文章以重慶市在建的筆架山隧道為原型,采用幾何比為1∶25的大比例做室內(nèi)模型試驗(yàn)。選取不同圍巖類別、不同地應(yīng)力場(chǎng)及相同缺陷條件下,進(jìn)行加載試驗(yàn)至結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害后采取補(bǔ)強(qiáng)措施,再加載至結(jié)構(gòu)破壞。對(duì)于軟弱圍巖,錨桿補(bǔ)強(qiáng)能增強(qiáng)拱墻結(jié)構(gòu)的承載力,同時(shí)也能取得控制結(jié)構(gòu)位移的效果。錨桿的補(bǔ)強(qiáng)作用在硬巖中則表現(xiàn)的非常充分,在硬巖中隨著錨桿數(shù)量的增加,其補(bǔ)強(qiáng)的病害隧道結(jié)構(gòu)承載力明顯提高。同時(shí)錨桿補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)與其他補(bǔ)強(qiáng)方式聯(lián)合使用,以充分發(fā)揮各自的補(bǔ)強(qiáng)效果。

以重慶市在建的筆架山隧道為現(xiàn)場(chǎng)原型,室內(nèi)采用幾何比為1∶25的大比例模型試驗(yàn),選取不同圍巖類別、不同地應(yīng)力場(chǎng)及不同缺陷形式條件下,進(jìn)行加載試驗(yàn)至結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害后,采取不同的組合補(bǔ)強(qiáng)措施,再加載至結(jié)構(gòu)破壞,重點(diǎn)對(duì)各種不同條件下,補(bǔ)強(qiáng)后結(jié)構(gòu)的最終破壞形式、承載力狀況進(jìn)行研究,得出對(duì)于無空洞缺陷或無襯砌減薄的病害隧道,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)是以受拉或是以受壓產(chǎn)生的病害來決定內(nèi)表面的補(bǔ)強(qiáng)形式,然后再結(jié)合錨桿補(bǔ)強(qiáng)的組合補(bǔ)強(qiáng)方式;對(duì)于有空洞或有襯砌減薄缺陷的隧道結(jié)構(gòu),補(bǔ)強(qiáng)時(shí)首先是進(jìn)行回填壓注,然后再與內(nèi)襯.拱架+錨桿補(bǔ)強(qiáng)或與內(nèi)表面補(bǔ)強(qiáng)+錨桿補(bǔ)強(qiáng)兩種補(bǔ)強(qiáng)方式合用。而對(duì)于無仰拱病害隧道的補(bǔ)強(qiáng),對(duì)兩個(gè)拱腳應(yīng)做特別處理,內(nèi)表面采用內(nèi)襯.拱架補(bǔ)強(qiáng)時(shí)應(yīng)施作基礎(chǔ),否則采用注漿和打鎖腳錨桿的方式加固。

在隧道的建設(shè)過程中,因地質(zhì)條件、施工等因素的影響在襯砌背后留有空洞的現(xiàn)象是比較普遍的,為了研究這種隧道病害對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)承載力造成的影響大小及對(duì)不同病害工況條件下襯砌結(jié)構(gòu)受力破壞特征,通過對(duì)重慶某高速公路隧道典型斷面因施工或環(huán)境原因造成二襯背后空洞的結(jié)構(gòu)缺陷情況,在室內(nèi)采用幾何比為1∶25的大比例模型試驗(yàn),全面研究結(jié)構(gòu)在不同圍巖條件下、不同空洞位置以及不同地應(yīng)力場(chǎng)(塑性地壓、偏壓及圍巖松弛的垂直地壓)作用下,隧道產(chǎn)生病害的形式、規(guī)律以及承載力的大小。同時(shí)采用相同的補(bǔ)強(qiáng)形式加固隧道結(jié)構(gòu),再進(jìn)行破壞試驗(yàn),最終得出空洞對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的影響是明顯的,相同條件下,圍巖類別越高,其承載能力越大,空洞對(duì)水平應(yīng)力敏感,在水平應(yīng)力為主應(yīng)力時(shí),拱頂空洞的影響大于拱腰空洞的影響;豎直應(yīng)力作用為主的地應(yīng)力場(chǎng),產(chǎn)生病害時(shí)對(duì)應(yīng)的豎直荷載高低排序?yàn)?無缺陷時(shí)最高,中等空洞最低。

