摘要：由于广义非线性Hoek-Brown(H-B)强度准则可展现出岩体的复杂剪切破坏行为,因此,其被广泛地应用于岩质边坡稳定性分析。然而,以条块划分与条间力假设模式而建立的传统极限平衡方法不易于直接引入非线性强度准则,使得极限平衡方法在分析岩质边坡稳定性方面存在些许不足。此外,边坡稳定性分析时,以往常将滑面局部安全系数假定为与位置无关的单一变量。事实上,边坡在未达到临界失效状态前,滑面局部安全系数分布存在差异性。为此,应用Taylor级数展开式构建滑面正应力函数,并考虑滑面局部安全系数差异性,建立滑面局部安全系数倒数线性分布特征下滑面剪应力函数。进而,实现滑面应力计算模式与滑面局部安全系数差异分布特征下广义非线性H-B强度准则的融入。随后,引入滑面端部应力约束条件,并依据边坡滑体所满足的整体力学平衡方程,推导出岩质边坡稳定性极限平衡解答。通过算例对比分析,可知本文方法不仅可准确地评估出非线性强度准则下岩质边坡稳定性,而且能够合理地模拟出近坡顶处滑面拉剪应力区、客观地描述出应力集中效应下近坡脚处滑面压剪现象以及有效地判别出滑面局部安全系数差异分布特征。进一步,为了便于指导工程岩质边坡设计与加固,绘制了均质岩石边坡最小安全系数等值曲线图与临界滑面局部安全系数差异分布特征分区图。

摘要：烟气是隧道火灾中的最致命因素。针对处于风区的隧道受环境风影响,火灾烟气无法有效排出导致隧道内热量积聚和人员受困的问题,建议在风区隧道出口设置合理尺寸的挡风墙。以标准的2车道公路隧道为例,基于对公路隧道火灾载荷的调研,借助FDS(Fire Dynamics Simulator)软件建立典型的2车道公路隧道火灾模型,考虑风区10,20和30 m/s 3种横风速度,分别讨论有无挡风墙时的隧道内火灾烟气运动情况。无挡风墙时,横风会将烟气封堵在隧道内,造成隧道内热量的积聚,同时,隧道下部空间被烟气侵蚀,对人员逃生和救援工作产生不利的影响。进一步探讨不同宽度和高度的挡风墙对隧道内火灾烟气运动、隧道顶部温度、能见度及烟气层高度参数的影响,从而确定适合风区2车道公路隧道的最佳挡风墙尺寸。研究结果表明,隧道出口设置挡风墙可以有效促进风区隧道火灾烟气的排出,且能够大大降低隧道顶部温度。这是由于风流经过挡风墙时发生边界层分离,挡风墙内部形成负压驱使火灾烟气从隧道排出。当横风速度较大时,烟气倾向于全部从风区一侧排出,非风区一侧形成完全干净的空间,此时人员逃生和灭火救援可以从非风区侧进行。此外,挡风墙的尺寸并非越大越好,基于3个隧道火灾安全疏散指标,提出了优化的风区2车道公路隧道的挡风墙尺寸为4 m(宽)×8 m(高)。

摘要：采用室内模型试验,对比研究串珠状溶洞数量对灌注桩顶部水平受拉特性的影响,为岩溶强发育区嵌岩桩的水平承载力设计提供试验依据.结果表明:1)桩顶水平荷载相同时,上部土层段桩身水平位移、桩身弯矩(峰值)、桩侧土抗力随溶洞数量的增多而增大,单桩水平承载力随溶洞数量增多而明显减弱.2)上部土层段桩身水平位移随桩顶水平荷载增大而增大,桩顶水平位移最大,嵌岩段很小甚至为0;弯矩M-深度z曲线整体呈抛物线形,桩身弯矩在土岩界面和上层溶洞与底板界面呈现2个峰值,弯矩的变化仅仅影响到上层溶洞及其底板,第2层溶洞及其以下的弯矩几乎为0,土岩界面弯矩最大、截面最危险;土抗力p-深度z曲线呈“凸肚”形.3)溶洞数量增加,位置越高,p-y曲线越容易收敛,可以采用p/pub=α(y/y50)β拟合土层段的桩身p-y曲线.溶洞数量对α与β值变化幅度的影响较小,α与β值变化幅度体现p-y曲线随深度变化的敏感度,两者敏感度随溶洞数量增多而增大.4)工程桩刺穿串珠状溶洞时,为了提高单桩水平抗拉能力,建议采用注浆法改善上部岩土性质,加大土岩界面处桩身配筋率,并将桩身嵌入上层溶洞底板一定深度,防止基桩在土岩界面处发生弯曲破坏.

