摘要：西藏扎拉水电站枢纽区边坡倾倒变形现象普遍发生,对工程的安全建设和运行带来隐患。对此,采用三维非连续分析方法,对大坝右岸倾倒边坡开挖失稳模式及加固措施开展研究。结果表明:(1)大坝右岸倾倒边坡开挖后,潜在失稳区域主要集中在开挖边坡上部钙质板岩极强倾倒区岩体内,后缘主要发生边坡上部崩坡积层破坏,失稳岩体沿着钙质板岩极强倾倒变形区和弱倾倒变形区分界面滑动,呈现典型的“滑移-拉裂”型变形破坏模式;(2)锚索+锚杆的联合支护措施可有效限制开挖施工期间大坝右岸倾倒边坡上部钙质板岩极强倾倒区岩体的变形。采取支护措施后,大坝右岸倾倒边坡各工况下的安全系数均可满足规范要求。

摘要：海洋工程地质是土木工程、地质工程等本科专业基础课,探索课程的实训与实践教学体系是新工科建设和“一流学科”建设的重要内涵之一。基于成果导向教育(OBE)理念,按照“学生为本、目标导向”的教学思路,开展“反向设计、正向实施”和“虚实结合”等教学模式改革与创新。以工程单位对该专业毕业生的需求为目标导向,重新设计海洋工程地质的课程目标与内容设置、教学形式与方法,以及多元化能力考核与评价等环节,校企合作、协同发展,提高教学质量、激发学生创新创业能力,共建海洋工程地质实践基地的新模式。

摘要：凸起边坡场地的地形地震影响性评价对工程稳定性尤其重要。依托特大桥桥址边坡案例,利用极限平衡法和有限元数值模拟方法,研究了考虑风化带影响的凸出部在不可变水平地震放大系数(规范方法)和可变水平地震放大系数分别作用下,边坡稳定性和变形随临坡距离变化关系。研究结果表明:①考虑风化带影响的凸出部受到地震放大作用影响较大的是强风化带,而中微风化带受地震放大效应影响较小。②当临坡距离为23 m时,满足地震稳定性,且考虑风化带影响的凸出部在不可变水平地震放大系数(规范方法)和可变水平地震放大系数作用下稳定性系数变化趋势较一致。③为保证该桥址边坡开挖地形的地震稳定性,墩台外侧距离坡面距离不小于15~23 m,若选择低值需采取强加固措施,选择高值可采取一般处置措施。为考虑风化带的凸出地形的高陡边坡桥位地震工况设计提供一定指导。

摘要：在城市交通快速发展的情况下,大断面浅埋式立交通道已日益增多,采用管幕箱涵法施工有着独特的优势。以某管幕箱涵工程为背景,基于顶推力计算结果,选取关键监测断面,针对关键施工节点,建立有限元模型,对现有顶进方案进行模拟,分析管幕箱涵顶进引起的地表沉降变形。对修正剑桥模型中离散较大的参数进行参数敏感性分析,得到对土体变形影响较大的参数作为待反演参数。设计25组正交试验土体参数,并代入二维模型进行计算,构建训练数据。根据地表沉降监测数据,利用ISSA-ELM网络模型反演得到五个工况下的土体参数,并代入有限元模型中进行重新计算,实现对后续工况的变形预测。结果表明:本文方法符合工程实际规律,对类似工程有较好的参考价值;基于智能算法提出参数反演和变形预测方法得到的沉降最大值和最大值所处位置均比初始参数值结果更接近监测值,说明进行参数反演具有实际意义和使用价值。

摘要：新建顶管上穿施工会引起下方既有盾构隧道纵向隆起位移,影响地铁的正常运行。大直径顶管在注浆充足或在地下水位以下顶进时上浮效应不可忽略,而目前的简化分析方法尚未考虑此效应。采用两阶段法,将既有隧道视为Pasternak地基上的Euler-Bernoulli梁,提出考虑上浮影响的土体非均匀收敛模式下,新建顶管上穿施工引起下方既有隧道响应的简化计算方法。研究表明,均匀土体收敛模式、下沉的非均匀土体收敛模式会低估顶管下方的土体自由位移、既有隧道的纵向位移响应,与工程实测数据的对比验证了所提方法的合理性。进一步参数分析表明,降低土体损失率能有效减少既有隧道竖向位移与弯矩,且土体损失率与既有隧道最大竖向位移和最大弯矩呈线性关系;既有隧道与土体的管土刚度比的增大可减小既有隧道竖向位移,但也会增大隧道管片弯矩;增大顶管与既有隧道竖向净距有利于既有隧道竖向位移与弯矩的控制,实际工程应根据既有隧道的保护要求和顶管的上覆土厚度要求选择合理的净距。

摘要：考虑穿越活动断层隧道错断后可能发生的“S”型、上凸型、下凹型3种位移模式,推导出了隧道节段转角模式,进而求得隧道铰接设防宽度的估算方法。对比分析了节段伸长和节段相对转角两种变形对铰接设防宽度的影响,认为铰接设防宽度主要取决于节段相对转角。进一步分析了错动量、断层宽度、节段长度、位移模式曲线、铰接材料等相关参数对铰接设防宽度的影响。分析结果表明:铰接设防宽度与断层错动量、节段长度呈正相关关系,与断层宽度呈负相关关系;同时计算了3种位移模式在断层宽度170 m、隧道直径13 m、错动量0.2 m、设防节段长度8 m时的铰接设防宽度,并对比了相同条件下其他铰接设防宽度计算方法的结果,其结果均相近。研究成果可为穿越活动断层隧道铰接抗错设计提供一定参考。