采用模型試驗(yàn)的方法研究了砂土地基中基坑開挖對(duì)抗拔樁極限承載力的影響,試驗(yàn)過程中考慮了基坑開挖直徑、開挖深度及坑底以下有效樁長不同的情況,共進(jìn)行19組試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:開挖深度相同時(shí),基坑開挖直徑越大,抗拔樁極限承載力下降越多,開挖直徑為30cm(10d)時(shí),抗拔樁極限承載力較開挖前有明顯下降,隨著開挖直徑的繼續(xù)增加,極限承載力繼續(xù)下降,但下降幅度逐漸減小,并趨于一個(gè)穩(wěn)定值;開挖深度相同時(shí),坑底以下有效樁長越短,開挖后抗拔樁極限承載力損失比例越大;開挖卸荷后坑內(nèi)土體處于超固結(jié)狀態(tài),抗拔樁極限承載力大于土體為正常固結(jié)狀態(tài)時(shí),開挖深度相同時(shí),坑底以下抗拔樁長度越短,開挖后樁周土體超固結(jié)比越大,抗拔樁極限承載力與土體正常固結(jié)狀態(tài)相比增加比例越大;坑底以下有效樁長相同時(shí),開挖深度越大,開挖后樁周土體超固結(jié)比越大,抗拔樁極限承載力也越大。

本文通過上海典型地質(zhì)條件下的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的相似模型試驗(yàn)量測(cè)的模型結(jié)構(gòu)縱向位移分布和縱向的地基土反力(土壓力)的分布與結(jié)構(gòu)原型相應(yīng)理論結(jié)果的對(duì)比分析,表明盡管理論值比試驗(yàn)值大,但兩者的規(guī)律相同,通過適當(dāng)調(diào)整局部均布荷載作用下彈性地基梁解析解完全可以滿足縱向設(shè)計(jì)需要,為局部均布荷載作用下軟土盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)階段就考慮避免和減小地鐵隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)營階段出現(xiàn)縱縫過量變形所致的滲水、漏水、縱向開裂等既增加運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用又影響地鐵安全的問題奠定了基礎(chǔ)。

為探討高速鐵路隧道襯砌結(jié)構(gòu)在列車振動(dòng)荷載長期作用下的動(dòng)力累積損傷特征,闡述混凝土結(jié)構(gòu)動(dòng)力相似材料模型試驗(yàn)原理,以武廣高速鐵路金沙洲隧道為原型,利用微?；炷磷鳛橄嗨撇牧?構(gòu)建隧道與圍巖動(dòng)力相互作用全斷面試驗(yàn)?zāi)Ｐ?施加高速列車振動(dòng)荷載對(duì)相似材料模型進(jìn)行動(dòng)力累積損傷試驗(yàn);試驗(yàn)過程中同步測(cè)試隧道襯砌結(jié)構(gòu)各特征點(diǎn)動(dòng)應(yīng)變、超聲波速度以及隧道底部圍巖接觸應(yīng)力的時(shí)程響應(yīng)數(shù)據(jù),分析隧道襯砌結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)特征與累積損傷規(guī)律。得出了在設(shè)計(jì)使用壽命期內(nèi),高速列車振動(dòng)荷載長期作用下,隧道襯砌結(jié)構(gòu)動(dòng)力累積損傷效應(yīng)不明顯,而隧道底部圍巖累積損傷破壞則應(yīng)引起足夠重視等研究結(jié)論。

豎向加筋砂土地基承載力的模型試驗(yàn)研究——采用模型試驗(yàn)結(jié)合數(shù)字照相無標(biāo)點(diǎn)變形量測(cè)技術(shù)對(duì)豎向加筋砂土條形地基的承載力、土壓力分布、加筋機(jī)理、破壞模式等方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究．結(jié)果表明，豎向加筋體長度與加筋體距基礎(chǔ)中心點(diǎn)距離對(duì)承載力與土壓力分布影響較大...

