摘要：饱和软黏土震陷对建构筑物基础及地下结构受力状态可产生重要影响。本文基于考虑土体小应变刚度特性的循环加载不排水总应力土体本构模型,建立了软黏土中含桩基础地下结构场地震陷数值模型,利于离心振动台试验进行了模型验证,对比了单桩、群桩及含桩基地下结构场地的土层震陷特征。结果表明:由于土体应力-应变关系的非线性,随着地震作用强度的增加,震陷量级呈现显著非等比例的加速增长,针对本文算例,地震峰值加速度增大1倍,震陷量最大增长倍数可达7至12倍;相较于单桩,群桩基础及含桩基地下结构可显著降低土层震陷,本文算例中震陷降低程度分别可达10%~40%和20%~50%;地下结构的存在引起的地震波反射可导致深部土层震陷增加,本文案例中震陷量最大增幅可达40%以上。

摘要：对于软土地区的路基工程,若路基处理不当,在长期交通荷载作用下,容易导致服役期路面开裂、不均匀沉降等问题。水泥土搅拌桩法是软土地区最常用的路基加固方法之一。研究循环荷载下水泥土桩复合地基的变形特性,对于指导交通荷载下软土地基长期沉降控制具有重要意义。然而,现有研究主要集中在软土和水泥土单一介质,对于水泥土桩复合体的研究较少。通过开展水泥土桩复合单元体大型动三轴试验,分析围压、静偏应力和置换率等因素对水泥土桩复合体累积塑性应变的影响。研究结果表明:循环荷载下水泥土桩复合体累积塑性显著小于软土,且应变随围压、动应力比及静偏应力的增大而增大,随置换率的增大而减小;静偏应力的增加会导致复合单元体临界动应力比的减小。基于试验结果,建立了水泥土桩复合体长期沉降计算方法。结合现代有轨电车算例,分析交通荷载作用下软土路基以及经水泥土桩法处理后的路基长期沉降结果。计算结果表明,采用水泥土桩法可有效减小软土路基长期沉降。

摘要：为探究TBM掘进斜井巷道时破碎软弱围岩损伤失稳机制及合理支护方案设计,以陕西榆林可可盖副斜井TBM掘进工程为研究对象,采用UDEC离散元模拟方法进行围岩稳定性分析,并针对无支护、锚网喷支护、锚网喷索支护、锚网喷索+钢带支护4种条件进行支护效果分析;基于数值结果提出支护优化方案并进行工程应用。结果表明:1)TBM开挖巷道围岩失稳类型为由剪切塑性主导变形、由拉伸塑性控制破坏的“鹅蛋形”塑性破坏,需要及时采取支护手段;2)锚杆、锚索、喷混凝土及钢带支护均可有效缓解围岩变形及破坏情况,“锚网喷索+钢带”支护效果最佳,相较于无支护方案,顶板位移降低50.9%,拉伸塑性面积减少99.85%。通过分析最终采用“锚网喷索”作为巷道支护方案,顶板冒落危险区域增设W形钢带加强支护。该支护方案可有效控制浅部围岩变形与深部围岩塑性拓展,实现对突发冒落的预控,最终成功应用于可可盖煤矿斜井施工。

摘要：为满足多场景下微振动测试及实验教学需求,设计了基于NI-cDAQ和LabVIEW的多场景微振动实验平台,并将其应用于教学实践中。该实验平台精确度高、开放性强,可用于测量表面波速、桩基施工、高铁轨道、地铁车站、桥梁结构等多种复杂场景下的微振动,能有效测得x/y/z三向振动加速度时程、频谱等参数,为研究交通引起的微振动提供可靠数据。该平台的使用,显著提高了学生对微振动诱发、传播和控制等原理以及测量方法的理解程度,夯实了基础理论知识,锻炼了创新思维。

摘要：加筋土结构因其具有因地制宜、性能优越和节能减碳等优点而在全球广泛应用。但在季节性冻土地区建造的加筋土结构在全生命周期内会经历多次冻融循环,而冻融循环对加筋土结构性能影响的研究尚不充分。基于已有研究,总结了冻融循环对加筋材料、回填土及加筋土单元体的影响,从室内试验、现场监测以及数值模拟三个方面并结合实际案例总结了加筋土结构在冻融循环作用下性能变化规律,指出了现有研究在冻融循环对加筋土结构的作用机理和评价指标等方面的不足,并展望了在冻融循环影响加筋土结构研究领域未来的发展方向,为加筋土结构的设计及长期稳定性分析提供支撑。

摘要：为研究高铁桩网复合路基设计参数和桩间土体参数对地面振动的影响规律,以沪宁城际铁路桩网复合路基为背景,建立包含垫层、桩帽和桩体的轨道-路堤-桩网复合路基ABAQUS三维有限元模型,分析场地条件、桩边长和桩间距对高速铁路桩网复合路基地面环境振动的影响。研究发现,在近轨道处地面振动衰减以几何阻尼为主,在远轨道处以材料阻尼为主;不同地质条件下,地表振动均随与轨道中心间距的增加而减小,但衰减速率不同,土质软时衰减快,土质硬时衰减慢;在近轨道处,地面振动随着桩边长的增大而减小,桩间距越小地面振动越小。因此,在进行工程设计时,可通过合理增大边长、减小桩间距来减小高铁运行引起的环境振动。

