摘要：敦煌研究所研制的k2SiO3对干旱环境下土遗址防风化加固效果显著。设计了不加k2SiO3材料、加5%浓度k2SiO3溶液饱和后自然风干1次和3次人工重塑黏土试样的SEM观测,目的是研究k2SiO3对黏土孔隙结构的影响。基于此,利用分区统计方法和计算机图像处理技术,研究了k2SiO3对黏土孔隙结构的改变。分析表明,经k2SiO3加固后的黏土颗粒间胶结联结加强,结构稳定性提高。最后利用Sandbox法计算了土孔隙的分维数,定量分析了k2SiO3对土孔隙的改变,分析发现加3次溶液土样孔隙分维数最小,加固效果最佳。而且土孔隙分维数不受图象灰度分割阈值和SEM放大系数的影响。

摘要：顺层边坡的破坏范围及稳定性一般受工程扰动影响较大。以华丽金沙江桥华坪岸顺层边坡为研究对象,利用现场调查、地质力学方法和数值分析,综合确定华坪岸边坡破坏模式主要为后缘陡倾结构面控制剪入+T2凝灰岩软弱夹层主滑+前缘缓倾结构面剪出破坏控制。基于此,制作考虑后缘陡倾结构面和顺层软弱夹层边坡模型,设计了不同桥基荷载和水平荷载组合工况,分析余推力、位移、应力和应变发现:不同工况临界水平荷载为1.89~3.15 k N,临界水平地震加速度值为0.134 g^0.208 g,除100 a设防自然工况不满足外,其余条件下华坪岸边坡均满足工程区修正后地震设防标准0.105 g(50 a)和0.144 g(100 a)的要求。在模型试验过程中,数据的灵敏度和稳定性排序为表观应力和位移>内部应力>应变;传感器的费效比排序为量力环>百分表>土压力盒>应变片。

摘要：白鹤滩水电站层间错动带结构松散、水理性质不良、力学性质差且延展范围广,是地下空间围岩体中的弱结构面,控制围岩体的变形破坏。在大量地质勘探及室内试验研究资料基础上,将白鹤滩工程区的层间错动带划分为节理带、劈理带和泥化带,有利于其力学特性的研究;在分类的基础之上,研究了C2、C4层间错动带中不同带区的形成模式、宏微观结构特征、矿物成分、水理性质以及剪切力学特性等主要工程地质问题,认为白鹤滩层间错动带主要是构造成因,不同带区在黏土矿物含量、微观结构以及水理性质等方面差异明显,错动带的剪切位移曲线整体呈理想弹塑性特征;分析了施工期层间错动带的地质特性对工程岩体的影响,含层间错动带围岩体主要存在3种破坏形式:块体塌落、剪切滑移与渗透破坏。

摘要：在部分浅海由于大型施工船舶无法进入,海上风电工程中传统的重力式基础或桩基础不再适用,为此提出了一种新型基础——分段斜壁桶形基础。基于极限平衡法对分段斜壁桶形基础的水平承载力进行了系统性研究,提出了水平承载力计算方法,并进一步考察了斜壁倾角、桶高、桶径、土性参数等对水平承载力的影响。计算表明,水平承载力随着上部桶壁倾角、下部桶壁倾角、地基反力比例系数、桶基顶部直径、桶基高度的增大而增大,随着海床深度的增加而减小。基于体积压缩率的概念,论证并推荐优先使用上部桶壁倾斜、下部桶壁直立的桶形基础构型。建议发展针对海床地基反力比例系数的准确确定方法。研究结果有助于对桶形基础进行优化设计。

摘要：隧道式锚碇的夹持效应机制及其破坏形态的研究尚不充分,不利于隧道式锚碇设计理论的优化。通过开展锚碇的二维室内模型试验,分析了锚碇和岩体联合承载的过程、机制及锚碇自岩体内拔出时的破坏形态,并针对锚碇的楔形角和埋深等几何要素对锚碇的承载力和破坏特征的影响做了简单分析,在一定程度上揭示了隧道式锚碇夹持效应的本质。所得结论主要有:(1)锚碇加速非线性移动挤压土体产生附加应力,激发夹持效应发挥抗力作用,调动周围岩土体联合承载。(2)隧道式锚碇的承载力由自重效应和夹持效应组成,自重效应不足以平衡主缆荷载时,夹持效应才发挥作用。从经济和安全角度,应对锚碇的体型进行合理设计,使得夹持效应得到有效发挥。(3)锚碇的楔形角影响锚碇的极限承载力,设计时应通过优化分析确定优势角。(4)锚碇的埋深越大,承载力越大,两者基本成线性关系。在实际工程中应把握施工难易性、经济性及承载力之间的关系综合确定埋深。(5)锚碇裂纹的产生和发展与锚碇及岩体的应力位移响应具有相关性。锚碇与土体相对静止时无裂纹产生,破坏形态基本形成的时间与锚碇加速非线性位移阶段相对应。