成層土地基基礎(chǔ)極限承載力的模型試驗(yàn)研究——本文通過大量的室內(nèi)模型試驗(yàn)對(duì)地基土體分層情況下基礎(chǔ)的極限承載力進(jìn)行了試驗(yàn)研究，得到成層土地基極限承載力的大小與持力層土體強(qiáng)度、厚度的變化規(guī)律；并且根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分別對(duì)港口工程和土木工程中常用的邁耶霍夫和...

以密實(shí)中砂作為地基土,進(jìn)行了基礎(chǔ)兩側(cè)無超載和僅單側(cè)超載的地基模型載荷試驗(yàn),研究了單邊超載作用對(duì)地基承載特性的影響;主要分析了單邊超載作用下的地基承載力、地基土應(yīng)力分布以及地基破壞模式。結(jié)果表明:與無超載試驗(yàn)相比較,在單邊超載作用下地基極限承載力得到明顯提高,地基沉降量隨之減少;地基土豎向應(yīng)力分布情況不再對(duì)稱,而是在有超載一側(cè)有所增加;地基破壞模式為非對(duì)稱形式,橫向破壞區(qū)域長度較短,地基土隆起亦較小。

本文通過大量的室內(nèi)模型試驗(yàn)對(duì)地基土體分層情況下基礎(chǔ)的極限承載力進(jìn)行了試驗(yàn)研究,得到成層土地基極限承載力的大小與持力層土體強(qiáng)度、厚度的變化規(guī)律;并且根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分別對(duì)港口工程和土木工程中常用的邁耶霍夫和漢納的理論計(jì)算方法、漢森加權(quán)平均法、擴(kuò)散角法以及魏錫克的理論計(jì)算方法這四種成層土地基極限承載力計(jì)算方法進(jìn)行了驗(yàn)證。其結(jié)果表明對(duì)于成層土地基基礎(chǔ)極限承載力的理論計(jì)算,由魏錫克和邁耶霍夫的理論所得的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)量值最接近。最后運(yùn)用有限元的方法對(duì)成層土條件下地基土體的變形及位移情況進(jìn)行了模擬計(jì)算進(jìn)一步驗(yàn)證了魏錫克理論的合理性。

結(jié)合某海上風(fēng)電場(chǎng)樁基工程中的大直徑超長鋼管樁抗拔承載力研究,利用離心模擬技術(shù),初步推求得出荷載-位移的關(guān)系曲線(即q-s曲線),并與現(xiàn)場(chǎng)抗拔試驗(yàn)成果得出的q-s曲線進(jìn)行了比較,分析兩者加載方式和加載速率的不同對(duì)q-s曲線的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),上拔力的加載速率較快,求得的單樁抗拔極限承載力偏高。

砼強(qiáng)度缺陷對(duì)小箱梁承載力影響的試驗(yàn)研究——為確定砼強(qiáng)度缺陷對(duì)小箱梁承載力的影響，對(duì)存在砼強(qiáng)度缺陷的某連續(xù)梁橋箱梁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，并與理論計(jì)算進(jìn)行對(duì)比。理論計(jì)算和靜載試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明，該缺陷對(duì)小箱梁的承載能力影響較小，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

飽和砂土地層中隧道結(jié)構(gòu)可能會(huì)因地震地基液化而發(fā)生破壞。通過對(duì)可液化地層中地鐵隧道結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)進(jìn)行動(dòng)力離心模型試驗(yàn),研究了飽和松砂地基在地震作用下的反應(yīng)特性、可液化地層中地鐵隧道結(jié)構(gòu)的上浮及變形特性和設(shè)置截?cái)鄩?duì)限制隧道結(jié)構(gòu)上浮的效果等問題。研究結(jié)果表明,地基液化引起的隧道襯砌上的附加變形內(nèi)力以及隧道上浮量主要受地基液化時(shí)土水壓力的變化影響。截?cái)鄩Φ脑O(shè)置限制了隧道兩側(cè)土體向隧道下方流動(dòng)的趨勢(shì),有效減小了隧道結(jié)構(gòu)的上浮量。