摘要：目前超大跨扁平地下洞室模型试验的围岩相似材料缺少合适的配制方法,以工程岩体中Ⅲ级围岩的物理力学参数作为相似材料配比目标,采用重晶石粉和石英砂作为骨料,高强石膏粉和水作为胶结剂,洗衣液作为调节剂,基于正交理论设计了3因素5水平的正交试验方案,制作了25组不同的配比,通过大量的直剪试验和单轴压缩试验分别测得试样的黏聚力c和内摩擦角φ以及试样的抗压强度σ(c)和弹性模量E,并采用极差分析法进行了敏感因素分析。试验结果表明:所配制的相似材料物理力学参数变化范围广,能满足大部分岩质岩体模型试验的强度要求;材料含量的变化对物理力学参数的影响规律明显,可为配比不同模型试验的相似材料提供指导。

摘要：目前城市核心区交叠紧邻的隧道群大量涌现,其抗震安全性问题日益突出,但近邻隧道之间以及与地层的动力相互作用机制尚不清晰.本文针对饱和地层浅埋平行隧道,基于Biot两相介质理论,采用边界积分方程法分别建立了饱和地层水平和竖向双线隧道动力作用分析模型,并与典型算例精确解对比验证了本模型的有效性;在此基础上,研究了SV波入射频率变化和双线隧道间距变化对隧道结构及周围地层孔隙水压力的影响机制,并以单条隧道分析结果为参照进行对比分析.结果表明:相比单条隧道,相邻隧道的存在改变了既有隧道的动力响应特征,且随着隧道间距的减小隧道响应变化更为明显,同时衬砌环向应力峰值显著增加;双线隧道周围地层孔隙水压力分布主要集中在隧道之间的区域内,且SV波低频入射下孔隙水压力峰值随间距的变小而增大;水平双线隧道的动力响应特征与竖向双线隧道不同,随着相邻隧道间距的减小,水平双线隧道的存在会显著放大隧道结构及周围地层的动力响应,而竖向双线隧道则会对垂直入射的SV波的传播起到阻滞作用,从而导致隧道及上部地表动力响应减弱.本研究可为饱和地层浅埋平行隧道抗震设计提供科学依据.

摘要：依托上海某超深圆形竖井工程,收集了施工期坑底土体隆起的实测数据,总结了坑底土体隆起的竖向分布模式、演变规律和主要影响因素;建立并验证了轴对称数值模型,探讨了开挖卸荷、降水、地下连续墙和土体力学特性对坑底土体隆起的影响规律,探明了坑底土体的隆起机制。土体隆起是开挖卸荷、降水和地下连续墙约束作用下土体力学响应的综合结果,其中开挖卸荷和墙体挤压会引起隆起,降水和墙体的负摩阻力会抑制隆起。开挖卸荷存在主要影响深度,卸荷回弹主导了该深度范围内土体的隆起,而土体剪切变形则控制了该深度范围外的土体隆起。土体流变以及负孔隙水压的消散共同导致了土体隆起的时间依赖性。软土地区小直径超深竖井的坑底隆起沿深度方向减小近似线性,最大值位于开挖面中心处;土体隆起随开挖先缓慢增加后近似线性快速增大,而在非开挖阶段,土体隆起随时间有缓慢增大趋势。

摘要：堰塞坝是由滑坡等失稳地质体快速堆积并阻塞河道而形成的天然坝体,溃决后会对下游人民生命财产安全造成严重威胁。深入开展非均质结构对堰塞坝溃决过程的影响研究,可为堰塞坝灾害的风险评估和应急处置提供重要参考。依托自主研发的水槽试验装置,通过开展不同结构类型堰塞坝的溃决模型试验,分析了均质、竖向非均质和水平非均质结构对坝体溃决的影响。研究发现:1)堰塞坝侵蚀过程受局部区域材料性质影响严重。2)均质坝中,随着中值粒径增大,材料抗侵蚀能力增强,溃决特征先由层状冲刷变为陡坎侵蚀,再变为多级陡坎侵蚀,峰值流量逐渐减小,峰现时间逐渐推迟。3)竖向非均质坝中,坝体上部材料主要影响溃口形成阶段历时和坝前水位;中部材料主要影响溃口发展阶段的溃口下切速率;底部材料主要影响下游坡脚稳定性和残留坝体形态。受溃口加速下切和溃决流量增加彼此间相互叠加影响作用,中部及底部材料分布对峰值流量的影响最为显著。4)水平非均质坝中,坝体内部4个区域对溃口发展的影响不同。过流侧上方材料影响溃决前期的溃口下切速率;过流侧下方、对岸侧上方材料分别影响溃决中后期的溃口下切、展宽速率;对岸侧下方材料对溃口发展影响最小。泄流槽设计时,应考虑非均质结构的影响,基于坝体结构特征采用工程措施限制溃口深切、促进溃口展宽,以降低峰值流量。