倾滑断层对公路的致灾机理分析

在有限元分析的基础上,对正断层和逆断层环境下公路的致灾机理进行了研究.结果表明,断层的活动将引起公路结构的弯曲变形,使公路处于拉、压、剪的受力状态.其中,正断层活动引起公路弯曲变形的范围主要为上盘距裂缝70 m至下盘距裂缝30 m,纵向应力剧增的主要范围为上盘内距裂缝170 m至下盘内距裂缝130 m,路面的开裂位移约为22 cm;逆断层活动时,公路弯曲变形的范围为上盘内距裂缝80 m至下盘内距裂缝40 m,纵向应力剧增的主要范围是上盘内距裂缝170 m至下盘内距裂缝180 m,路面的开裂位移约为12cm.根据公路的变形和受力规律,将正断层和逆断层环境下公路的破坏模式概化为张拉破坏、剪切破坏、弯曲压坏和复合破坏几种类型.按载荷-结构的方法,将上、下盘范围内的公路结构当作受均匀荷载的半无限弹性地基粱,把倾滑活断层环境下公路结构的位移、转角、弯矩、剪力等简化为断层地表竖向位移量、地基系数、路面荷载、路基路面等效刚度的函数.进行了算例分析,计算结果表明,断层活动主要使裂缝带的公路承受较大的变形、弯矩和剪力,这种影响范围主要分布在断层裂缝的两侧各30 m内.     

高速铁路路基加固效果及稳定性分析

为确定高速铁路路基的强夯加固效果及其技术参数,以某高速铁路粉土及粉质黏土路基为工程背景,采用现场试验和数值模拟相结合的方法,研究15和20 m等2种落距时,路基承载力和变形的变化及特征。结果表明:随着夯击次数的增加,路基土单次夯击下沉量逐渐减小并逐渐趋于稳定,各落距后两击下沉量能够满足设计的夯击终止条件;夯击后,表层土体含水率、干密度及比贯入阻力均有明显改善,有效加固区内加固效果明显;夯击后,3个试验测点处的路基承载力特征值均大于150 kPa,能够满足工程设计要求;夯击初期数值计算结果略小于现场试验结果,但随着夯击次数的增加,模拟结果与现场试验结果吻合良好。     

多年冻土区铁路路基沉降变形研究与思考

根据青藏铁路路堤、路堑过渡带冻土路基分层沉降变形现场监测资料,笔者分析了路基变形的来源及机理。研究结果表明,路堑段,路基沉降变形主要来源于路基换填土层的固结变形;零填段,路基沉降变形主要来源于路基基底以下至原冻土上限之间活动层的压密变形;路堤段,路基沉降变形主要来源于高温-高含冰量冻土在较高附加应力作用下产生的压缩及蠕变变形,该变形在目前尚无明显衰减趋势,且相同时期各层沉降量明显比路堑段及零填段大,必须引起注意;最后从国内外研究现状讨论了系统开展高温-高含冰量冻土区路基变形研究的必要性和紧迫性。     

公路改扩建导致新老路基差异沉降的因素分析

基于有限差分原理建立了三维有限元数值计算模型,对公路改扩建中导致新老路基差异沉降的因素进行探讨。结果表明,公路拓宽部分的沉降明显高于老路的沉降,且在新老路结合部位沉降发展最显著。路面的竖向沉降随公路拓宽宽度增加而增加,随新路基弹性模量增加而减小,随新地基土压缩模量增加而减小。其中拓宽宽度和新地基土压缩模量对路基表面沉降影响较大,新路基土弹性模量对路基表面沉降影响较小。这表明新地基土受到的压应力和新地基土压缩模量是影响路面差异沉降的主要因素。工程上可以着重从降低对新地基土的压应力和提高新地基的压缩模量两个角度来降低路面的差异沉降。     

