摘要：为研究隧道交叉穿越边坡时的地震动力响应特性,设计并开展振动台试验。基于试验结果,重点分析交叉隧道结构及边坡的加速度及动应变响应,并引入希尔伯特黄变换对边坡的频谱特性进行定量分析。研究得到以下结论:(1)交叉隧道结构的加速度响应表现出明显的区域性差异,在上跨隧道的拱顶及仰拱、下穿隧道的交叉段及洞口段等部位的加速度响应均较为强烈。(2)地震作用下隧道衬砌承受拉-压循环荷载作用,上跨隧道拱顶及仰拱受到的压力较大,地震附加弯矩主要集中在左侧拱腰和仰拱,这些部位应为主要的抗震设防区域。(3)隧道交叉穿越边坡时,隧道结构与边坡发生协同变形作用;上跨隧道的存在会加快或恶化边坡中上部的震害损伤,而在边坡变形失稳过程中,地震惯性力和滑坡推力又反作用于隧道结构,从而导致衬砌损伤甚至破坏失效。(4)沿高程增大坡体各测点的边际谱幅值随之增大,且基岩、软弱夹层、坡体及衬砌结构等岩层分界面对地震波的滤波效应不同,地震波的频谱组成成分发生改变,从而导致边际谱幅值的突变。(5)随输入地震波幅值的增大各测点的地震能量响应向相对低频迁移;靠近上跨隧道拱顶及坡顶测点的边际谱幅值出现多个峰值且突变最为明显,表明边坡上部尤其是上跨隧道拱顶及坡顶是地震作用下的敏感区域。

摘要：随着国家路网的不断建设与规划,大量铁路隧道或公路隧道近接平行、交叉等工程现象不断涌现,受地形、地质条件以及线路走向等因素的限制,隧道近接交叉的工程问题越来越复杂。以立体交叉草莓沟1#隧道和盘道岭隧道为例,着重选取盘道岭隧道(下穿隧道)为研究对象进行振动台试验,重点分析受上跨隧道影响,超小净间距小角度立体交叉下穿隧道拱顶、仰拱断面的加速度和应变动力响应特征。在此基础上,以该场区沿线地震动峰值加速度0.15 g加载工况为依据,对环向最大地震应变规律进行分析,根据有效频率加速度计的范围和输入的功率谱振幅,利用SPECTE反应谱分析程序,对交叉中心拱顶和仰拱位置的加速度反应谱的分布规律进行对比分析和研究。试验结果表明:(1)受立体交叉隧道空间位置影响,超小净间距小角度立体交叉下穿隧道拱顶加速度时程和频谱较仰拱整体响应大,受振有效持续时间较长,空间分布表现为拱顶幅值反响突出的特点。(2)拱顶峰值加速度响应具有叠加效应,其加速度峰值比率表现为明显的非线性、非平稳性增大的特点,地震烈度越高,应变响应越大,拱顶破坏模式表现为交叉段–河侧–山侧的传递演化形式。(3)随着输入地震波增强,隧道仰拱动应变和加速度峰值比率增长变化表现出局部变化性质。(4)隧道围岩对地震波的高频段存在滤波作用,对隧道结构影响较大卓越主频段集中在1~10和11~20 Hz两个低频段,主频段卓越频率的取值为5,12.5 Hz。(5)不同地震烈度时,各特征点处应变峰值大小依次为:拱顶>仰拱>河侧拱腰>山侧拱腰,加速度响应的卓越频率与速度、位移响应三者之间受基频和阻尼影响,从而产生时间和空间等的差异变化,宜鼓励设计过程中提高该隧道的阻尼结构性能,阻尼比建议值取为20%。研究结果可为立体交叉隧道的抗震设计提供一定的理论指导。

摘要：通过大型振动台试验,对微型桩及桩间土的加速度峰值分布规律进行了分析,并利用小波包分析具有的频带划分均匀能力和时频局部化性质,对水平向加载的El-centro波进行了分解,从而对其频谱特性进行了研究。试验结果表明:(1)由于加速度沿高程放大效应的影响,微型桩及桩间土的加速度峰值往往在桩顶处达到最大值;(2)影响微型桩和桩间土加速度的主要频段为低频地震波即第一频带(0.10~6.26 Hz)及第二频带(6.26~12.51 Hz);(3)高频地震波作用下,滑体底部位置处桩间土的响应情况较微型桩来说更加强烈,而在桩底位置处后排微型桩的加速度响应更为强烈。在实际工程设计与施工中,应避免微型桩与第一频带及第二频带下的地震波发生共振,对加速度响应比较强烈的位置应重点关注。研究结果可以为同类地区治理类似滑坡提供抗震设计支撑。

