摘要：该文通过在系统中增加反光器,实现了仪器自振的测量,并依据仪器自振信号设计一种可自我矫正的新型激光多普勒测振系统,并与传统测振系统进行对比。新系统所测信号的频谱分析图明显更接近拾震器所测结果,均方误差平均值为0.08%。此外,新系统的测量误差平均降低了1.06个百分点,有效信号信噪比平均提升22.72 dB。新系统的测量精度会随着设备自振的增加有明显升高,但提升的效果会存在一定阈值限制。

摘要：边坡岩块体从稳定状态变为不稳定状态的过程中,其动力学指标会发生显著变化,因此,引入合适的动力学指标是实现危岩体精准识别的关键。引入时域、频域以及能量等6种动力学指标,采用PSO-SVM算法开展危岩体识别方法实验与工程应用研究。实验结果表明,相比较于时域动力学指标与时频域双动力学指标的危岩体识别模型,基于多层次动力学指标的危岩体识别模型的预测效果最好,其均方误差MSE=0.004772,相关系数平方R~2=0.984865。因此,应用时域、频域与能量的多层次动力学指标的危岩体识别方法,可实现危岩体的准确定量分析。数据分析得出,6种动力学指标的识别敏感性重要性排序依次为均方频率>裕度指标>第一频带相对能量>重心频率>冲击能量>脉冲指标。研究为工程现场更好开展危岩体的勘察识别工作提供相对丰富的敏感性动力学监测指标,进而有助于建立一套基于大数据分析的危岩体识别方法,从而满足高山峡谷地区崩塌灾害防灾减灾工作的现实需求。

摘要：以滇中引水香炉山隧洞为背景工程,通过小尺度物理模型试验,对断层错动模拟过程中的隧洞上覆围岩破裂形态、衬砌破坏形态和裂纹发展、应变分布特征等关键响应特征开展试验分析,深入地研究了走滑断层错动影响下跨活断层铰接隧洞的破坏形式及破坏机制。在铰接隧洞抗错断设计参数作用机制方面,详细研究了衬砌节段长度、衬砌厚度、隧洞直径、隧洞轴线与断层带夹角、隧洞断面形式,衬砌材料力学特性等因素对铰接设计隧洞抗断性能的影响。研究结果表明:(1)当跨活断层隧洞不采用铰接设计时,在断层错动作用下隧洞破坏模式为剪切和弯曲组合破坏,衬砌破坏程度严重,存在剥离脱落现象。隧洞截面呈现椭圆化变形,整体坍塌趋势明显;在当前试验中,无铰接隧洞破坏范围达4W_(f)(W_(f)为断层带的宽度)。(2)当跨活断层隧洞采用铰接设计时,在断层错动作用下隧洞整体变形呈现S形,衬砌结构破坏形式为节段间的转动和错台,衬砌节段相对完整,破坏程度较轻;当前试验中,铰接隧洞破坏范围为2.14W_(f),相较于无铰接隧洞减少48%,表明铰接设计可改变活断层错断作用下隧洞的变形破坏模式,并减小隧洞结构的损伤范围。(3)铰接设计条件下,隧洞衬砌结构应变峰值主要分布在断层带内,隧洞易发生屈服破坏;与无铰接隧洞相比,铰接隧洞左右边墙纵向最大拉应变减少了56%,纵向最大压应变减少了68%,进一步表明铰接设计可以有效提高隧洞的抗错断性能。(4)在铰接隧洞抗错断设计参数作用机制方面,研究表明增加衬砌厚度、增加衬砌混凝土强度等级、减小节段长度、减小隧洞直径均可提高铰接隧洞的抗错断性能,隧洞穿越断层带的最佳角度为正交,圆形断面相较于三心圆断面可提升铰接隧洞的抗断能力。综上所述,研究成果可以为跨活断裂隧洞工程抗错断措施提供必要的理论参考和技术支持。

摘要：在以往对跨活断裂隧道变形破坏机制研究中,往往分别单独研究蠕滑错断与强震两种效应,忽略了在强震区两种效应往往同时对隧道具有威胁的可能性。基于此,讨论了蠕滑错断-强震时序作用对强震区隧道的影响。在室内试验数据的基础上,考虑相对错动条件下岩石-衬砌接触面、隧道混凝土衬砌材料的非线性弱化特征,研究隧道在先后发生活断裂错断与强震作用下的变形响应与破坏特征。引入了“柔性铰接”设计概念作为隧道的针对性工程措施,并验证了铰接设计的效果。开展了详细的参数研究,讨论了铰接设计中一些重要设计参数的影响。研究结果表明:(1)仅受到断层作用时,隧道的影响与破坏仅限于断层带部分,而隧道的其他部分基本保持相对完好;(2)隧道衬砌在蠕滑错断-强震时序作用下,隧道衬砌出现了明显的椭圆形变形和顶板沉降,导致隧道衬砌沿起拱线也出现明显的破坏现象。具有初始错断损伤的隧道在地震作用下会遭受更严重的破坏,破坏程度随初始错断距离的增加而增加;(3)铰接设计可以在时序组合作用下减少相对变形并提高隧道的安全程度,但铰接设计带来的安全程度的提高仅限于设防范围内;(4)建议设防长度的最佳范围为略大于断层宽度即可,节段长度越小,对改善隧道安全裕度越有利,而增加错断缝宽度几乎并不能提高隧道在蠕滑错断-强震时序组合下的表现。研究成果作为初步探索,可为进一步提高我国西部强震区地下工程的抗震抗错断能力提供一定的参考。

