滑坡微型桩单桩加固工程室内物理模型试验研究

通过微型桩与滑坡体相互作用的室内物理模型试验研究,为微型桩设计提供一定的依据。实验室内采用长3m,宽1．8m,高2．2m模型箱,模型箱中黄土分层填筑、夯实模拟滑床及滑体,圆弧状滑带采用双层塑料薄膜模拟,微型桩采用钢筋？昆凝土浇注,用压力盒与位移计观测压力与位移,滑体上部分级施加4kPa荷载,加载24kPa后,滑坡发生失稳。试验结果表明：微型桩加固滑坡后,滑坡的稳定系数由L10提高到1．29;微型桩所受的滑坡推力呈三角形分布,桩前滑体抗力主要分布于埋深约1／3桩长的范围内,近似呈抛物线形分布;滑床抗力呈两个相对的三角形分布;试验中所用微型桩的破坏模式为滑面附近的弯曲与剪切相结合的破坏。     

土层锚杆的内部稳定性分析

为在进行土层锚杆内部稳定性分析时,提出一个更为合理、经济的有效锚固长度,进行了室内模型试验和有限元模拟.通过室内模型试验得出,坡脚及坡顶是最容易破坏的部位,在锚杆的设计中应予以加强处理;通过有限元模拟,统计出了各层锚杆所对应的应力集中系数表.在此基础上,对应力集中系数的变化规律进行了分析及讨论,得出了坡体上锚杆位置不同,其所对应的应力集中系数也不同的结论;并提出在计算锚杆的有效锚固段长度时,可根据锚杆所处位置的不同,分别采用不同的安全系数.从而为岩土工程锚杆设计提供了一定的参考依据.     

地铁隧道正交穿越地裂缝的相互作用机制试验研究

 以西安地铁隧道为工程背景,利用地铁隧道正交穿越地裂缝应力模型试验,分析在地裂缝活动环境下的地铁隧道与地裂缝的相互作用关系。在地裂缝上、下盘发生相对错动时,对模型结构的纵向应变、结构底部的相对位移以及结构外围土压力等进行监测。数据分析结果表明：地铁隧道穿越地裂缝时其荷载传递机制涉及结构的刚度效应、下卧土体的支承作用、隧道与土体之间的摩阻作用以及裂缝处上下盘的接触效应4个方面。根据隧道结构变形特征及应变变化规律,构建隧道与土体底部脱空状态下相互作用力学模型,为西安地铁穿越地裂缝的隧道结构设计提供参考。通过对不同断面隧道的应变及变形比较分析,提出地铁隧道正交穿越地裂缝带时宜采用马蹄形隧道断面,以提高结构的整体刚度;加强位于地裂缝下盘的隧道混凝土的裂缝控制,做好防水处理。     

地裂缝对地铁明挖整体式衬砌隧道影响机制的模型试验研究

 以西安地铁2号线穿越地裂缝带为研究背景,采用几何缩比1∶5的大比例尺地裂缝与地铁隧道结构模型试验,研究了地裂缝活动对地铁明挖隧道整体式衬砌结构的影响机制。试验结果表明：随地裂缝位错量的增加,隧道顶部土与结构接触压力上盘明显增大,下盘减小,底部接触压力上盘减小直至为0,下盘则明显增大;当地裂缝位错量达到20 cm时,位于地裂缝上盘的隧道结构底部出现脱空现象,下盘2.5 m处衬砌出现开裂,对隧道底部脱空区应及时进行注浆等地基处理;隧道底板基本处于受压状态,而顶板受力较复杂,下盘受拉,上盘则先受拉后受压。地裂缝作用下隧道变形破坏模式为拉张破坏,且隧道衬砌开裂主要出现在下盘距地裂缝14.0 m范围内,而位于上盘的隧道衬砌基本完好,这与地裂缝活动引起土体和地表建(构)筑物的变形破坏主要发生在上盘刚好相反。研究结果可为西安地铁穿越地裂缝的隧道结构设计与防治措施制定提供一定参考。     