地基沉降下油罐罐壁的变形分析

储罐地基沉降常引起罐壁的几何变形,严重危害储罐的运行安全。基于地基沉降的实测数据,采用有限元方法研究地基沉降下大型浮顶石油储罐的结构变形响应。有限元模型中,综合考虑了环墙式地基、加强圈及肋板、抗风圈及支撑、包边角钢等实际结构,以及材料特性对罐壁变形的影响。采用Fourier级数将储罐地基沉降的实测离散数据拟合为若干阶谐波组合的形式,模拟地基单次谐波沉降对罐壁变形的影响,在此基础上,提出地基组合谐波沉降在最高液位下引起的罐壁径向变形公式,并与有限元仿真计算结果进行对比,结果表明,两者吻合较好,此拟合公式可普遍用于工程实践中10×10~4m~3大型储罐地基沉降引起的罐壁变形计算,评估在役储罐的运行安全。     

地震和断裂活动对青藏铁路高原多年冻土区铁路影响分析

青藏铁路是世界上海拔最高的铁路。通过沿线青海及西藏的地震情况和西大滩断裂带、昆仑山垭口断裂以及不冻泉断裂带的多年观测数据和青藏铁路线路的实际穿越段的地质特点,可以看出,青藏铁路格尔木—拉萨段沿线地震活动频繁、断裂大量发育,不同性质、不同类型、不同特点的活动断裂给青藏铁路的工程安全带来不同程度的影响,并产生和诱发不同类型的地质灾害。一旦在铁路下方沿活动断层形成移动冰丘,将导致铁路路基隆起和铁轨变形。断裂运动不仅孕育了地震,还诱发了不均匀冻胀、构造裂缝、移动冰丘等地质灾害,影响线路工程的安全,增加维护费用。笔者着重4方面分析地震断裂活动对青藏铁路的危害性:断裂活动导致路面变形和工程破坏;断裂活动与非均匀冻胀造成路基强烈变形;构造裂缝带及其工程危害;冻土地区的地震和断裂与保护冻土的工程措施产生矛盾,给出了设计和施工中应该考虑的问题并提出从铁路的勘察设计、施工组织、施工过程中采用各种措施将地震以及断裂活动对铁路的损害程度降低到最小。     

喷粉桩施工工艺及其应用范围

喷粉桩是一种深层搅拌桩,系采用喷粉桩基成孔。运用粉体喷射搅拌法(喷粉法)原理。用压缩空气将粉体(水泥或石灰粉)输送到钻头。并以雾状喷射到加固地基的土层中。借钻头的叶片旋转加以搅拌。使其充分混合。形成水泥(或石灰)土桩体。与原地基构成复合地基。达到加固软弱地基础的目的。目前。这种桩基已广泛地应用于工业与民用建筑软土地基、公路、铁路路基的处理。以及进行坡加固和地下工程支护、防渗墙等工程上。     

CFG桩复合地基在鄂钢煤场中的应用

在鄂钢公司焦化技改工程的煤场地基处理中,由于场地荷载对原三水源明渠的通廊支架基础的不利影响,利用CFG桩复合地基后期强度高、变形沉降小及经济效益高等特点对软弱地基进行处理。从理论和工程实践结合的角度分析研究CFG桩复合地基,进一步验证CFG桩复合地基的实用性。     

高压喷射技术加固地基的工程实践

概述了在辽宁大洼县田庄台抽水站地基处理工程中采用高压喷射注浆技术的实践经验，并介绍了从工程勘察、方案选择、设计、施工和检测的全过程。此项技术，经过长期沉降观测取得了良好的加固成果。     

铁路路基沉降变形趋势的综合检验分析

为综合掌握路基沉降的变形过程,基于路基沉降的现场监测数据,提出下述方案:应用重标方差(V/S)分析、曼-肯德尔(M-K)检验和斯皮尔曼秩相关系数(SR)3种方法检验判断路基的整体变形和阶段性变形趋势。研究结果表明:在整体变形趋势的判断中,用这3种方法均得出路基沉降变形呈增长趋势,具有较好的一致性;在阶段性变形趋势的判断中,各阶段变形趋势存在差异,但也均呈持续增长趋势,与整体变形趋势结果相同,进一步验证了3种方法的可靠性和适用性。     

