆破进行处理,爆破后会对一定范围的土层产生扰动。采用模型试验的方法,通过检测土体密度、含水率和抗剪强度在爆破前后的变化规律来揭示爆破扰动的范围。结果表明:这些土体物理—力学指标随爆心距呈现波动性变化,压密系数为1.045~1.090,含水率增大量为4%~12%,抗剪强度增大约为6%~19%;粘性土在含水率为21%情况下所产生的扰动最大,扰动最大位置在1倍试件边长处,扰动范围为2倍试件边长。     

巷道爆破掏槽空腔尺寸对爆破效果影响的模拟研究

为了研究巷道爆破掘进过程中掏槽空腔直径对崩落孔爆破效果的影响,运用ANSYS/LS-DYNA对掏槽空腔附近崩落孔的爆破效果进行模拟计算。建立崩落孔孔距A为450 mm、崩落孔抵抗线L和掏槽空腔直径B均为400 mm的初始模型,并以该模型为基础,保持L和A不变,逐步增大B建立额外4个模型。计算并绘制崩落区岩石的塑性应变图,分析得出:随着掏槽空腔直径的增大,岩石塑性应变区域开始增大,爆破效果逐渐改善,当B/L=2时炮孔之间的塑性应变区域连通,掏槽空腔直径对爆破的改善效果达到最优水平;提取掏槽空腔外一系列监测点的拉、压应力值进行分析后得到相同的结论。研究结果可为巷道爆破孔网参数设计提供理论依据和技术参考。     

砂岩Holmquist-Johnson-Cook模型参数确定

HJC模型在混凝土动态破坏数值模拟中应用广泛,但由于模型中包含参数较多,确定参数需要大量实验,目前缺乏准确可信的岩石材料HJC模型参数。为合理确定砂岩HJC模型参数,对取自四川威远的粉砂岩进行相关静力学实验,获得岩石的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度以及抗拉强度等参数。应用三轴压缩实验和单轴SHPB冲击实验,分别得到了该砂岩极限面参数、率效应参数、压力参数和损伤模型参数的取值。基于上述模型参数利用有限元程序LS-DYNA对粉砂岩SHPB冲击实验进行数值模拟,结果表明,实验和模拟的应力-应变曲线形态吻合较好,模拟得到的动态峰值强度和峰值应变与实验结果的平均误差均未超过10%,验证了该HJC模型参数实验测定方法的合理性和有效性。     

振动三要素对新浇混凝土影响的研究

为研究3 d内龄期的混凝土在爆破振动作用下的扰动规律,以振动台作为振源对混凝土试件进行不同振动信号下的加载,通过正交试验来确定混凝土龄期、振动速度、振动持续时间、振动频率四个因素对新浇混凝土强度的影响。试验结果表明混凝土龄期与振动速度对强度影响最为显著;经极差分析得出各因素的影响次序为:混凝土龄期振动速度振动频率振动持续时间。最后,给出3 d内龄期混凝土在不同时段、不同振速下的强度变化规律及各龄期振速允许值。     

堰塞湖多源信息及其感知技术

由于采用的手段方法不同,堰塞湖信息的获取和收集表现出了信息多源异构的特征。目前随着物联网技术和智能分析技术的发展,堰塞湖信息的收集、采集也逐渐向着信息透彻感知方面转变。基于这种认识,针对堰塞湖分析和处置的现状需求,深入探讨和研究了堰塞湖信息感知的基本内涵、信息内容、信息分类、感知技术以及当前信息感知过程中存在的技术难题和不足。以期通过这些探讨来明确和规范堰塞湖信息获取的有效方式和过程,解决当前在堰塞湖信息获取方面存在的不规范、不完整、不深入及融合性差等问题,以为堰塞湖风险评估和处置提供基本依据。相关成果将对今后堰塞湖应急处置和综合治理提供重要的参考价值。     

白格堰塞体风险后评估——再次堵江洪水分析和应对措施

2018年10月10日和11月3日,金沙江上游白格地区发生两次大型山体滑坡形成堰塞湖,对下游造成了巨大破坏。根据白格滑坡残留体变形监测,仍具有下滑堵江风险,下游4座在建水电站仍面临风险。文章对下游叶巴滩、拉哇、巴塘、苏洼龙水电站进行调洪计算及风险分析,成果表明:2021年汛前苏洼龙水电站大坝蓄水后将具备防洪功能,届时将阻断溃坝洪水向下游演进,但因该工程地处下游,无法减轻上游3个电站的防洪压力; 2025年汛前叶巴滩大坝修建至2840m时,可阻断溃坝洪水向下游的演进;当前至2025年汛前在叶巴滩坝体尚未形成规模时风险依然存在,对此提出了卸载残留堰塞体的方案及建议,并已获实施。     

高填方土石混合料强夯振动响应及加固机理研究

基于土石混填料强夯加固的大型现场振动速度测试的试验成果,深入地分析了质点振速和波形在强夯过程中的传播及演化,以此研究了1000 kN·m夯击能作用下土石料填筑体的内部质点的振动响应及强夯加固机理。结果表明：土石料在强夯作用下土体内部仅有冲击波和振动波两种振动形态;提出了强夯起始加固临界振速的概念和确定方法,并给出相应的振速值;通过分析填筑体空间振速演化规律,阐述了粗粒土石混合料的强夯加固机理,将强夯过程分为加固发展阶段和加固退化阶段。为工程条件下强夯施工层厚给出指导性建议。     

土石混合料剪切机理及抗剪强度分量特性研究

为研究土石混合料剪切机理和抗剪强度分量特性,制备了7种级配类型土石料,涵盖了良好级配、均匀粒径、缺失中间粒径3种典型情况,代表了含石量在10%～75%的形态,在此条件下对剪切强度与级配–含石量关系、剪切机理及剪切强度分量的构建模型进行了研究。得到土石料中粗颗粒含量的多少是决定强度的关键因素;土石混合料的抗剪强度由咬合分量、摩擦分量和破碎分量共同构成,通过分析得出摩擦分量占总抗剪强度约10%,从颗粒细观运动的角度的剪切运移力学过程推导出咬合分量与摩擦分量的理论模型公式,该模型公式涵盖了含石量、初始接触水平角、内摩擦角、粒径等参数信息;由该模型计算得出咬合与摩擦分量占比与含石量呈指数正相关趋势,并给定该边界条件下的函数表达式。从理论上揭示了土石混合料剪切机理和抗剪强度的构成分量模型。