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关键词： 钢管混凝土   隧道支护   结构变形   现场试验   数值模拟  

摘要： 为研究软弱松散围岩隧道中不同形式拱架结构的受力及变形特征,以乐西高速公路毕莫园隧道为工程背景,采用现场试验与数值模拟相结合的方法,对比分析ϕ159×5 mm、ϕ140×6 mm、120 mm×120 mm×5 mm钢管混凝土拱架以及I20b型钢拱架在隧道开挖后的力学响应。研究结果表明:与I20b型钢拱架相比,钢管混凝土拱架的用钢量减少36.2%~41.9%,喷射混凝土用量降低15%~30%,监测位移减少63.08%~72.31%,且拱顶处监测应力值更大,围岩塑性区范围更小;4种拱架支护下,围岩在边墙及拱脚处易发生剪切和张拉破坏,拱架竖向最大位移均发生在拱底,中心点隆起值为11.28~11.8 mm。钢管混凝土拱架兼具材料的经济性与高刚度和高强度的支护性,但在边墙、拱脚处仍存在较大范围的围岩塑性区,建议通过注浆加固或优化锚杆支护参数等措施提高围岩稳定性。

关键词： 隧道工程   层状软岩   数值模拟   工法对比   监控测量  

摘要： 以五指山隧道为依托,探究层状软岩隧道初期支护结构的变形机理,结合数值模拟结果和现场监测数据分析采用三台阶六分部开挖法和三台阶七步开挖法后衬砌结构的受力特征。研究表明:隧道开挖对层状软弱围岩扰动过大,破坏了岩体的完整性,为地下水的侵入创造了条件,使围岩劣化,最终导致初期支护结构变形;采用三台阶六分部开挖法后,衬砌结构的最大主应力极值和最大沉降量相比三台阶七步开挖法分别下降约15.6%、13.1%;左边墙位置在接触压力和混凝土应力监测中均承受最大拉应力;左拱腰和拱顶位置分别在接触压力和混凝土应力监测中受到最大压应力;在层状软岩隧道中采用三台阶六分部开挖法更优于三台阶七步开挖法。

关键词： FRP筋   粘结滑移性能   拉拔试验   数值模拟   摩擦   过盈量   粘结力  

摘要： 为得到一种较为准确的纤维增强复合材料筋(FRP筋)与混凝土粘结滑移界面关系有限元模型的建立方法,进行了FRP筋混凝土试件的中心拉拔试验。运用通用有限元软件ABAQUS建立精细化的有限元模型,模拟FRP筋混凝土静力拉拔试验。通过在ABAQUS中设置摩擦力、过盈量、粘结力三种作用模块模拟出FRP筋与混凝土界面粘结力中的表面摩擦力、机械咬合力和化学胶结力作用。按照与试验相同的加载条件和试验工况在ABAQUS模型中设置荷载条件后运行模型,并提取出模拟结果后与试验结果相对照。结果表明:模拟结果与试验结果吻合性较好,模拟破坏模态与试验破坏模态亦相近。验证了FRP筋与混凝土粘结滑移界面关系有限元模型建立方法的正确性和FRP筋与混凝土界面关系参数取值的正确性。

关键词： 红透山铜锌矿   -877 m试验采场   FLAC3D   数值模拟   采场稳定性  

摘要： 为了研究红透山铜锌矿深部采场稳定性,在确定采矿方法后,以-877 m试验采场为例,通过FLAC3D对其稳定性开展数值模拟研究,主要开展采场长度150 m宽度15 m和长度450 m宽度15 m方案下的数值模拟,重点分析开采过程中围岩位移分布和应力分布。结果表明:当采场宽度为15 m时,采场长度150 m和450 m下的位移与应力分布规律一致;最大位移均小于20 mm;顶板所受拉应力小于顶板抗拉强度3.93 MPa,开采后围岩的最大集中应力为104.819 MPa,大于矿岩的单轴抗压强度,可能会导致采场局部边帮开裂和片帮破坏。研究结果可为-877 m试验采场以及深部采场矿石安全开采和稳定性支护提供工程指导。

关键词： 铁路   泥炭土   基坑   失稳机制   边坡稳定性   数值模拟  

摘要： 马东铁路穿越大面积高有机质含量、强吸水性、低抗剪强度的泥炭土,换填过程中常会形成开挖临空面,而正确把握开挖过程中失稳特性及影响因素是施工安全的保证。结合现场试验,研究了泥炭土地区基坑边坡的失稳机制,分析了边坡坡率和预留台阶宽度参数对该地区边坡开挖稳定性影响程度。结果表明:换填开挖期间泥炭土边坡失稳由坡体中的软弱泥炭土夹层产生裂隙引起,最终在开挖过程中贯通坡顶与坡脚形成滑动破裂面;边坡破坏集中于坡顶以下1.5~3.0m;建议施工时根据泥炭土厚度选取开挖方式,泥炭土厚度分别为5,4,3m时,开挖坡率分别≥1∶3,1∶2.5,1∶1.5;仅在厚度<1m时,可采用1∶1坡率边坡。