摘要：基于网络数据资料、期刊论著文献与现场施工资料,全面总结我国瓦斯隧道施工技术的进展与不足。结果表明:1)我国瓦斯隧道具有瓦斯工区里程长、瓦斯等级高、多分布于中西部地区等特征;2)瓦斯隧道施工灾害主要为瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、瓦斯突出、瓦斯中毒窒息等事故,年事故发生数量总体呈下降趋势;3)我国瓦斯隧道设计施工规范近20年来得到了较为全面的完善,已颁布了铁路与公路行业标准、贵川渝等地方标准;4)隧道瓦斯工区安全施工主要依赖于超前探测、瓦斯监测、安全通风与揭煤防突等关键技术,在工程实践中各技术的关键施工参数得到了优化完善;5)绝对瓦斯涌出量测定方法与瓦斯工区等级动态调整机制是目前瓦斯隧道施工存在的主要问题,对瓦斯隧道的施工安全与成本控制影响巨大。建议根据隧道施工特征进一步开展隧道瓦斯防治专题研究,完善瓦斯隧道设计施工规范,为我国瓦斯隧道的安全高效施工提供理论与技术支撑。

摘要：为改善废轮胎热解炭黑(PCB)改性沥青混合料的水稳定性,利用废弃鸡羽毛(WCF)的羊毛状纤维有益于沥青混合料水稳定性提升的特点,制备了AC-13 PCB/WCF改性沥青混合料。首先通过激光粒度仪,扫描电子显微镜与能谱仪分析了PCB与WCF的微观形貌与表面化学元素分布。然后基于响应曲面法(RSM)设计了PCB掺量、WCF掺量以及油石比对沥青混合料AC-13的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比影响的试验方案。最后通过方差分析(ANOVA)方法研究了3个自变量及其交互作用对沥青混合料的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比的影响,并建立了PCB/WCF改性沥青混合料AC-13性能预测模型。结果表明:PCB的粒径分布集中在197~358 nm,表面灰分会降低PCB与沥青的相容性;WCF羽轴两侧的羽片呈扇状分布,主要化学元素为碳、氮、氧、硫。由优化模型获得的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13最佳优化参数为,PCB掺量0.52%,WCF掺量0.36%以及油石比5.5%;对应预测值为空隙率3.85%,马歇尔稳定度11.79 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.56%;基于最优参数配合比制备的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13验证试验结果为空隙率3.69%,马歇尔稳定度11.6 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.9%,且都在95%置信区间内,表明模型具有较好的预测能力;优化设计的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13的预测值和试验验证值均满足中国改性沥青混合料的性能要求。

摘要：现行杆件基础设计仅考虑水平力(H)而忽略扭矩(T)的作用,这很可能导致杆件基础发生推扭破坏。为分析推扭(H-T)荷载下刚性矩形基础的承载特性,首先根据杆件基础的受力特点,建立了相应的简化计算模型,推导了T、H-偏心弯矩(M)2种承载模式下基础受力与变形分析的理论解答;其次通过数值模拟分析,获得了H-T荷载下矩形刚性基础的破坏包络线;在此基础上,通过室内模型试验验证了理论计算方法的合理性,并探讨了扭推比、地基抗力比例系数m值对基础受力与变形的影响。研究发现:H-T荷载下刚性矩形基础的破坏包络线近似呈抛物线分布;随扭推比增大,矩形基础的地基承载力随之减小,其破坏模式也由水平变形破坏转为扭转变形破坏;增大m值,可有效减小基础地面处水平位移及旋转角度。为确保刚性矩形基础的安全稳定,其上覆回填土体性质和压实度均应满足设计要求。上述结论可为多杆合一杆件基础的设计提供参考。

