摘要：季节性冻土区露天矿边坡受不良地质作用影响及恶劣环境影响,不断出现变形、裂缝、滑移等病害,严重威胁矿山开采安全。基于图木尔廷—敖包锌矿东边坡失稳,开展了季冻区露天矿山边坡稳定性影响因素的研究,主要包括不良地质作用、冻融循环作用、开采爆破振动、水的直接作用等4个方面。在分析计算基础上,提出了包含削坡减载、边坡加固、疏排水工程及坡表喷涂和覆土的综合加固整治方案。经验算,按照设计方案进行加固后,能够有效提高东边坡的稳定性,解决困扰多年的东边坡稳定难题。达到从根本上消除安全隐患、保障矿山可持续开采的目的。

摘要：可视化的模型试验是明晰软土隧道开挖诱发连锁事故触发机理的有效手段,而合理配比的相似材料是保证模型试验可靠性的关键。选取正十二烷、15#白油、熔融石英砂和纳米级白炭黑配置透明软土相似材料。通过密度与含油率测试、标准固结试验和固结快剪试验,开展配制材料力学和变形特性分析。研究结果表明:相似材料的密度在1.30~1.59 g/cm^(3)之间,含油率在36.13%~124.71%之间,初始孔隙比在0.70~2.34之间,压缩系数在0.09~1.04 MPa^(-1)之间,压缩模量在0.96~20.11 MPa之间,黏聚力在2.3~31 kPa之间,内摩擦角在14.82°~27.07°之间时,与天然软土相似。试样的e-p曲线均具有较为明显的“上凹型”,e-lgp曲线均呈近似直线下降趋势。每组配比的固结系数在7.87×10^(-4)~2.02×10^(-2)cm^(2)/s之间,符合天然软土固结系数取值范围。透明软土归一化后的剪应力-剪切位移曲线与天然软土的相同,均呈现应变硬化的特点。

摘要：为明确MTC装置力学性能及设计参数影响的一般规律,针对力学性能开展拟静力试验研究,并采用有限元模型进行验证分析,在此基础上基于正交试验设计开展MTC装置初始刚度参数影响显著性分析,并探究MTC装置初始刚度在显著性参数影响下的变化规律。结果表明,考虑装配间隙调整后有限元与试验所得连接刚度较为一致,所建有限元模型可反映MTC装置连接刚度实际变化情况;MTC装置初始刚度参数影响显著性顺序为耗能挡板高度、厚度、短底边长度、长底边长度、挡板间距;耗能挡板高度、厚度及短底边长度为影响MTC装置初始刚度的显著性参数,利用MTC装置进行连续梁桥抗震设计时可适当改变三者取值对装置初始刚度进行调整,以实现理想减震效果。

摘要：为研究脱空效应对钢抱箍承载能力的影响,假定混凝土柱在钢抱箍夹持下不发生变形,将钢抱箍在脱空点视为铰链,基于力与力矩的平衡,建立了考虑脱空效应的钢抱箍受力理论公式。以光明大桥为背景,针对其盖梁施工采用的钢抱箍,采用数值模拟对推导公式进行验证。结果表明:钢抱箍脱空后,其未脱空段的环向力会增大,因此建议在钢抱箍设计时,尤其是在验算钢抱箍强度时应考虑环向力增大的不利影响;本文给出的脱空弧度及脱空位移推导公式,能较为准确地确定脱空范围与最大脱空位移出现位置,但由于忽略了柱的压缩变形,脱空位移偏大16%左右;钢抱箍脱空后,竖向承载能力随着紧箍力偏心率的增大而增大,对于钢抱箍的常用尺寸,承载能力可提高18.3%~31.2%;基于实体单元的模拟结果也证实了钢抱箍的局部脱空现象,并显示混凝土在脱空起讫位置会出现应力集中,该现象有可能导致混凝土的局部压溃,故建议对该处混凝土采用橡胶垫或结构胶等措施进行防护。

摘要：重载铁路基床表层级配碎石受细粒土侵入污染后服役性将大幅劣化,掌握循环荷载下污染级配碎石临界动应力及动强度的演变特征,对揭示路基病害的产生机理至关重要。首先,以不同细粒含量的级配碎石为研究对象,开展一系列不同应力水平条件下的大型动三轴试验,探究细粒含量、围压及动应力幅值对试样累积塑性应变及临界动应力的耦合影响机制。然后,基于塑性安定理论,对试样在不同条件下的变形行为进行划分,并进一步建立考虑围压及细粒含量参数的塑性蠕变状态临界动应力计算模型。最后,分析细粒含量及围压对动强度的影响规律,并通过归一化方法建立了静、动强度间的计算模型。研究成果可为基于强度控制原则的重载铁路新型路基结构设计提供参考。