逆作法设计时钢筋混凝土梁与预应力锚杆复合结构的受力分析

在地质条件恶劣、环境条件复杂的基坑支护中,采用了逆作法设计与施工方法,提出了应用预应力锚杆钢梁复合结构进行支护,并对锚杆的受力进行了计算分析,以此对锚杆进行设计。     

汶川大震的科学思考

在野外地震地质科学考察的基础上,围绕汶川地震发震断层的特征、发震机制、地表破裂带的分段性与分带性、南北构造带地震危险性、地震地质灾害的多发性及链生性、工程建(构)筑物的破坏特征与安全性、地震烈度区划问题及极端自然灾害的预测与应对等进行了分析和讨论,并就有关问题提出了一些新的思考。结果表明,低速滑动断层、晚更新世断层或中央活动断裂也可以发生强震;汶川地震同时具有深部构造的控震作用;地表破裂沿走向可分为映秀—安县段、北川—关口段及青川段;地表破裂可分为主破裂、牵动破裂与感应破裂3种类型;青川段的深部破裂与浅部破裂没有几何上的连续关系或继承关系;贺兰—川滇南北构造带是中国大陆强震多发带,尤其是其北段的六盘山—天水—武都—青川一带未来的强震危险性不容忽视;汶川地震地质灾害具有灾害类型多、成因机理复杂、灾害链长、规模大、范围广、灾害程度深、危害对象广、持续时间长等特点;高烈度区和活断层沿线的地质灾害危险性区划与预测评价对防灾减灾极为重要;活动断裂沿线应注意破裂影响带宽度与建筑物安全避让距离;应对地震等极端自然灾害,应以预防为主,综合减灾;地震烈度区划应同时考虑活动断层的复发周期、地震的离逝时间乃至地形地貌条件;重大工程应提高设防烈度;应当加强极端自然灾害预测评估,完善应对对策和提高应对水平。     

巨石混合体边坡失稳模式研究

运用离散元数值模拟方法,对具有大块石堆积特征的巨石混合体边坡的失稳模式进行了研究。结果表明,巨石混合体边坡中块石表面摩擦系数的降低会导致边坡的运动变形,变形模式以块石的平移为主,个别块石发生转动;块石在变形过程中重新镶嵌、咬合,具有自稳性;巨石混合体边坡主要的失稳范围为坡体的前缘和中部,竖直方向上坡体中上部的变形量较大,坡体下部变形量较小;前部块体的变形会导致后部块体失去支撑而发生变形,属牵引式的失稳模式。     

花岗岩和混凝土动态拉伸性能研究

为了研究岩石类材料在高加载率下的动态拉伸性能,利用纯铜波形整形器改进后的分离式Hopkinson压杆装置(SHPB),在不同加载率下分别对花岗岩和混凝土试件进行了动态巴西圆盘实验.基于实验结果,分析了岩石类材料的动态拉伸破坏时间、劈裂破坏模式、动态拉伸应变和拉伸应力的加载率相关性规律.通过对比研究表明岩石类材料在高加载率下抗拉强度的加载率敏感性远大于其抗压强度,混凝土的动态力学性能的加载率敏感性大于花岗岩.     

地裂缝场地地铁运行引起框架结构振动的数值分析

针对西安地裂缝场地地铁运行引起地面建筑物的振动问题,建立隧道-地裂缝-地层-框架结构三维有限元模型,进行建筑物的模态分析和振动响应分析,并与同荷载工况的无地裂缝场地框架结构的振动响应进行对比。结果表明:结构的竖向振动比水平向强烈;地裂缝对结构横向和竖向振动加速度的分布影响不大,前者随层高呈波动性分布,后者除首层之外,其余各层差异不大;地裂缝对纵向振动加速度的分布规律影响较大,无地裂缝时呈逐层增加的分布,有地裂缝时呈两端大中间小的分布;地裂缝使结构竖向振动加速度有增大趋势,横向和纵向加速度会在局部楼层增大。