摘要：双壁钢围堰是一种常用的水下基础施工临时结构,其封底混凝土厚度的设计直接影响到围堰的受力性能、安全性、经济性和施工效率。以湖南省平益高速南阳湘江特大桥为依托,基于弹性力学圆形薄板理论,并结合相应规范中钢围堰设计基本规定,提出了一种“∞”字型双壁钢围堰封底混凝土厚度计算方法,给出了封底混凝土设计参考公式,最后通过有限元数值模拟验证了计算公式的正确性。结果表明,该方法能够有效确定“∞”字型双壁钢围堰封底混凝土的合理厚度,为深水基础的双壁钢围堰设计提供了一种新的思路和依据。

摘要：以某大跨度混凝土斜拉桥斜拉索更换为背景,采用适度指标模型对现状索力进行评估,计算单索索力评估值,分析各索的基本评估值分布规律,得出现状索力状况不佳、不适宜进行索力优化的结论,提出等索力替换的换索原则;结合拉索张拉端垫板过高的现状,对索长进行修正,解决斜拉索锚圈作用位置不合理的问题;通过对换索过程的有限元计算分析,以主梁应力和索力变化较小为控制目标,提出单边换索、单边通行、换索间距在3个索号以上的换索方法及换索过程中限载6 t小车正常通行、公交车以15 m的间距通行的交通管控措施。

摘要：偏高岭土(MK)和高炉矿渣(GGBS)是制备地聚合物常用的固体原材料,由两者复合制备的地聚合物具有常温固化,黏结强度高以及快硬早强的优点,能够作为修复材料,然而两者比例改变带来的修补材料的耐久性变化尚未得到充分理解。针对该研究的不足,通过设置不同的GGBS/(MK+GGBS)值(质量比:0,20%,40%,60%,80%,100%),测试地聚合物修补砂浆的吸水量、接触角试验、目视观察地聚合物的泛碱程度以及测试地聚合物泛碱前后的力学性能变化对地聚合物的抗泛碱能力的影响,将地聚合物浸入0.5M(mol/L)的HCl溶液中1,3和5 d,通过目视观察以及测试地聚合物的质量和强度损失,对地聚合物的抗酸性能做出评估。热重(TG)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)被用于对高Ca体系和低Ca体系的耐酸机理做出讨论。另外,考虑到修补材料与基体的相容性同样重要,在干缩测试中以水泥为对照,在酸化测试中以黏结试件为对象,并测试地聚合物和水泥的热变形,以评估两者的相容性。研究结果表明,MK和GGBS比例合适时,地聚合物拥有更为致密的结构,表现出较低的吸水量和泛碱程度。MK含量较高时,产生的地聚合物凝胶有更强的耐酸性。适当增加GGBS,能够通过提升结构的致密性使得修补材料的耐久性得到提升。研究成果可为刚性路面的高性能耐久的快速修补材料研发提供技术参考。

摘要：为研究硅灰和高炉矿渣对混凝土抗冲磨性能和力学性能的影响,将硅灰、高炉矿渣以及二者等质量复合料作为掺合料替代5%、10%、15%、20%、30%中砂,制备混凝土试样,进行抗压强度测试、水砂枪-抗冲磨试验、水下钢球-抗冲磨试验以及质量损失率测试,分析硅灰、高炉矿渣以及二者复合料替代细骨料对混凝土抗冲磨性能和力学性能的影响。结果表明:少量硅灰替代细骨料可以提高混凝土抗压强度和抗冲磨性能,当掺量为10%时混凝土抗压强度最高且抗冲磨性能最好;掺入高炉矿渣会降低试件抗压强度,但可以提高试件抗冲磨性能;硅灰-高炉矿渣复掺料试件抗压强度随掺量增大而先增大后降低,抗冲磨强度随掺量增大而增大,当复掺量为15%时试件抗压强度最高,复掺量为30%时抗冲磨性能最好。最终,依据试验数据建立了以复掺量预测抗冲磨强度和质量损失率的模型,可为硅灰-矿渣混凝土的制备提供借鉴参考。