流变岩体中让压支护作用下隧道力学行为研究

高地应力深埋软岩隧道大变形问题已成为隧道工程建设领域的突出难题. 根据高地应力深埋软岩隧道的变形特征, 基于"围岩能量吸收、变形释放"的让压支护是解决软岩隧道大变形问题的有效方法. 针对流变岩体中深埋圆形隧道在让压支护作用下的力学响应问题, 通过引入分数阶微积分理论, 采用Abel黏壶元件建立了改进的分数阶Burgers蠕变模型来表征围岩的时效变形. 此外, 通过在让压支护不同变形阶段引入刚度修正系数, 克服了传统支护未能考虑围岩变形释放的问题. 据此, 本文推导了在考虑支护延迟安装影响下, 不同变形阶段围岩与让压支护相互作用的解析解. 为了验证理论研究的正确性, 对一算例进行了不同解答及工程结果的比对, 吻合较好. 最后, 参数研究结果表明: 围岩与让压支护间的相互作用受蠕变本构模型分数阶阶数影响较大. 隧道的位移或支护压力与让压位移、支护刚度修正系数间存在线性比例关系, 但由于刚度修正系数仅保持在较小的变化范围内, 隧道的位移或支护压力变化并不显著.      

用反向渐进结构优化方法研究洞室支护优化

洞室开挖支护的优化是在铁路隧道、矿山开挖、水电站建设中经常面对的课题,特别是研究洞室开挖支护拓扑优化有着重要的意义。本文利用近年来发展的渐进优化方法(ESO)的概念,提出了反向ESO方法的迭代格式,建立了洞室开挖支护优化的准则及其敏感度,研究了均匀地基不同地应力条件使得开挖卸荷产生的总应变能最小的最优支护拓扑。结果证明了反向ESO方法的适用性,最优支护拓扑大致成椭圆或者圆形,其主轴方向与最大主应力主轴方向相同。     

圆宝山隧道炭质板岩大变形段初期支护结构受力特性研究

为了准确掌握丽香铁路圆宝山隧道炭质板岩大变形段初期支护结构受力特性,结合深埋炭质板岩隧道大变形特点,通过调查分析发现炭质板岩具有显著的各向异性特征,在地下水、高地应力及施工扰动等复杂因素作用下表现出显著的蠕变特性,从而导致隧道发生大变形。同时,对圆宝山隧道展开围岩变形及初期支护受力监测,监测结果表明,薄层炭质板岩段围岩的变形速率、变形量整体上较中厚层炭质板岩段围岩大,且达到稳定所需的时间更长;围岩压力与钢拱架应力基本呈从拱顶到拱脚减小的趋势,且围岩压力最大值出现在拱肩,而钢拱架应力最大值分布位置不固定,常见分布位置为两侧拱墙上下,这与钢拱架因发生扭曲而设置横支撑基本吻合;变更支护参数后,围岩的时效特性有明显改善,尤以薄层炭质板岩段围岩最为明显,同时围岩压力分布更加均匀,钢拱架出现拉应力现象不再集中。基于上述研究成果,选择I18型工字钢焊制钢架、设置间距为0.6m、喷射厚为27cm的C25混凝土作为初期支护,同时采用"弱爆破、短进尺"的掘进方式,以达到控制深埋炭质板岩隧道围岩变形的目的。     

软弱地层深挖基坑中工程桩偏位分析

某软土地基上建造多栋毗邻的小高层住宅,在地下车库基坑的开挖过程中,软土流动推挤坑内桩基导致偏位。文章以上述工程为背景,借助三维有限差分程序FLAC3D,选取简化计算模型,对基坑开挖流动土体作用下工程桩的反应性状进行了模拟与分析,并与实测值进行了比较,最后讨论了影响桩基变形的相关因素,可为分析软土地区基坑开挖对坑内工程桩影响时提供一定的理论指导。     

预应力锚杆肋梁在深基坑支护中的应用

本文系统介绍了预应力锚杆肋梁的受力特点,分析了预应力锚杆肋梁的受力机理,并应用于深基坑支护工程,采用有限元方法对预应力锚杆肋梁支护的基坑进行数值计算,得出纵横梁的弯矩及面层的位移,弥补了传统方法的不足,将计算结果与传统的锚桩支护方法进行对比,表明在护坡桩桩端无法嵌入的情况下,采用预应力锚杆肋梁支护是一种经济、可靠的方式。     

断陷盆地层滑带的发育特征及矿山开发条件下的再变形分析

层滑带在华北断陷盆地中具有普遍性,是影响地下矿山工程围岩稳定的重要因素之一。本文以鲁西矿区为例,阐述了断陷盆地层滑带的发育特征及其形成机制,进行了开挖、运营条件下层滑带再变形分析,并指出了层滑带发育区巷道设计及维护中应注意的某些问题。     

基于集对分析联系数的区间数型多属性决策投影模型及其在基坑支护方案评价中的应用

多属性决策时因掌握的信息有限,加之问题本身的复杂性、不确定性以及人类思维的模糊性,其属性的精确值往往难以获取,常用区间数形式表示针对多属性决策中各指标区间数不能直接进行大小比较的问题,提出一种基于集对分析联系数的区间数型多属性决策投影模型.模型用备择方案在理想方案上的投影进行集结,根据区间数的误差分布形式,沟通区间数与联系数的关系,根据a+bi型联系数大小比较法则,综合评价方案优劣.以某大厦基坑支护拟用的4种方案优化选择为例,说明方法的应用与模糊优化理论模型和灰色物元分析优化模型进行了对比,得到的结果一致.     

基坑围护结构空间分析软件包的研制

对深基坑围护结构采用简化的;空间计算模型,即土体按平面问题分析,围护支撑结构空间问题分析。计算程序使用三维杆系有限元分析,在程序中设置了子结构模块,并为计算程序配置了前后处理程序,可在５８６微机上运算多道内支撑的大型深基坑。     

锚杆支护的神经网络设计系统及其应用

本文简要地概括了锚杆支护设计理论存在的局限性。强调锚杆支护理论应用必须考虑地下工程的类型。为此,作者将地下工程划分为3类,指出每一类地下工程特性及其支护设计应遵循的准则,第3类采场巷道工程的锚杆支护设计应以工程类比和设计经验为主;并介绍了作者已经开发的锚杆支护神经网络设计系统。     

增量法在深基坑围护结构水平变形计算中的应用

在结构和荷载变化复杂的大型基坑工程围护结构变形计算中,增量法计算相对其他计算理论具有较明显优越性.采用增量法对上海世博500kV地下变电站其基坑围护结构在开挖过程中的水平位移进行了计算整理,并与实测值进行对比分析.结果显示两者能较好地拟合,表明应用增量法在此类工程中进行变形计算有一定的适用性.