摘要：盐渍土广泛分布于我国西部地区,其盐胀特性对道路工程产生严重危害,研究盐渍土路基水盐迁移规律并切断其路径对盐渍土地区道路安全防治起到关键作用。基于开挖废土利用构想,提出一种新型盐渍土基泡沫轻质土作为盐渍土地区路基隔断层。采用自研设备开展相关试验,测试其内部温度变化、竖向位移及冻融后的水盐分布,分析新型泡沫轻质土隔断层的隔盐消胀效果,并从微观结构角度探究阻盐机制。结果表明:在温度梯度下,盐渍土试样内部水分与盐分向上迁移,多在中上部聚集。新型泡沫轻质土隔断层能有效阻隔水盐上迁并抑制盐胀,土体含盐量越高,抑胀效果越好。盐分在泡沫轻质土孔洞内析出结晶成盐壳,泡沫轻质土的多孔结构不仅能有效储存盐分,而且能阻隔盐分迁移,使盐分结晶在其内部进行,从而减少盐胀对土体的破坏。

摘要：我国盐穴地下储库建设起源于江苏金坛盐矿并获得成功,初步构建了我国盐穴储库建设首个技术标准体系。但是,我国各地盐矿的品位、埋深、矿层厚度和夹层特性等地质条件与金坛盐矿相差甚远,盐穴储库建设面临诸多挑战,不能照搬“金坛模式”。着眼于盐穴储库地质设计、造腔工程、注气排卤方案等方面,首先总结盐穴储库建库的“欧美模式”,以及基本上借鉴“欧美模式”发展形成的我国“金坛模式”的基本特征,然后结合我国已开展和正在开展的其他多座盐矿的盐穴储库建设的研究和工程实践,提出几种基于“一地一议、因矿制宜”原则的典型盐穴储库建库的“XX模式”。“XX模式”意味着是不同于金坛模式并有极大突破和变革的新型建库模式,是应对我国各地盐矿地质复杂性所带来挑战的技术方案和新思路。最后,对于下一步应对盐矿复杂地质条件带来的挑战需要突破和创新的关键理论和技术进行了展望。

摘要：我国盐穴地下储气库大多建造在具有不同渗透性的层状盐岩地层中,因此保证储库拥有良好的密闭性至关重要。针对盐穴井筒“裸眼段”意外跨越微渗地层而导致储气库密闭性失效的问题,自主研发了渗漏地层注浆封堵试验平台,并结合现场地质渗漏情况设计了注浆封堵可行性试验方案。在确定了兼具流动性和填充密实性的浆液配合比后,开展了超细水泥封堵岩芯的试验研究。结果表明,超细水泥可以有效填充岩芯孔隙并降低其渗透率,注浆后岩芯孔隙率和渗透率降幅分别达到近16%和95%。封堵试验数据显示浆液封堵范围与注浆时间呈幂函数关系,浆液流型满足幂律流,而非牛顿流。该研究成果可为盐穴储气库微渗地层注浆封堵提供必要的理论和试验依据,对类似密闭性失效井筒的二次利用具有重要意义。

摘要：通过建立路基离散元模型和土工格室有限差分模型,开展了一系列有限差分法-离散元法(finite difference method-discrete element method,简称FDM-DEM)耦合数值计算,探明了土工格室加筋路基在振动荷载作用下的压实行为。进一步揭示了土工格室对路基压实后水平残余应力的贡献,并在此基础上,提出了土工格室加筋路基的预应力效应,以体现施工期格室填料在经历加载并卸载后引起的格室撑阔对加筋效果的提升。结合微观接触组构、配位数变化、压实过程的应力路径,探讨土工格室加筋路基预应力效应的形成机制。研究结果表明,相较于未加筋路基,土工格室可以提高加筋路基的回弹模量,增加压实路基的水平残余应力。在振动荷载作用下,土工格室呈现上开口的喇叭形,土工格室口袋被撑阔,格室壁的最大应变为0.17%~0.21%。接触力分布也表明,在振动压实作用后,力链由竖直向水平方向发展,这体现在水平残余应力的增加,而土工格室则进一步提升了颗粒的横向接触力。

摘要：土工格室边坡冲刷防护是一种绿色、经济、高效的防护方式。针对土工格室加固边坡防冲刷效果量化评价和工程应用问题,建立了降雨条件下边坡侵蚀分析模型,并与已有土工格室加固边坡冲刷试验进行对比验证。进一步考虑土工格室与坡面土体相互作用,重点围绕裸坡、仅铺设格室和格室植草3种工况开展研究,揭示了土工格室加固边坡防冲刷机制,全面研究了降雨强度、降雨历时、边坡坡度、边坡坡长、格室尺寸和植草条件等参数对土工格室边坡径流量和土壤流失量的影响,并对土工格室加固边坡防冲刷效果进行了参数敏感性分析。研究结果表明,土工格室能减少20%〜40%的土壤流失量,能有效起到边坡防冲刷的作用;土工格室与植物作用结合后可减少土壤流失量高达90%以上;各参数中,降雨条件和土工格室尺寸对边坡防冲刷效果有着至关重要的影响,边坡参数相对影响较小,研究可为土工格室加固边坡优化设计提供参考。