关键词： 顶管   数值模拟   施工影响   监测  

摘要： 为了研究浅埋顶管在软土中顶进施工时对周围土体位移、土压力和超孔隙水压力的影响规律,以上海新建南联络线镇西路既有铁路过轨顶管施工项目为依托,采用有限元软件模拟顶进过程,同时分析注浆压力、管径和埋深等不同参数对周围土体的影响,并通过施工实测结果验证模拟分析结果。结果表明:顶管施工顶进时,管周土体离顶管距离越近,扰动程度越大,影响范围约为2倍管径;顶管施工中,注浆压力过大或过小均会对管周土体位移产生显著影响,管周土体的土水压力随注浆压力的增加而增大;顶管的管径与埋置深度不同,对管周土体的扰动也有一定影响。该研究可为类似工程提供参考。

关键词： ZK61镁合金   热轧   数值模拟   晶体塑性有限元方法   微观结构   织构演化   力学性能  

摘要： 采用宏观有限元模拟与微观晶体塑性分析相结合的方法对六道次热轧ZK61镁合金中厚板的晶体内应力和织构演化进行研究。根据轧制实验与拉伸实验建立相应同步热轧模型并进行仿真计算,将模拟结果作为边界条件代入到基于Voronoi图的多晶体塑性模型中,再应用晶体塑性有限元方法对多晶体模型进行同步热轧模拟,得到各道次热轧态ZK61镁合金的塑性参数和织构极图,并分别与拉伸实验结果和电子背散射衍射实验导出的织构极图进行对比分析,归纳出不同道次下热轧ZK61镁合金晶体塑性变形与织构演化机制。结果表明:经多道次热轧后的ZK61板材存在大量孪晶与动态再结晶,晶粒均匀细化效果明显,其基面织构极密度与轧制道次整体呈正相关,不同道次下的峰值取向差角存在较大差异(8°、28°、88°),且合金力学性能得到改善,强度提升了7.55%,伸长率达到19.5%。

关键词： 深基坑   分区施工   中隔墙   水平跳仓   数值模拟  

摘要： 中隔墙是深基坑实现分区施工、减小基坑暴露风险、保护周边环境的关键。中隔墙属于临时结构,在地下结构基本完成后予以拆除。然而现有研究缺少定量分析,工程案例拆除体量小、深度有限,因此,结合实际工程案例,介绍了中隔墙水平跳仓拆除工艺,对比了相较于由上至下拆除方法的优势,并采用数值模拟的方法,分析了中隔墙安全跳仓宽度,明确了现场施工传力板带凿除、悬臂结构临时支撑设置、块体切割吊装等关键环节。案例工程的顺利实施,可为类似的基坑分区施工中隔墙拆除提供参考。

关键词： 基坑开挖   变形特征   沉降变形   水平位移   数值模拟  

摘要： 以成都大运会污水处理厂为研究对象,介绍该工程的地质条件、支护形式及施工工序,采用有限元数值模拟的方法,模拟不同开挖工况下基坑变形特征,并将计算结果与监测结果进行比对分析.结果表明,在基坑开挖过程中,基坑周围土体的沉降变形与基坑开挖深度之间存在明显正向关联;基坑周围土体的沉降变形与水平位移均表现为长边方向的变形量大于短边方向,并且变形最大的位置处于长边方向中部;基坑顶部土体水平位移在基坑开挖与支护过程中变形量最大,在施工过程中应当将其控制在安全值内.

关键词： 宝塔山含水层   渗透系数   抽水试验   放水试验   数值模拟   室内试验  

摘要： 为了探查研究区宝塔山含水层的水文地质条件,为下组煤底板砂岩水害防控提供依据。采用抽水试验、放水试验、数值模拟、室内试验分别获取了宝塔山含水层的渗透系数。利用抽水试验获取的含水层渗透系数为0.231 3 m/d,利用放水试验获取的含水层渗透系数平均值为0.260 m/d,两者较为接近。利用地下水流数值模型反演的抽水试验和放水试验区域含水层渗透系数为0.200 m/d,与抽水试验和放水试验的计算结果也基本一致。利用室内试验测试了不同岩性的渗透系数,结合宝塔山含水层岩性结构,计算平均渗透系数为0.79 m/d,明显大于抽水试验和放水试验获取的渗透系数。通过分析,抽水试验和放水试验获取的渗透系数均可以代表宝塔山含水层的水文地质条件;受到尺度效应的影响和人为扰动,室内试验得到的渗透系数较大。结果表明:抽水试验和放水试验均获取的含水层渗透系数较室内试验可靠,利用地下水流数值模型还可以对研究区含水层渗透系数进行分区,为底板砂岩水害防控提供了依据。