微型桩锚固深度对边坡稳定性及桩身内力的影响

采用数值分析方法,对不同锚固深度组合方案下微型桩加固土坡的稳定性进行耦合分析,系统研究微型桩锚固深度对边坡稳定性和微型桩桩身内力的影响。结果表明:耦合作用下,均质土坡的安全系数与微型桩锚固深度关系密切,前排和后排微型桩最优锚固深度分别为滑面以上自由段长度的1.5倍和2.0倍;锚固深度的改变影响微型桩桩身内力分布,前排微型桩和后排微型桩均在最优锚固深度下,桩身弯矩和剪力无明显差别。因此得出结论,当一个微型桩锚固深度大于最优锚固深度、而另一个微型桩锚固深度等于最优锚固深度时,边坡失稳模式为微型桩的弯曲破坏。边坡加固工程中采用合理的微型桩锚固深度能够在确保加固效果的同时减少工程投资。     

基于抗滑桩内力计算方法——“m”法的桩顶最大位移判据研究

针对陕西省高速公路沿线抗滑桩治理的滑坡,进行桩顶位移预警判据研究。基于抗滑桩内力计算方法——"m"法,通过给定桩顶位移,反算滑坡推力,进而求出桩身最大弯矩。计算得到的推力考虑了桩前土体抗力和桩间距的影响,因此悬臂桩和埋入式桩均适用。经过大量试算拟合得出不同地基系数K、地基系数随深度增加的比例系数m、锚固段长度、悬臂段长度及桩径下,桩顶位移与桩身最大弯矩的关系式。该式适用于桩径为2 m×3 m、1.5 m×2 m的弹性桩。引用前人实例验证了公式的合理性,公式由初等函数组合而成,易于应用到预警系统中。今后针对具体抗滑桩设计方案,输入相关参数,可得到桩顶最大位移判据。     

城镇燃气埋地含缺陷聚乙烯管道应力分析

建立了埋地含缺陷聚乙烯管道模型,应用有限元方法计算管道的应力和变形量,分别考虑管道内压、地面载荷和管道缺陷深度变化对管道应力和变形的影响。研究结果表明,管道最大应力随管道内压的增大而增大;随地面载荷的增加呈先减小后增大趋势;随管道缺陷深度增大而增大。管道变形量随内压增大而增大,但增长较小;随地面载荷增大而增大,增长较大;管道缺陷深度只对管道缺陷处变形量有影响。研究结果为确定城镇燃气聚乙烯管道工作能力提供了理论依据。     

预制桩施工对周围环境影响的试验研究及保护措施

采用模型试验,基于3×3预制群桩,模拟了预制桩的施工过程,研究了周围土体变形和孔隙水压力的变化规律。试验结果表明,沉桩过程中,桩区内外地表土体水平变形和隆起变形表现出不同的变化规律,孔隙水压力是不断增大的,桩底孔压大于桩身中部孔压,在桩区外,孔隙水压力随着径向距离的增加呈指数减小。就影响范围而言,预制桩施工的影响范围达到1倍桩长左右。试验结果对软土地区预制桩施工具有实践意义和指导价值。     

微型碎石管注桩治理深部软岩巷道底鼓新方法

针对造成巷道底鼓的物理和力学两种重要机制,研究并提出微型碎石管注桩治理深部软岩巷道底鼓的新方法。在物理机制方面,微型碎石桩具有渗透性极好的特点,在巷道施工和使用期间可汲取岩体中的渗水并透过碎石桩中的插管排出,从而降低软岩层因遇水膨胀导致的变形;在力学机制方面,微型碎石桩一方面通过钻孔置换出少部分底板软岩,从体量上减少变形岩体,另一方面能利用碎石桩体的侧向可压缩性耗散岩体水平变形,底板岩层中的水平地应力得以释放,极大减缓了促使底鼓变形的力学作用;通过微型碎石桩中的插管注浆加固底板岩体,提高了底板复合地基整体承载力。通过数值分析,阐明该方法在治理软岩巷道底鼓机制上的有效性。     