多方案联合处理土岩组合地基效果研究

建筑物土岩组合地基的不均匀沉降一直都是设计和施工的难题,结合工程实例,借助ABAQUS有限元软件,对使用CFG桩、旋挖桩和换填垫层法联合处理方案进行处理的土岩组合地基进行数值模拟。通过对比不同的地基处理方式对土岩组合地基差异沉降的影响,并分析地基的差异沉降和整体沉降,判断使用何种处理方式能较好地处理土岩组合地基的不均匀沉降问题。研究结果表明：使用CFG桩和换填垫层法联合处理的土岩组地基可以较好地解决地基的不均匀沉降问题,模拟结果可以为相关工程土岩组合地基的设计及处理提供一定的参考。     

广三高速公路扩建工程中桩承式加筋路堤的现场试验

结合广三高速公路扩建工程,对素混凝土桩和PHC管桩桩承式加筋路堤工作性状开展现场试验调查,在路堤填筑中以及填筑完成后对路基沉降、孔隙水压力以及深部水平位移进行监测和分析,试验结果表明:当软土厚度小于18m时,采用桩径为50cm的C15素混凝土桩,打穿软土层,桩中心间距1.8 -2.0m,平面呈三角形布置,桩帽采用C30混凝土浇筑成尺寸为1m×1m×0.4m的面板,拓宽路基孔隙水压力变化与填土高度和桩的龄期有关,路基工后沉降得到了有效控制;当软土厚度超过18m时,采用桩径为30cm,桩壁厚7cm的PHC管桩,按照桩中心间距2.5-3.0m间距呈正方形布置,桩帽采用设置双层钢筋的C30混凝土浇筑成尺寸为1.5m×1.5m ×0.4m的面板,路堤填筑完成后预压期内路基孔隙水压力基本未发生变化,路基几乎未发生侧向位移,路基剩余沉降很小,可以节省预压时间,尽早开展路面结构层施工,开放交通.     

浅埋暗挖隧道施工对临近建筑物变形的影响及加固措施

随着城市经济和建设的发展,大量隧道和地铁开始修建,浅埋暗挖已经成为主要施工方法,但在施工过程中必然会引起地面周围建筑物的变形,因此如何保护沿线建筑物的安全已经成为城市隧道工程中亟待解决的问题.基于胶州湾湾口海底隧道接线端工程在施工中下穿多栋高层建筑的实际问题,分析了隧道施工对建筑物的影响机理及隧道开挖引起建筑物的变形特征,采用有限元法进行动态施工模拟,同时加强现场监控量测,做到信息反馈指导施工.研究表明,在复杂岩石地基开洞工程中,科学合理地分析临近建筑物与隧道的相互影响,采取的施工方法及加固措施合适,则隧道开挖对临近建筑物沉降与倾斜变形均可以满足现行控制标准,可为依托工程的顺利实施提供重要指导及可靠保证.研究结果可估算实际工程中的隧道开挖对周围建筑造成的不均匀沉降量及倾斜,对以后类似工程有实用价值.     

FU22Y分级法在焦家金矿顶板稳定性分级中的应用

焦家金矿区分布在沂沐断裂带东侧,黄县弧形次生断层的下盘。主要矿体位于黄县弧形断裂带上。断层基本走向为北50°东,倾向北西,断裂带上常有厚5～10m 的破碎带,最厚达200m,主断裂面上有10～30cm厚的断层泥。主要矿体有 7~#、2~#和3~#矿体,其定向同黄县弧形断裂带的走向基本一致,上陡(50°～63°)下缓(29°～37°),赋存情况见图1。     

地基沉降对石油储罐象足屈曲的影响

为优化大型石油储罐的抗震设计,针对大型非锚固外浮顶储罐,综合考虑地基、非锚固罐底、变壁厚、抗风圈等几何结构和材料特性等因素,采用有限元分析(FEA)法构建储罐全模型,分析地基沉降对罐壁象足屈曲临界载荷的影响;基于Fourier变换,通过若干阶谐波组合的形式模拟储罐地基沉降,分析地基谐波沉降前后储罐的径向变形、屈曲模态与屈曲强度,探明储罐地基单次谐波沉降的谐波次数、谐波幅值、谐波的波峰与波谷对象足屈曲临界载荷的影响。结果表明:地基谐波沉降在不同程度上降低了油罐的象足屈曲临界载荷。储罐象足屈曲临界压应力随地基谐波沉降幅值的增大而减小;相同沉降量下,随着谐波次数的增大,储罐抗屈曲的能力越来越弱。     