為研究常見小型溶洞引起的隧道穩(wěn)定性問題,結(jié)合工程實(shí)例,應(yīng)用有限元方法,分析全斷面開挖時(shí),ⅱ類溶洞處于隧道不同位置對(duì)圍巖位移和隧道結(jié)構(gòu)受力的影響。結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析,總結(jié)圍巖位移和襯砌受力變化的規(guī)律和原因。模擬結(jié)果表明,隧底溶洞距離為1m時(shí),仰拱軸力增加21%,其余部分變化微弱;側(cè)壁溶洞距離為1m時(shí),邊墻軸力增加14.8%,其余部分變化微弱;隧頂溶洞距離為1m時(shí),拱頂軸力增加10%,其余部分變化微弱。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果表明,溶洞位置對(duì)于收斂值的影響,隧底溶洞>隧頂溶洞>側(cè)壁溶洞,溶洞位置對(duì)于沉降值的影響,側(cè)壁溶洞>隧頂溶洞>隧底溶洞。溶洞范圍較小(r2m)或相對(duì)距離較遠(yuǎn)(l5m)的情況下,襯砌安全系數(shù)滿足要求,可不予處治。

濕陷性黃土樁基現(xiàn)場(chǎng)浸水試驗(yàn)一般情況下是先浸水然后等到黃土的濕陷性徹底發(fā)揮以后再加載使樁土體系沉降,最后趨于穩(wěn)定的狀態(tài),在樁基正常使用過程中由于雨雪等原因樁基也會(huì)遇到先加載后浸水的情況。為了探究兩種浸水工況對(duì)樁基承載特性的影響,設(shè)計(jì)了室內(nèi)樁土模型試驗(yàn)。結(jié)果表明:與樁土體系先加載后浸水相比,先浸水后加載時(shí)樁基中性點(diǎn)位置提高,中性點(diǎn)位置隨著浸水量的增大沿樁身向下移動(dòng),樁側(cè)負(fù)摩阻力極大值增大46%,負(fù)摩阻力極值點(diǎn)沿樁身下降170mm,樁基正摩阻力極大值提高46%,正摩阻力極值點(diǎn)沿樁身上升70mm；兩種浸水工況下的樁身軸力沿埋深的變化趨勢(shì)都是先增大后減小的拋物線形；樁周土體在未浸水和先浸水后加載兩種工況下的樁基極限承載力一樣大。

文章以洛湛線北崗隧道為背景，開展針對(duì)富水軟巖隧道的室內(nèi)模型試驗(yàn)，對(duì)開挖支護(hù)后圍巖的變形及應(yīng)力的變化規(guī)律進(jìn)行研究。結(jié)果表明：富水軟巖隧道自身穩(wěn)定性差，施工中必須設(shè)計(jì)足夠強(qiáng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，才能保持洞室的穩(wěn)定性。支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)洞室圍巖近處變形及應(yīng)力的影響比遠(yuǎn)處顯著；且支護(hù)結(jié)構(gòu)越強(qiáng)，能顯著減小洞室周邊圍巖變形量及應(yīng)力的變化量。

表面波法確定卵石土地基承載力模型研究——利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理，對(duì)卵石土地基動(dòng)力觸探擊數(shù)和剪切波速的關(guān)系進(jìn)行了研究，推導(dǎo)了它們之間的二次多項(xiàng)式、冪函數(shù)和指數(shù)函數(shù)回歸方程。通過對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，二者之間具有良好的指數(shù)函數(shù)相關(guān)關(guān)系。為了驗(yàn)證該指數(shù)函數(shù)回歸模...