摘要：悬索桥隧道式锚碇的设计理念为锚碇夹持岩体协同承载,因而承载能力远超同体积的重力式锚碇。但因目前对围岩协同作用认识尚不充分,在当前隧道式锚碇设计中仍保守地忽略锚碇和岩体间的挤压效应。为弄清锚碇-岩体协同承载的机制,揭示隧道锚承载能力提高的本质,通过分析隧道式锚碇建设至成桥全过程受力,建立隧道锚的简化力学模型,并引用Mindlin应力解分析了荷载沿锚碇轴向的传递规律以及荷载产生的作用于锚碇-岩体间的挤压应力分布,最终给出了隧道式锚碇极限承载力的简化估算方法,并通过伍家岗大桥隧道锚工程实例分析了结果的合理性。所得结论主要有:锚碇-岩体界面力主要由锚碇自重和锚碇-岩体相互挤压产生;锚碇-岩体界面附加应力自后锚面向前锚面呈先增后减的变化趋势,在距后锚面约1/3L处达到应力峰值;以容许抗剪强度为破坏判据解得的伍家岗长江大桥隧道式锚碇的极限承载力为3 504 MN,约为16倍的设计荷载,与室内试验值基本吻合。

摘要：当前隧道式锚碇的安全监测多借用桥隧安全监测的经验,没有体现出隧道式锚碇的承载机制和破坏特征,针对性不强。本文在分析隧道式锚碇系统不同部分和附属结构功能特征的基础上,总结了不同施工环节的特点及其潜在的安全问题,并提出了针对性的监控措施;根据现场缩尺试验、室内模型试验和数值仿真试验,发现当前悬索桥隧道式锚碇设计借用桩和锚索的接触面摩擦效应估算极限承载力的方法偏差较大,没有体现隧道锚的结构效应,没有反映锚岩系统联合承载的夹持效应和初期锚岩界面摩擦受力到中后期锚岩联合系统抗剪切受力模式的转变。针对隧道式锚碇系统不同部位的受力和变形破坏模式,在分析不同部位不同监测手段和安全监控效果的基础上,提出了隧道式锚碇的分类监测标准,明确了监测目标和采用合理高效的监测手段,可以保证隧道式锚碇系统的中长期安全。同时建议将长期监测项目纳入桥梁健康诊断和后期养护工作,该项工作可弥补当前桥梁健康诊断重桥不重地基的不足。

摘要：岩体在地震作用下的动态力学参数是对岩石工程准确地进行地震稳定性分析的基础。在探究地震作用下岩石材料合理应变速率基础上,利用动态力学试验与岩体力学参数的经验估算方法,讨论考虑地震作用的岩石动态力学参数估算问题。结果表明:(1)对于依托工程而言,相应的地震代表性应变速率为10^-2~5×10^-2/s。这一应变速率范围介于准静态和传统上的"中等应变速率"之间。(2)对动力学试验结果进行拟合时发现,强度包络线的形状并不随着应变率的增加而变化,仅有强度包络线截距变化。基于此提出考虑动态应变速率的地震动态强度参数估算经验公式,可在静态参数和应变速率的基础上估算考虑地震作用的动态强度参数。(3)基于Hoek&Diederichs经验公式,给出地震作用下岩体动态模量的估算方法。(4)最终,结合岩体的地震动态强度参数与模量参数的估算方法,提出考虑地震作用的岩石动态力学参数估算方法。并以白鹤滩水电站岩体为例,对这一方法进行了说明。

摘要：混凝土是工程性质复杂的多相人工材料,不同数量和级配的骨料,对其物理力学性质影响较大。在颗粒流数值平台上实现了具有骨料开裂功能的数字混凝土单轴压缩虚拟实验,通过砂浆和C15混凝土的抗压和抗拉强度实验、弹性模量实验、砂浆骨料界面粘接强度试验,测定了数值模型中需要的砂浆、骨料强度和变形参数。设计了砂浆、1-3、1-4和1-5粒组骨料混凝土虚拟单轴实验,并对其破裂形态、裂纹扩展过程、应力应变曲线和破裂能量演化规律进行了分析,发现:骨料对混凝土材料强度和变形特性具有明显的增强特性,且有阻止裂纹扩展的作用,骨料越大,改变裂纹扩展的作用越强,微裂纹多绕骨料产生和发展;骨料粒径范围越大,越容易形成架空结构,造成局部不稳定,会影响增强效果,造成应力应变曲线峰值附近的波动,形成次稳定和多级强化;数值实验测试结果落在砂浆和骨料测试强度之间,具体值与体积比和骨料结构稳定性有关,大致与体积比对应的分担比成换算关系,这种换算关系的精度与骨料粒径范围成反比。

摘要：在PFC2D平台下设计了均质、含0.2 mm矿物颗粒和含0.2 mm孔隙砂岩的数值巴西圆盘试验。在试件左、右、中间、上部和下部设定了5个半径为5 mm的分析球。分别分析了试件加载过程中的x、y方向应力值。分析发现矿物颗粒的存在极大地增强了砂岩的力学行为,内部分析点x方向应力均高出其他情况x方向应力1～2个数量级,y方向应力则在同一个数量级上增加1～2倍。孔隙的存在弱化了砂岩力学行为,x、y方向应力均在同一数量级上减小1～2倍。说明外部监测到的应力变化与材料内部应力的变化情况有很大差异,这是物质约束与边界约束的不同造成的。