摘要：为深入探究纤维加筋红黏土中纤维与土体间相互作用对土体抗拉特性的影响规律及其机理。以桂林红黏土为研究对象,利用搭建的土体抗拉强度测试装置以及数码显微镜,开展了最大干密度和最优含水率下不同聚丙烯纤维掺量的拉伸试验。结果表明,聚丙烯纤维掺量能大幅提升红黏土抗拉强度和拉应变;随着聚丙烯纤维掺量增加,抗拉强度明显增大,红黏土破坏类型从纯素土的脆性破坏转变为塑性破坏。相较于纯素土而言,聚丙烯纤维掺量使土体破坏时出现明显的拐点;红黏土的极限拉应变随掺量增加而大幅提升。分析表明,纤维加筋红黏土的抗拉力学行为主要归因于土颗粒和纤维间产生的机械咬合力,两者相互摩擦抵抗断裂;此外,因纤维和纤维之间相互交错形成纤维网络,土体受到三维多向拉筋作用从而提高抗拉强度。

摘要：由于压实度的不可控性,水下抛填一直较少作为土石坝等永久建筑物的施工方案,而采取水下抛填可大大提高工程经济性,研究土石坝水下抛填施工技术具有重要意义。以汉江新集水电站主河床土石坝水下抛填施工为例,引入离心模型试验对其进行了前期论证,并在坝体填筑完成后通过超重型动力触探试验对水下抛填密度进行检测。结果表明:水下抛填密度与抛填料颗粒级配、上覆堆载、水深等因素密切相关,且经强夯处理后抛填体的有效加固深度在6.0 m范围内;离心模型试验和超重型动力触探检测成果相关性较好,可作为研究土石坝水下抛填密度的有效手段。研究成果给后续坝体设计、安全监测方案优化提供了数据支撑,对同类工程设计施工也具有重要参考价值。

摘要：针对雅砻江两河口砾石土心墙堆石坝，坝体材料采用邓肯-张(E-ν)模型，混凝土材料分别采用线弹性和多重强化弹塑性模型，进行应力变形三维有限元计算，探讨了混凝土本构模型对坝体和混凝土结构应力变形计算结果的影响。计算结果表明，混凝土本构模型对坝体变形计算结果有较大影响，采用多重强化弹塑性计算得到的坝体最大沉降和最大水平变形，较采用线弹性模型计算得到的相应值增幅分别为2.87%和12.11%;混凝土本构模型对坝体应力计算结果影响不大，最大大小主应力值略有差异，大主应力受拱效应影响情况基本一致；混凝土本构模型虽然对防渗墙变形计算结果的影响不大，但对防渗墙应力的影响较大，采用多重强化弹塑性模型计算得到防渗墙最大大主应力较采用线弹性计算得到的相应值的增幅为18.69%,小主应力较采用线弹性模型计算得到的相应值的减幅为50.88%。

摘要：煤炭地下气化是目前温度最高(超过1200℃)的化石能源非常规开发方式,中深层(本文指埋深800~1500 m)煤炭地下气化在提高气化压力、降低地质安全风险方面优势明显,科学预测气化腔安全宽度对保障气化稳定运行十分重要,由于目前基于可控注入点后退(CRIP)工艺的气化腔安全宽度计算方法尚未建立,为保证现场试验顺利实施,需要开展针对性研究。气化腔顶板“裸露”在气化腔后会受到高温影响,通过数值模拟方法研究了压应力约束条件下岩石内部热应力产生位置以及颗粒、基质热膨胀系数差异对热应力大小的影响规律,结合高温处理后的岩石电镜扫描结果,查明了高温下岩石热损伤机理。根据CRIP气化工艺造腔特点,建立了考虑高温影响的气化腔顶板薄板模型,结合“关键层”理论提出了气化腔安全宽度计算方法。研究表明:岩石热损伤是岩石物理化学反应与热应力互相促进、共同作用的结果,高温下岩石发生不规则变形,岩石热损伤引起的微观结构变化是导致岩石力学性质、物理性质变化的根本原因。岩石的最大拉张热应力出现在颗粒界面或热膨胀系数较小的颗粒中,颗粒与基质热膨胀系数比值在[0.01~1)时,最大拉张热应力随颗粒热膨胀系数减小而快速增加。泥岩加热到200℃时开始出现微裂隙;加热到400℃时裂隙发育更加明显,主要是沿颗粒边缘破裂;加热到600~800℃时,裂隙数量增多、尺寸变大;加热到1000℃时,除出现较大裂隙外,还产生了大量孔隙;1200℃时裂隙连通性明显增加,气孔发育较大。由于高温的影响,薄板模型的步距准数不再是定值,需要根据气化腔顶板热破坏范围与顶板硬岩层的空间位置关系确定具体数值。气化腔安全宽度受温度影响,在研究算例中,砂岩顶板在35、1000℃时安全宽度计算结果分别为34.3 m和14.1 m,相差达58.9%,泥岩顶板在35、1000℃时安全宽度计算结果分别为16.7 m和15.9 m,相差4.8%。最后从降低顶板垮落风险、有利于气化控制角度,提出了煤层纵向靶区位置的确定方法,当煤层厚度超过气化腔安全宽度一半时,建议将水平井纵向靶区设计在距离煤顶不超过气化腔安全宽度一半的位置。