地基沉降及动水压对储罐屈曲强度的影响

大型油罐在地震载荷作用下的罐壁屈曲属于弹塑性变形失稳。为研究地基沉降对非锚固储罐屈曲性能的影响,基于Ramberg-Osgood本构模型,考虑储罐底板、壁板、加强圈、抗风圈、非锚固环墙式地基等实际几何结构因素,采用三维有限元模型(FEM)数值模拟非锚固储罐在谐波沉降下的屈曲行为,研究水平地震力下罐内液体的动水压力、地基谐波沉降的次数及幅值对罐壁屈曲临界压应力的影响特征。结果表明:在谐波沉降及动水压共同影响下,储罐屈曲发生的位置为壁板加强圈之间,罐壁变形呈现非周期性变化。地基谐波沉降、动水压均降低了储罐的屈曲临界压应力,且相同沉降量下,随着谐波次数的增多,储罐抗屈曲的能力越来越弱。     

素土挤密桩处理超高填方下深厚湿陷性黄土地基的试验研究

以某民用机场工程为背景,选取该机场拟建场区85 m黄土高填方所在位置作为试验区,开展素土挤密桩处理地基的试验研究.采用桩体动力触探试验、桩问土室内土工试验及现场载荷试验对处理后的地基进行检测,分析了各小区试验前后土体孔隙比、干密度、压缩模量、动力触探击数等物理力学参数的变化规律,得到了处理后的土体变形模量、地基承载力特征值及其对应沉降量.结果表明,采用素土挤密桩处理后湿陷性黄土地基桩体密实性较好,单桩承载力特征值较低,只有70～75 kPa,而单桩复合地基承载力特征值为240 kPa,与本区黄土承载力特征值相比有较大提高.处理后的地基土层干密度、孔隙比与处理前的平均参考值相比,基本没有变化,而压缩模量增幅较大,桩间土的湿陷性消除.桩间距越小,地基土的处理效果越佳,但处理效果受桩间距影响不显著.研究表明,采用冲击沉管或振动沉管工艺施工素土挤密桩,抱管及塌孔现象严重,工效不佳.施工工艺及参数应根据工程特点合理选择,才能同时满足地基承载力及施工工效的要求.     

Settle3D软件在半填半挖黄土路基变形分析中的应用*

为揭示半填半挖黄土路基的变形规律及其影响因素,为高填方黄土路基稳定性的评估提供科学依据。以国道G310典型半填半挖黄土路基为例,运用Settle3D软件对不同工况条件下的黄土路基进行精确建模与系统分析。结果表明:自然条件下路基左右侧沉降量差别不大,而降雨条件下原状黄土侧的沉降大于压实黄土侧的沉降,土层交界处沉降差异显著;降雨条件下中心点的沉降曲线在原填土交界处发生转折,表明压实效果显著;各施工阶段间沉降量差值呈非线性减小趋势,但降雨条件下的稳定时间更长。因此施工中控制路基压实度和采取合理的路基防水排水措施非常重要。     

交通荷载作用下饱和软基的模型试验及变形分析

采用自行研制的油压式循环加载系统室内模拟交通荷载的作用 ,对饱和软粘土地基的变形性状进行了大比尺的室内模型试验 ;考虑了饱和软基的固结状态、循环应力比的大小对竖向永久变形的影响 ;得出了饱和软粘土地基的临界循环应力比和竖向永久变形及孔隙水压力随加荷周数和固结状态的变化规律 ;模型试验及变形分析研究 ,对交通荷载下饱和软基的工后沉降计算具有重要参考价值。     

高路堤软土工程的稳定性安全监测

借助于河南省焦作至巩义黄河公路大桥连接线工程 ,以黄河河滩相软土为研究对象 ,利用沉降板、测斜管、孔隙水压力计等多种测试仪器 ,选取有代表性的观测断面 ,对经过袋装砂井处理的软土地基进行了高路堤施工期间的沉降与稳定观测。通过观测数据对河滩相软土的沉降规律进行了分析 ,并提出了监控软土工程施工稳定性的实用方法。