摘要：硫酸盐渍土广泛分布于新疆地区,其盐胀性常常导致道路的开裂破坏。针对新疆地区硫酸盐渍土,采用粉煤灰+矿渣+聚丙烯酰胺(polyacrylamide,简称PAM)联合改性土的方法,通过盐胀试验、界限含水率试验、p H/总溶解固体/电导率试验、硫酸根离子浓度测试、无侧限抗压强度试验及冻融循环试验,研究了固化土的力学和物理化学性能。在此基础上,通过扫描电镜(scanning electron microscope,简称SEM)试验分析了其改性机制和微观结构特征。结果表明:粉煤灰+矿渣+聚丙烯酰胺的无机有机相结合的方式不仅可以有效抑制硫酸盐渍土的盐胀量,而且可以改善盐渍土的力学性能、塑性及抗冻性。综合考虑经济性和适用性,当联合固化材料掺量达到15%,且PAM掺量为2%时最优,其抑制盐胀效果最佳;土体结构性和整体性变强,固化土7 d无侧限抗压强度达到993 kPa,相较天然土提高了3倍;土体抗冻融性得到明显的改善。

摘要：岩土工程信息化迫切需要加强大数据集成共享和多专业协同合作,BIM技术在工程建设领域的成功经验给我们以启示,可将BIM技术应用于岩土工程信息化建设,但是当前存在的主要问题是地质模型与BIM模型数据标准不统一。为了解决这个问题,提出了地质模型采用BIM数据标准IFC的思路。采用IFC实体扩展及属性集扩展模式,建立了面向三维地质模型的扩展模型IFC-3DGeoMdl。利用已有的IFC对象类型,派生相应的地质物理实体以及地质空间结构实体,给出地质物理实体的空间表达形式;利用IFC中已有的关系类,定义地质物理实体与空间结构实体的关系;进而,基于IFC中的属性表达方式,实现了地质对象的地层信息与物理力学参数等属性的扩展;最后,给出了创建该模型的具体实现过程,并利用实例验证了该模型的实际应用效果。结果表明,采用该模型,可有效实现岩土工程地质模型与BIM结构模型的集成,从而为深化岩土工程的结构设计、施工等提供有效的地质模型信息。

摘要：偏压隧道是工程中常见的一种隧道形式,隧道的断面形状会影响到衬砌结构受力性能和围岩的稳定性。针对偏压隧道的断面形状优化设计,基于衬砌合理拱轴线,开展偏压隧道最优断面形状的研究。根据偏压隧道的工程特点,建立初始断面形状为圆形的偏压隧道有限元模型,计算得到隧道衬砌的弯矩、轴力和偏心距。进一步,以偏心距最小作为目标函数,通过反复调整衬砌轴线的位置,使衬砌轴线逐渐逼近合理拱轴线,从而获得偏压隧道的最优断面。在此基础上,对比研究偏压隧道优化前后衬砌的力学性能和隧道围岩的应力分布情况。结果表明,这种最优断面形状的偏压隧道极大改善衬砌结构受力状况,衬砌主要承受轴向压力作用,能够充分发挥混凝土材料的抗压性能,而且隧道围岩的应力分布均匀,避免了隧道围岩的应力集中。

摘要：为研究一种快速、无损、连续的施工期路基回弹模量检测方法,在考虑振动压路机结构特征和路基非饱和特性的基础上,建立了压路机-非饱和路基耦合振动分析系统,提出了以压路机振动轮振动加速度作为指标反馈施工期路基回弹模量的新方法。利用Fourier变换对非饱和路基的动力控制方程进行了力学求解,结合接触面边界条件得到了压路机和路基之间的相互作用力,进一步推导得到了压路机振动轮竖向加速度和路基振动响应在变换域内的解析解。最后,利用Fourier逆变换进行了空间-时间域内的数值求解,分析了压路机振动频率、路基饱和度和回弹模量对压路机振动轮及路基内部振动信号的影响规律。研究结果表明:当压路机振动频率大于共振频率时,随路基回弹模量的增大,振动轮竖向加速度基本成线性增大。当振动频率为28Hz路基土回弹模量从40MPa增大到100MPa时,振动轮竖向加速度幅值增加达到了60.1%。因此通过振动轮竖向加速度信号反馈施工期路基回弹模量是合理可行的,为施工期路基回弹模量检测提供了理论基础。

摘要：为了给应用落锤式弯沉仪(falling weight deflectometer,简称FWD)准确识别路基性能劣化提供理论基础,建立了考虑路基非饱和特性的弹性层状路面在FWD荷载作用下的振动响应计算模型。通过Laplace-Hankel变换对模型的动力控制方程进行了推导求解,建立了路面和非饱和路基的动力刚度矩阵。并由层间连续性条件合成了公路结构的整体动力刚度矩阵,结合边界条件得出了FWD荷载作用下整个公路结构在变换域内的振动响应解。利用Laplace-Hankel逆变换对振动响应进行了空间-时间域内的数值求解,分析了FWD荷载频率和路基饱和度对振动响应的影响以及路基性能劣化与路表振动信号的关联性。研究结果表明:路表竖向动位移主要受FWD荷载低频成分的影响且随饱和度的增大而增大;相比较路表振动速度和路基表面竖向动应力,路表竖向动位移受路基性能劣化的影响更敏感,且在距荷载中心1.2 m位置处的路表竖向动位移变化率达到最大。研究结果可为路基性能劣化的反馈指标与位置选择提供科学依据。