热力耦合作用对桩及桩间土拱效应的影响研究*

为研究负温对桩侧应力及桩间土拱效应的影响，通过FLAC3D软件模拟热力耦合作用下新型排桩冻结法中桩间土拱效应的变化及温度效应下的桩间距，并根据巴霍尔金单排管冻结稳态温度场解析解，建立冻结壁平均温度区域解。研究结果表明:桩土接触面的应力分量τxy近似线性变化，应力分量σx近似均匀分布，温度降低对应力分量τxy的分布影响较小，但对应力分量σx的影响较大；负温使桩间距发生变化，且整体平均应力的分布也更加均匀化；通过与巴霍尔金解析解对比，证明单排管冻结温度场模型的可行性，在此基础上建立的单排管冻结壁平均温度区域解，其与数值模拟结果相差不超过1 ℃，计算误差满足工程要求；随着冻结时间的增加，单排管冻结壁温度场呈抛物线形式降低。     

砂卵石地层桩锚支护结构稳定性实例研究

在城市中进行深基坑开挖,其稳定性至关重要。为研究砂卵石地层深基坑开挖过程中桩锚支护结构的稳定性问题,采用FLAC3D对其进行了三维模型计算分析,分析了不同开挖阶段桩锚支护体系的变形特性,以及基坑土体位移的变化情况,并与实测结果进行比较,研究了土体压力、桩体内力、锚索拉力与桩体水平位移的关系。结果表明：砂卵石地层在一定深度处存在＂自立拱＂效应,同时,可以对锚索进行有效的锚固,从而对桩体内力、变形起到有效的控制作用,保证基坑的稳定性。数值分析与实测结果相吻合,说明数值计算模型合理,结果可靠。     

地表夯击载荷作用下埋地管道力学分析

为研究地基强夯作业中夯击载荷对埋地管道力学性能的影响,基于有限元原理建立了夯锤-管道-围土耦合三维模型,分析了夯击过程中管道截面变形及所受冲击力变化规律,研究了管道壁厚、夯击速度、夯锤体积对管道应力、应变及变形的影响规律。结果表明:夯击载荷下的管道所受冲击力为脉冲型,且随时间推移逐渐降低为0,最大冲击力随管道壁厚、夯击速度、夯锤体积增大而增大;管道最大等效应力、高应力范围及最大等效塑性应变随壁厚增加而减小,但随夯击速度或夯锤体积增大而增大;随着夯击速度、夯锤体积增大,管道截面变形率（椭圆度或凹陷率）逐渐增大,但其随壁厚增加而减小。     

半横向通风作用下隧道火灾烟气蔓延特性数值模拟研究

采用数值模拟方法对半横向排烟下的隧道火灾烟气蔓延特性展开研究,研究排烟口数量、排烟口风速以及排烟口间距对烟气蔓延范围以及顶棚下方温度分布的影响。研究发现：排烟口数量的增加可有效减小烟气蔓延范围并降低烟气温度,但排烟口数量增加到一定值后,烟气蔓延距离基本保持不变;排烟口风速的增大可减小烟气蔓延范围并降低烟气温度,但排烟口风速增大到一定值后,烟气蔓延距离基本保持不变;随着横向排烟口间距的增大,烟气蔓延范围随之增大,顶棚下方烟气温度呈上升趋势。     

地铁车站深基坑围护桩优化及其数值分析

以北京地铁大屯路公交与地铁换乘车站深基坑工程为研究背景,在对基坑围护结构变形分析的基础上,以围护桩为例,通过理论计算对其配筋进行了优化设计,并使用FLAC程序建立了三维数值模型对优化结果进行了检验分析。结果表明,优化方案和原方案相比不会导致基坑变形增大,还可以节约大量材料（桩间距由1200变为1500,桩径由1000变为800）。优化方案可以保证施工安全,同时节省材料和减小成本,对基坑支护设计优化具有一定参考价值。