摘要：依托某滑坡蠕动作用下的高速铁路隧道工程,设计并构建包括5大子系统,具备监测数据自动采集、数据传输、结构安全评价及预警等功能的隧道结构安全预警系统;分析滑坡蠕动作用下依托工程隧道结构应力在时间、空间上的分布规律,验证系统的可靠性和应用效果。结果表明:通过静态监测系统对隧道结构应力开展自动、实时、长期的安全监测及预警,设计思路具有可行性,构建的结构安全预警系统具备工程可靠性;隧道衬砌结构应力对滑坡蠕动作用的响应是长期而缓慢的,应力在经过4年“波浪式”增长后仍未稳定,其中套衬段最大钢架应力为-19.95 MPa、最大混凝土应力为-15.51 MPa,拆换段最大钢筋应力为-59.14 MPa、最大混凝土应力为-29.55 MPa;当滑面位于隧道下方时,隧道结构承受偏压荷载,拱顶、靠河侧拱部及靠山侧边墙部位的应力较大,且位于滑体边界处断面的应力大于其他断面。该系统可用于高速铁路隧道结构安全状况的评价和预警,并为保障隧道运营安全提供技术支持。

摘要：为深入研究栓钉在超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)和普通混凝土(normal concrete,NC)中的力学特性及破坏形态,对8个栓钉剪力键试件进行了推出试验,详细探讨了混凝土类型、栓钉直径及长度对栓钉剪力键极限抗剪承载力的影响规律;基于有限元模型,进一步分析栓钉的极限抗拉强度、直径、长径比及混凝土强度对抗剪性能的影响,并详细研究栓钉直径、长度及混凝土强度对栓钉剪应力有效分布长度的影响。结果表明:栓钉根部附近的剪切断裂是主要的破坏形式;与NC试件相比,UHPC试件的抗剪承载力和抗剪刚度更高,但延性较低;栓钉剪应力在根部出现峰值,并沿钉帽方向迅速衰减;栓钉直径对剪应力有效分布长度影响显著。最后,根据试验结果提出了栓钉剪断破坏模式下的荷载-滑移曲线及抗剪承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好,可为工程设计提供一定的参考价值。

摘要：离散元法(DEM)是研究非饱和土力学性质的重要方法,其模拟的可靠性取决于非饱和接触模型细观参数的准确标定。目前,对非饱和接触模型细观参数的标定方法缺乏系统研究。本文提出一种基于柔性边界的标定离散元(DEM)中非饱和接触模型细观参数的方法,对非饱和接触模型细观参数进行系统标定,并通过参数敏感性分析揭示了非饱和接触模型中细观参数与宏观力学性质的相关性。首先,通过正交试验设计对细观参数的取值范围进行优化,分析细观参数对宏观响应的敏感性,结果表明:非饱和土的割线模量E_(50)主要受摩擦系数μ、吸力ψ、杨氏模量E的影响,影响程度为μ>ψ>E;非饱和土的峰值强度Sp主要受吸力ψ、摩擦系数μ的影响,其影响程度为ψ>μ>E。其次,根据敏感性分析结果确定相关宏观响应的显著影响参数,利用基于中心复合试验设计(CCD)的响应面分析方法建立非饱和土宏观力学参数与显著影响参数之间的回归方程。再次,根据回归方程建立非饱和土细观参数的最优化模型,使用MATLAB中的FMINCON函数对其进行求解,获得细观参数的最优解。最后,利用获得的最优参数,模拟不同围压下非饱和土的三轴试验并与试验结果进行对比,验证所标定参数的有效性。该方法可为进一步分析非饱和土的细观力学性质提供基础。

摘要：惯容减震系统在高效吸能的同时可放大其内部耗能装置的变形,从而提高耗能减震效率,此耗能增效特性是惯容减震系统的关键机理,可作为物理意义明确的惯容系统设计原则。但目前惯容耗能增效设计方法的计算公式复杂,不便应用。为充分发挥惯容系统的耗能增效特性,提出以“最大耗能增效”为设计原则,以满足性能需求为直接导向,进而推导出解析形式的惯容减震系统设计公式。基于随机振动理论得出了单自由度惯容减震结构在白噪声激励下均方响应的解析式,并结合极值条件及零固有阻尼假定完成了惯容系统最优参数的推导。在解析公式的基础上给出了惯容减震系统基于最大耗能增效原则的设计流程,并编制相应程序进行了单自由度惯容减震结构的算例设计与验证。算例分析结果验证了该文设计原则与解析公式的正确性与有效性。

摘要：针对我国寒区隧道冻害问题,以吉林省东南里隧道为例,通过现场温度实测和数值模拟,分析保温层的设防长度、设置厚度和适应范围,并提出寒区隧道电热膜加热保温系统。采用等效厚度法,给出保温层厚度的计算方法和保温层变截面厚度的设置方法。结果表明:被动保温措施保温层法具有一定的温度适应性,当隧道外界气温低于-18.5℃时,应考虑其他主动保温措施;寒区隧道电热膜加热保温系统基于主动保温设计理念,通过温度感应计精准定位冻害的发生位置,进而启动加热膜工作,为寒区隧道保温技术提供了新方法。