摘要：文章开发了可模拟实际灌注桩成型过程的混凝土浆液-土固化成型装置,开展不同灌注桩深度处混凝土浆液-土固化成型试验,探究浆液自重应力对灌注桩表面粗糙度的影响规律,进而提出考虑粗糙度特征的桩—土界面强度理论。结果表明:随着混凝土浆液自重应力增加,混凝土浆液对桩周土体的挤压、劈裂作用更为显著,使得桩—土界面粗糙度随深度增加而近似线性增长的规律;而后引入界面剪切系数i来表征桩—土界面粗糙度对界面间发生桩—土相对滑移破坏或土自身剪切破坏的影响,与已有试验结果对比表明,考虑粗糙度的强度理论可以较好地预测不同粗糙度下桩—土界面极限强度;最后探讨了理想粗糙面情况下界面剪切系数i与剖面长度比、凹槽形状的数学关系。

摘要：吸力贯入平板锚是一种系泊深海浮式结构的新型基础,设计中通常假定平板锚的抗拉承载力等于不排水条件下的短期抗拉力。但在季节性海流等长期荷载作用下,由于海床中超静孔压扩散导致吸力消减,平板锚的长期承载力可能远小于短期抗拉力。提出一种基于网格重分的大变形耦合有限元方法模拟海流引起的平板上拔过程,采用修正剑桥模型描述正常固结黏土海床的力学性质。大变形耦合计算得到的短期承载力系数与不排水精确解吻合,验证了所提数值模型的的可靠性。针对不同的海流荷载幅值,计算平板锚达到失稳所需时间,建立海流容许持续时间与荷载幅值及海床渗透系数之间的关系。当海流持续时间一定时,长期承载力随渗透系数的增加而显著降低。对于渗透系数10-8m/s的海床,如果海流持续3个月,保证平板不失稳的海流荷载不能超过短期抗拉力的60%。

摘要：岩爆是一种严重威胁深埋地下工程施工安全的动力灾害,现有诸多岩爆判别指标,但均未考虑支护作用的影响。鉴于此,本文基于弹性应变能理论,结合锚固效应与锚杆吸能理论,提出了锚杆支护下的岩爆危险性判别准则。以草果山隧道为例,对不同锚杆支护参数下岩爆防治效果进行研究,选取锚杆间距、锚杆长度、锚杆直径和锚杆类型4个因素,在不同岩爆等级下进行正交数值模拟试验。试验结果表明:对岩爆判别准则影响大小次序依次为锚杆类型>锚杆间距>锚杆长度>锚杆直径。此外,试验结果还得出了不同岩爆等级下的锚杆支护的最优参数选择,为同类高地应力隧道支护措施设计提供了参考。

摘要：深部岩体开挖会引起围岩弹性应变能释放,是岩体破坏的诱因之一。依托草果山隧道,开展多次地应力测试,采用基于最小二乘法的线性回归方法,考虑构造应力进行地应力反演,采用数值模拟手段,研究了隧道开挖过程中弹性应变能的分布特征,建立弹性应变能与岩爆等级的对应关系,并对现场岩爆进行预测。研究结果表明:隧道开挖会引起掌子面及其前方3 m范围内围岩弹性应变能下降,掌子面前方4~10 m范围内围岩弹性应变能增大;引起拱顶、拱脚和拱底区域弹性应变能增大,影响范围为1~2倍洞径;岩爆预测结果与实际开挖中岩爆发生情况基本相符,研究成果对深埋隧道设计和施工具有借鉴意义。

摘要：针对深部回采巷道围岩变形导致锚杆支护失效的问题,提出通过改善锚杆受力状态、改变锚杆锚固方式、优化杆体形状,减少锚杆破断的方法,在此基础上,设计了1种新外形结构的螺纹钢锚杆。进行了实验室拉拔试验,结果表明:矿用右旋锚杆、左旋锚杆和大肋间距高强锚杆的平均拉拔力为136.9、106.1、147.6 kN,且大肋间距高强锚杆吸能效果更好。在现场试验前,先对回风巷的围岩结构进行探测,包括顶板钻孔窥视和松动圈测试,依据围岩结构探测结果,确定最终的巷道支护方案。回风巷采用原支护方案和大肋间距高强锚杆全锚支护2种方案支护,并对顶板离层和锚杆受力进行实时监测,试验结果表明:大肋间距高强锚杆支护的巷道顶板最大下沉量较原支护方案减小36.4%,顶板离层量较原支护方案降低24.1%;顶板和两帮锚杆受力的结果显示大肋间距高强锚杆支护较原支护方案锚杆受力更小,两种支护方案顶板锚杆受力最大值分别为442.9 MPa和78.1 MPa,改进方案较原支护方案降低了82.4%;其回采期间,全锚大肋间距高强锚杆支护方案与原支护方案相比,支护失效锚杆数量明显减少,这都表明全长锚固的大肋间距高强锚杆更有利于维护巷道的稳定。

摘要：采用离散单元法(DEM)模拟不同重力场下的承载特性试验,分析高、低重力场对月基承载特性和月基破坏模式的影响。研究结果表明:当重力场小于1g时,随重力场增大,月基中受扰动范围和应力增大;当重力场大于1g时,随重力场增大,月基中初始应力增大,但受扰动范围减小,表现出承载力和地基弹性模量随重力场增加呈现非线性增长趋势,即归一化承载力系数(q_(u)^(n_(g))/q_(u)^(1g))和月基弹性模量系数(E_(0)^(n_(g))/E_(0)^(1g))与重力场系数n_(g)关系可采用以1g为界的“二折线”进行拟合;承载质量归一化系数则随重力场系数增大而减小,即低重力环境下月基承载质量更大;采用离心机模拟高重力环境来预测低重力环境下月基承载力特性不能正确反映低重力场时月基内受扰动范围的演化规律,将使月基的承载特性偏大。