摘要：受地形、地质条件及线路走向等因素的限制,隧道近接交叉的净间距越来越小,工程问题越来越复杂。该研究以草莓沟1#和盘道岭立体交叉隧道为例,完成3种激振工况的振动台试验,重点分析受下穿隧道影响,上跨隧道拱顶和仰拱加速度动力响应特征,结果表明:上跨隧道仰拱受相邻隧道波场效应影响,受震有效持续时间更长;受下穿隧道影响,上跨隧道拱顶轴向峰值比表现出更为明显的非线性、非平稳性增大的特点;对隧道结构影响较大卓越主频段集中在2~8 Hz和12~20 Hz,卓越频率取值为5.95 Hz,16.32 Hz;位移卓越频率与加速度响应有差异,宜鼓励提高结构阻尼性能,阻尼比建议值取为20%。研究结果可为立体交叉隧道的抗震设计提供新思路。

摘要：研究目的:随着高速铁路网加密,线路穿高山越峡谷已成为常态,时常面临危岩体威胁施工和运营安全.由于落石灾害所特有的高速运动冲击能量和多发性,受不同地质营力产生的崩塌落石影响各异,因此,亟需开展不同结构面落石的影响研究.本文以西南某在建铁路斜坡为原型,建立试验模型,沿坡面布置加速度传感器,通过不同结构面不同形态的危岩体对坡面的碰撞试验,分析坡面不同位置的加速度响应的时程和频谱特性,进而得出不同结构面危岩落石对坡面冲击的不同作用影响.研究结论:(1)不同结构面天然块石从无初速度释放,在坡上的运动方式主要为滚动~跳跃式,停留和滚出集中于平台44~88 cm之间;(2)在离坡脚最远的平台1#测点虽然峰值较高但是同样衰减也较快,坡脚测点为加速度响应持续时间最长、衰减较为缓慢的区域,为受撞击的薄弱点,当坡脚有构筑物时,尤其要加强防治危岩落石,减少对坡脚的冲击作用,进而减少对构筑物的影响;(3)滚石对坡面撞击形成的加速度波为低频波,试块"A"能量占比超过95%,主振频带为第一频带(0~6.25 Hz);(4)本研究成果可为西部山区高陡边坡的落石影响区线路设计提供相应的理论依据.

摘要：山区机场高填方边坡的变形失稳是目前机场研究的热点和难点,特别是边坡治理联合支挡结构的协同变形工作机能是当下尚未解决的难题之一。以攀枝花机场12~#高填方为例,基于原设计锚索–抗滑桩–加筋土挡墙治理方案,运用BIM技术进行模型设计,达成三维可视化分析。以后排桩顶部增设垫层优化为研究对象,结合有限元计算,开展试验研究,对比分析垫层对控制填土内部塑性协同变形发展及综合支护体系的影响。研究表明:(1)将勘察数据等场地基本岩土工程参数和信息概化整合进BIM模型,不仅实现地质勘查最可能的接近现场实际,确保地层参数的科学性和准确性,而且有效解决了任意断面剖切设计计算的困扰,达成了复杂条件下空间碰撞检测的效果。(2)因后排抗滑桩与填土刚度不匹配,导致高填方情况下在填土内部形成从桩顶延伸至坡面的塑性剪切带,影响填土内部的稳定性、出现沉降差异,而垫层优化设计很好地解决了变形不协同的难题。(3)垫层对体系的影响主要体现在抗滑桩的性能发挥上,前排桩对垫层的整体响应更加敏感,设计宜鼓励增设垫层,强化后排桩剪力设计。(4)随着填土填筑高度的增加,加筋土部分表现外部稳定性问题,非加筋土表现为沉降问题,后排桩的存在加剧了坡体的外部变形可能性,刚度不匹配问题成为焦点。

