摘要：随着国家路网的不断建设与规划,大量铁路隧道或公路隧道近接平行、交叉等工程现象不断涌现,受地形、地质条件以及线路走向等因素的限制,隧道近接交叉的工程问题越来越复杂。以立体交叉草莓沟1#隧道和盘道岭隧道为例,着重选取盘道岭隧道(下穿隧道)为研究对象进行振动台试验,重点分析受上跨隧道影响,超小净间距小角度立体交叉下穿隧道拱顶、仰拱断面的加速度和应变动力响应特征。在此基础上,以该场区沿线地震动峰值加速度0.15 g加载工况为依据,对环向最大地震应变规律进行分析,根据有效频率加速度计的范围和输入的功率谱振幅,利用SPECTE反应谱分析程序,对交叉中心拱顶和仰拱位置的加速度反应谱的分布规律进行对比分析和研究。试验结果表明:(1)受立体交叉隧道空间位置影响,超小净间距小角度立体交叉下穿隧道拱顶加速度时程和频谱较仰拱整体响应大,受振有效持续时间较长,空间分布表现为拱顶幅值反响突出的特点。(2)拱顶峰值加速度响应具有叠加效应,其加速度峰值比率表现为明显的非线性、非平稳性增大的特点,地震烈度越高,应变响应越大,拱顶破坏模式表现为交叉段–河侧–山侧的传递演化形式。(3)随着输入地震波增强,隧道仰拱动应变和加速度峰值比率增长变化表现出局部变化性质。(4)隧道围岩对地震波的高频段存在滤波作用,对隧道结构影响较大卓越主频段集中在1~10和11~20 Hz两个低频段,主频段卓越频率的取值为5,12.5 Hz。(5)不同地震烈度时,各特征点处应变峰值大小依次为:拱顶>仰拱>河侧拱腰>山侧拱腰,加速度响应的卓越频率与速度、位移响应三者之间受基频和阻尼影响,从而产生时间和空间等的差异变化,宜鼓励设计过程中提高该隧道的阻尼结构性能,阻尼比建议值取为20%。研究结果可为立体交叉隧道的抗震设计提供一定的理论指导。

摘要：崩塌落石其性质结构复杂、作用因素多样,仍存在众多难题尚未解决,特别是铁路桥梁工程受崩塌落石冲击后的动力响应是当下尚未解决的关键难题之一。本文以拉林铁路某段桥梁工程典型工点为例,运用Rocfall仿真计算,着重就同一结构面不同坡面倾角岩体崩塌落石运动过程对桥梁结构破坏作用产生的平动速度、弹跳高度、总动能等进行动态变化分析,基于上述分析,结合模型试验加速度响应测试,利用SPECTR计算程序对其加速度、速度和位移动力反应谱特性进行分析评价。研究结果:(1)危岩落石运动方式主要与坡面倾角的大小有关,坡面倾角较大,落石从坡面以滚落运动为主;坡面倾角较小,落石从坡面以滑落运动为主。(2)危岩落石受到动摩擦力作用、恢复系数的影响,在每次撞击混凝土桥面的过程中速度都会呈非线性减小。(3)岩体崩塌落石对结构物撞击产生较大的短时加速度脉冲效应,当结构物基频相同时,落石从坡面运动的空间变化是引起振动特性响应差异显著的主要因素。(4)速度响应时程曲线近似呈"余弦"型,总体上表现出随着时间增加呈现非线性增减变化,且大角度坡面倾角其速度响应峰值略大于小角度坡面倾角,落石对结构物的撞击时间效应与坡面倾角相关,坡面倾角越大,触发时间效应越明显,受振有效持续时间越久。(5)阻尼比取值介于10%~20%时,反应谱曲线衰减幅度最为显著,介于30%~40%时,加速度反应谱曲线表现明显分异,设计宜鼓励增大桥梁的柔性抗冲击性能。上述研究成果,对于新建川藏铁路山区桥梁基础施工具有工程指导意义。

摘要：我国是一个地震多发国家。微型桩组合结构作为一种新型柔性支护结构,研究其在地震作用下对土质边坡的支护作用成为了一个意义重大的问题。为此,通过大型振动台试验,以混合加载的方式,研究了微型桩组合结构在加固土质边坡中的动力学特性。试验结果表明:微型桩组合结构在地震作用下对土质边坡的加固达到了理想的结果;加载时随着El波加速度峰值的不断增大,前、后排微型桩桩身加速度峰值及桩身动土压力随之不断增大;随着输入的El-Centro波动峰值加速度的增大,测点动土压力响应效应也越显著;微型桩滑面上、下1/3位置、悬臂端顶部及锚固段底部处,动土压力及加速度常常达到最大值,在实际工程设计及应用中应重点关注这些位置。该研究结果可以为同类地区治理类似滑坡提供抗震设计支撑。

