摘要：基于高效、快速、大面积处治膨胀土的工程需求,以聚醚胺-230作为水溶性膨胀土稳定剂并成功实现对膨胀土的快速处治。模拟常规路基施工中配制含水率后的压实填筑方法,讨论聚醚胺水溶液代替水按照掺入配比的方法处治膨胀土的效果与土壤特性变化。通过膨胀、固结与收缩试验比较了膨胀土与不同聚醚胺-膨胀土质量比对应处治土的膨胀、压缩与收缩特性。结果表明:聚醚胺的迅速吸附能抑制并调控膨胀土的膨胀与收缩劣害性,同时使压实处治土展现出土壤结构的强化特性。处治土的膨胀、压缩和收缩指标均显著降低;样品制备为干密度1.62 g·cm^(-3)时,膨胀土可被处治为低膨胀性、低收缩性、中压缩性的处治土。基于吸附机理,聚醚胺的掺入量主要影响着处治效果,但存在处治极限即无法完全抑制膨胀与收缩特性。主要处治机理通过对扫描电子显微镜图像与膨胀土中黏粒部分的X-衍射分析进行表征,干燥的提取黏粒中蒙皂石层间距1.49 nm变化为处治后的1.36 nm,可解释为聚醚胺的插层效应导致蒙皂石矿物层间的离子水化受到抑制。聚醚胺单层平铺吸附于蒙皂石矿物层间,层间钙离子无法水化至2层水分子以上扩大层间距。土壤颗粒表面水敏性显著降低,土壤微观结构图像直观地揭示了聚醚胺在膨胀土中的吸附导致的水化抑制与土壤结构强化效应。

摘要：中国山岭隧道常采用复合式衬砌支护,探究复合式衬砌的承载特性对矿山法隧道支护设计具有重要意义。设计了大型隧道结构模型试验系统,开展了毛洞、喷锚组合支护和复合式衬砌支护的大尺寸隧道模型试验,通过监测隧道破坏全过程,分析不同支护形式下隧道的破坏模式和支护结构受力特征,揭示了复合式衬砌的承载特性。结果表明:复合式衬砌支护较喷锚组合支护相比设计承载力提高了33.3%;两种支护形式下,围岩可承受约60%~75%的外荷载,施加二次衬砌后,二次衬砌可分担约15%~80%的围岩压力;喷锚组合支护较复合式衬砌相比能更好的发挥锚杆的效果。

摘要：针对库岸边坡在库水位陡降时易发生失稳破坏这一特点,分析了地下水引发库岸边坡失稳的机理,指出在地下水作用下,边坡岩土物理力学性质恶化、库水浮托力以及坡体内渗透力是影响库岸边坡稳定性的重要因素,给出了考虑地下水影响的库岸边坡稳定性计算公式。对三峡库区的某边坡工程进行了分析,结果表明:边坡岩土体介质因饱水软化作用,其滑动面的力学参数值降低;库水浮托力在某种程度上有利于边坡的稳定。当库水位陡降时,坡体内产生较大的渗透力是导致边坡失稳的一个很关键的原因。同时指出,在进行库岸边坡治理设计时,采取合理的防冲刷、反滤及疏导措施,能有效地降低地下水对边坡稳定性带来的消极影响。

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：在文[1]的基础上,推导了所建立本构模型和渗流模型的三轴压缩情况下的方程,并给出了1个算例。结果表明,建立的本构模型能够反映微裂纹闭合摩擦滑移、微裂纹发生自相似扩展和微裂纹发生弯折扩展对变形的影响;建立的本构模型能够反映岩石剪胀特征;弯折微裂纹分支张开是使岩石渗流明显地增大原因。

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：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。

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。