摘要：为了研究地震作用下多锚点桩加固边坡的加速度和动土压力响应的分布特征和空间变化规律,探讨多锚点桩优化抗震性能,利用大型振动台试验,通过多锚点桩边坡模型稳定性、加速度和动土压力时域特性初步分析得到沿桩身高程不同位置的区域性空间分布特征;基于上述分析运用傅里叶变化和统计学概率散点矩阵运算获得定量化表征多锚点桩加固边坡损伤水平的相关性;进而利用SPECTR计算取得多锚点桩边坡模型优化与否地震动变形破坏位移值Sd的区域性差异。结果表明:(1)在不同地震强度作用下,边坡模型表现出区域性损伤破坏的空间耦合变形连续效应,加速度和动土压力幅值空间分布表现出桩身结构物未优化侧幅值反响突出的特点。(2)加速度沿高程存在加速度滞后的差异主要是主震后的传播阶段造成的,桩身在同一震区发生前的各组地震动土压力和加速度响应之间的相关度极弱,前震的地震动特性亦并非各级地震动序列的简单重复叠加。(3)用聚苯乙烯泡沫(EPS板)作为减震层、消能弹簧作为改善锚头自协调装置优化的多锚点桩对地震作用下坡体变形起到缓冲和消能的作用,其优化效果与减震层的位置相关。(4)在低强和中强度地震作用下,锚头消能弹簧装置的可伸缩变形改善了多锚点桩身沿高程的变形协调性,可改善桩身的地震波传播特性。(5)高强度地震作用下,桩身滑面处对地震的敏感性强,EPS发生塑性变形,增大了优化侧相对位移值,易造成多锚点桩在滑面位置发生"鼓胀"破坏或者剪切破坏,容易成为多锚点桩的抗震薄弱环节。这些结果有助于为多锚点桩的优化抗震设计提供理论依据。

摘要：抗滑桩广泛应用于边坡支护工程,但路桥不稳定边坡抗滑桩对其进行加固时,其在地震作用下的动力响应问题仍未定论。以道真至瓮安高速公路河槽大桥不稳定边坡治理工程为依托,以SIMQKE_GR软件拟合地震设计反应谱,利用FLAC3D有限差分软件建立数值模型,对比地震作用下抗滑桩等支挡结构设立与否对路桥不稳定边坡的动力响应变化规律的影响。结果表明:(1)加速度放大系数无论是沿坡内还是抗滑桩,其值沿竖向均存在一定的震荡变化,但在抗滑桩支护情况下,其震荡幅度明显变小,加速度放大系数变化更平稳。(2)速度放大系数随着高度的增加逐渐减小,未加抗滑桩时速度放大系数在顶层附近出现大幅度波动,添加了抗滑桩的情况下其震荡幅度明显趋缓,变化更稳定。(3)坡体在施加抗滑桩后,治理效果明显,残余位移最大值由无抗滑桩的16.9cm变为有抗滑桩的1cm,但最大值均位于边坡表层碎石土和粉质黏土附近。

摘要：袖阀管注浆过程中,套壳料的浇筑及养护是袖阀管注浆成功的关键。以陇海线某段铁路路基处理为依托,开展粗砂作为套壳料的改进袖阀管注浆场地试验研究。利用加速度及土压力在注浆过程中的响应测试,并通过试验后对袖阀管注浆周边土体进行开挖解剖,以此对改进套壳料的袖阀管注浆加固效果进行评价。试验得出以下结论:(1)通过加速度及土压力响应可以看出,土体的扰动效应与测点至袖阀管桩底距离呈负相关,且在靠近袖阀管底处土压力和加速度响应最为强烈;(2)注浆完成后对周边土体进行下剖分析表明,在一定压力作用下,浆液劈裂土体后水平成层,劈裂浆脉呈现出"碗口状",且注浆完成后的袖阀管与劈裂浆脉形成"骨架"空间结构,提高了地基承载力,以此来达到加固路基的效果,验证了改进措施的有效性和可行性;(3)通过与传统套壳料的袖阀管注浆效果对比分析,表明粗砂作为套壳料时更易劈裂土体,浆液可以快速沿整个桩身扩散至土体,注浆效果明显,造价低且施工周期较短,能够较好地满足实际工程需要。

摘要：桩锚-加筋土组合支挡结构在治理大型复杂滑坡中发挥越来越重要的角色。以某高填方山区机场滑坡为原型,进行降雨作用对桩锚-加筋土组合支挡结构加固边坡稳定性的模型试验研究。结果表明:①桩顶位移随注水时间产生三个阶段的变化:初期平缓发展阶段、突变增加阶段、再次平缓发展阶段。后排悬臂式桩桩顶位移变化量明显大于前排埋入式桩,因此,多排锚索抗滑桩加固边坡设计时,在后排桩悬臂情况下,宜考虑后排桩比前排桩截面尺寸大、锚索间距小来减小其桩顶位移,增强坡体稳定性;②填方边坡位移随注水时间变化,坡顶一级边坡位移量最大,随边坡级数增加,位移量减小,因此多级边坡加固可适当增加边坡锚索框架;③填方坡体沉降量随注水时间表现出后缘大、前缘小的趋势;④加筋土的变形与边坡坡体的变形一致,表明加筋土能够增强填方边坡的整体性;⑤各监测曲线最终均趋于平缓,表明桩、锚和加筋土组合支挡结构体系性能发挥良好。