摘要：为了研究地震作用下多锚点桩加固边坡的加速度和动土压力响应的分布特征和空间变化规律,探讨多锚点桩优化抗震性能,利用大型振动台试验,通过多锚点桩边坡模型稳定性、加速度和动土压力时域特性初步分析得到沿桩身高程不同位置的区域性空间分布特征;基于上述分析运用傅里叶变化和统计学概率散点矩阵运算获得定量化表征多锚点桩加固边坡损伤水平的相关性;进而利用SPECTR计算取得多锚点桩边坡模型优化与否地震动变形破坏位移值Sd的区域性差异。结果表明:(1)在不同地震强度作用下,边坡模型表现出区域性损伤破坏的空间耦合变形连续效应,加速度和动土压力幅值空间分布表现出桩身结构物未优化侧幅值反响突出的特点。(2)加速度沿高程存在加速度滞后的差异主要是主震后的传播阶段造成的,桩身在同一震区发生前的各组地震动土压力和加速度响应之间的相关度极弱,前震的地震动特性亦并非各级地震动序列的简单重复叠加。(3)用聚苯乙烯泡沫(EPS板)作为减震层、消能弹簧作为改善锚头自协调装置优化的多锚点桩对地震作用下坡体变形起到缓冲和消能的作用,其优化效果与减震层的位置相关。(4)在低强和中强度地震作用下,锚头消能弹簧装置的可伸缩变形改善了多锚点桩身沿高程的变形协调性,可改善桩身的地震波传播特性。(5)高强度地震作用下,桩身滑面处对地震的敏感性强,EPS发生塑性变形,增大了优化侧相对位移值,易造成多锚点桩在滑面位置发生"鼓胀"破坏或者剪切破坏,容易成为多锚点桩的抗震薄弱环节。这些结果有助于为多锚点桩的优化抗震设计提供理论依据。

摘要：通过大型振动台试验,对微型桩及桩间土的加速度峰值分布规律进行了分析,并利用小波包分析具有的频带划分均匀能力和时频局部化性质,对水平向加载的El-centro波进行了分解,从而对其频谱特性进行了研究。试验结果表明:(1)由于加速度沿高程放大效应的影响,微型桩及桩间土的加速度峰值往往在桩顶处达到最大值;(2)影响微型桩和桩间土加速度的主要频段为低频地震波即第一频带(0.10~6.26 Hz)及第二频带(6.26~12.51 Hz);(3)高频地震波作用下,滑体底部位置处桩间土的响应情况较微型桩来说更加强烈,而在桩底位置处后排微型桩的加速度响应更为强烈。在实际工程设计与施工中,应避免微型桩与第一频带及第二频带下的地震波发生共振,对加速度响应比较强烈的位置应重点关注。研究结果可以为同类地区治理类似滑坡提供抗震设计支撑。

摘要：山区机场高填方边坡的变形失稳是目前机场研究的热点和难点,特别是边坡治理联合支挡结构的协同变形工作机能是当下尚未解决的难题之一。以攀枝花机场12~#高填方为例,基于原设计锚索–抗滑桩–加筋土挡墙治理方案,运用BIM技术进行模型设计,达成三维可视化分析。以后排桩顶部增设垫层优化为研究对象,结合有限元计算,开展试验研究,对比分析垫层对控制填土内部塑性协同变形发展及综合支护体系的影响。研究表明:(1)将勘察数据等场地基本岩土工程参数和信息概化整合进BIM模型,不仅实现地质勘查最可能的接近现场实际,确保地层参数的科学性和准确性,而且有效解决了任意断面剖切设计计算的困扰,达成了复杂条件下空间碰撞检测的效果。(2)因后排抗滑桩与填土刚度不匹配,导致高填方情况下在填土内部形成从桩顶延伸至坡面的塑性剪切带,影响填土内部的稳定性、出现沉降差异,而垫层优化设计很好地解决了变形不协同的难题。(3)垫层对体系的影响主要体现在抗滑桩的性能发挥上,前排桩对垫层的整体响应更加敏感,设计宜鼓励增设垫层,强化后排桩剪力设计。(4)随着填土填筑高度的增加,加筋土部分表现外部稳定性问题,非加筋土表现为沉降问题,后排桩的存在加剧了坡体的外部变形可能性,刚度不匹配问题成为焦点。