采用足尺試驗(yàn)的方法對(duì)復(fù)合腔體加固盾構(gòu)隧道整環(huán)極限承載力的力學(xué)特性進(jìn)行研究,試驗(yàn)?zāi)M盾構(gòu)隧道在上部堆載作用下的靜力加載試驗(yàn),通過分析結(jié)構(gòu)整體的受力過程、破壞模式和極限承載能力等,總結(jié)出復(fù)合腔體加固方法作用下的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能及結(jié)構(gòu)破壞的關(guān)鍵性能點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合腔體加固方法可以有效的提高盾構(gòu)隧道的極限承載能力和剛度。該加固方法具有快速輕型的特點(diǎn),這將是未來盾構(gòu)隧道整環(huán)加固的一個(gè)全新方法。

對(duì)7個(gè)場(chǎng)地的殘積土進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn),得到天然狀態(tài)及飽和狀態(tài)下土的物理、力學(xué)指標(biāo),應(yīng)用地基規(guī)范公式及terzaghi極限承載力公式,分析地下水的狀態(tài)對(duì)殘積土地基承載力的影響,得到殘積土浸水或泡水后承載力下降幅度可達(dá)1.4％～60.7％,通過12臺(tái)殘積土地基平板載荷試驗(yàn)成果,驗(yàn)證了殘積土經(jīng)短時(shí)浸泡及較長時(shí)間泡水后,地基承載力特征值明顯降低,下降幅度達(dá)到11％～57.5％.

樁的承載力大小是確保樁基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)、安全的關(guān)鍵參數(shù),單樁承載力的的提高能有效降低工程成本。樁側(cè)注漿可提高樁周土的物理性能,有效提高樁側(cè)摩阻力和樁端阻力,在滿足工程質(zhì)量要求的前提下有效降低工程成本。本文結(jié)合一工程實(shí)例,通過鋼管樁外側(cè)有無注漿兩種工況下靜載荷試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,為注漿法提高單樁軸向抗壓極限承載力的效果提供數(shù)據(jù)支撐,為樁側(cè)注漿的應(yīng)用推廣提供參考。

基于錨樁加載法承載力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工程實(shí)例,通過建立有限元模型,并與試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,得出了錨樁的布置形式、錨樁與試樁距離大小、錨樁直徑大小等因素對(duì)試樁極限承載力的影響規(guī)律,對(duì)指導(dǎo)錨樁法在樁基靜載試驗(yàn)中的應(yīng)用具有重要意義.

目前針對(duì)松動(dòng)荷載作用下隧道結(jié)構(gòu)受力變形與損傷演化機(jī)制的研究相對(duì)較少,缺乏結(jié)構(gòu)剩余承載力的量化分析依據(jù),不利于結(jié)構(gòu)健康度評(píng)價(jià)與維修處治方案的確定。針對(duì)上述問題,利用室內(nèi)模型試驗(yàn)及數(shù)值仿真手段,研究不同圍巖條件下結(jié)構(gòu)受力變形規(guī)律及破壞特征,提煉結(jié)構(gòu)健康評(píng)價(jià)關(guān)鍵指標(biāo),建立基于承載力的健康度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。通過研究,提出:(1)拱頂松動(dòng)荷載下襯砌破壞過程分為3個(gè)階段,以拱頂開裂、主裂縫張開為分界點(diǎn),破壞時(shí)拱頂內(nèi)側(cè)、拱腰外側(cè)鋼筋拉斷,形成三鉸拱體系；(2)襯砌結(jié)構(gòu)承受相同荷載100kpa時(shí),抗力系數(shù)1.58mpa/m的工況拱頂下沉3.3cm,抗力系數(shù)200mpa/m的工況拱頂下沉0.23cm；抗力系數(shù)從1.58mpa/m增大到200mpa/m時(shí),極限承載力從196kpa增大到1840kpa；(3)以襯砌開裂、拱頂下沉3cm、拱頂鋼筋屈服、拱腰鋼筋屈服、拱頂鋼筋拉斷為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),建立襯砌結(jié)構(gòu)健康度的5級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),并以拱頂下沉及邊墻收斂作為簡易評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)v～vi級(jí)圍巖,拱頂下沉控制值建議取5cm。