摘要：高烈度区坡体病害地段山岭隧道面临高度非线性、复杂时变性、多元不确定性地震响应难题,传统分析手段难以有效应对,“模式-数据”双驱动融合对隧道衬砌损伤性态准确评价至关重要。开展隧道横穿主滑面系统地震损伤和动力响应特性振动台试验,提出振动模型边界效应和系统动力特性评价方法。基于模型场地土损伤状态,联合希尔伯特-黄变换(HHT)与信息熵理论,提出一种基于边际谱熵值的模型场地土破坏“模式-数据”双驱动融合评价方法。利用EMD分解和HHT频带能量谱,提出一种衬砌结构EMD能量损伤指数“模式-数据”双驱动融合评价方法。经震后模型场地土和衬砌损伤状态测试,印证边际谱熵值破坏模式评价方法与EMD能量损伤参数的合理性。结果表明:隧道横穿主滑面系统整体呈后缘沉降挤压-中部滑移拉动-前缘剪出鼓胀的失稳模式。基于边际谱熵值揭示的坡体破坏过程、滑面位置与振动台试验再现的破坏特征基本一致,证明双驱动融合方法的可靠性。模型场地土HHT能量谱频率主要集中在0~25 Hz。衬砌HHT能量谱峰值时刻(18.07 s)较模型场地土滞后,且不同特征部位的瞬时频率不同。损伤指数分布与衬砌特征部位空间位置相关,激振强度0.4g时,EMD损伤指数均大于90%。经震后模型检验,根据EMD能量损伤指数突变情况能定位衬砌结构损伤部位及判断损伤程度。为高烈度区坡体病害地段隧道建造与运维过程中监测分析、损伤定量评价等提供一种新的视角和范式。

摘要：高填方边坡因填方量大、填方高度高、边坡陡等特点造成其致灾原因复杂、边坡稳定性影响因素多样,尤其是基于填料、压实工艺特性造成的渗流模式差异影响地下水的赋存、运移已成为边坡失稳工程中重要的影响因素之一。本文结合攀枝花机场13#高填方应用工程实例分析,通过PLAXIS有限元计算,综合渗流分析理论及高填方边坡渗流场、位移场的分析,揭示了填方体填料、压实度差异形成不同渗流场高填方系统地下水分布及演化规律。结果表明:(1)填料及压实度通过影响填方体渗透系数进而影响填方体的流量,且地下水由于填筑影响不具有统一的地下水位。(2)纵向上位移随着渗透系数增大位移会减小;横向上由于地下水会沿着基岩—原始地面层渗出,区内滑坡的成因是由其特殊的地质结构特征及基岩-堆积层接触带水共同作用的结果。其研究结果可以为同类工程滑坡治理及地下水排水设计提供理论支撑。

摘要：受地形、地质条件及线路走向等因素的限制,隧道近接交叉的净间距越来越小,工程问题越来越复杂。该研究以草莓沟1#和盘道岭立体交叉隧道为例,完成3种激振工况的振动台试验,重点分析受下穿隧道影响,上跨隧道拱顶和仰拱加速度动力响应特征,结果表明:上跨隧道仰拱受相邻隧道波场效应影响,受震有效持续时间更长;受下穿隧道影响,上跨隧道拱顶轴向峰值比表现出更为明显的非线性、非平稳性增大的特点;对隧道结构影响较大卓越主频段集中在2~8 Hz和12~20 Hz,卓越频率取值为5.95 Hz,16.32 Hz;位移卓越频率与加速度响应有差异,宜鼓励提高结构阻尼性能,阻尼比建议值取为20%。研究结果可为立体交叉隧道的抗震设计提供新思路。

摘要：研究目的:随着高速铁路网加密,线路穿高山越峡谷已成为常态,时常面临危岩体威胁施工和运营安全.由于落石灾害所特有的高速运动冲击能量和多发性,受不同地质营力产生的崩塌落石影响各异,因此,亟需开展不同结构面落石的影响研究.本文以西南某在建铁路斜坡为原型,建立试验模型,沿坡面布置加速度传感器,通过不同结构面不同形态的危岩体对坡面的碰撞试验,分析坡面不同位置的加速度响应的时程和频谱特性,进而得出不同结构面危岩落石对坡面冲击的不同作用影响.研究结论:(1)不同结构面天然块石从无初速度释放,在坡上的运动方式主要为滚动~跳跃式,停留和滚出集中于平台44~88 cm之间;(2)在离坡脚最远的平台1#测点虽然峰值较高但是同样衰减也较快,坡脚测点为加速度响应持续时间最长、衰减较为缓慢的区域,为受撞击的薄弱点,当坡脚有构筑物时,尤其要加强防治危岩落石,减少对坡脚的冲击作用,进而减少对构筑物的影响;(3)滚石对坡面撞击形成的加速度波为低频波,试块"A"能量占比超过95%,主振频带为第一频带(0~6.25 Hz);(4)本研究成果可为西部山区高陡边坡的落石影响区线路设计提供相应的理论依据.