岩土损伤复合体理论的应力应变合成模式

近年来,岩土损伤本构模型取得了长足的进步,但在岩土材料损伤的复合体理论的一个基本问题--复合体的两个组分的应力、应变合成模式上存在争议.从损伤力学的基础--连续介质力学的基本概念出发,对岩土损伤复合体理论应力、应变合成的合理模式进行了研究.得出了一般损伤情况下的岩土损伤复合体理论的应力、应变合成公式,给出了各向同性损伤情况下的简化公式,认为对于岩土损伤复合体理论不能简单地采用并联、串联假设.     

油料洞库主罐室地震作用破坏机理

油料洞库担负着我国未来石油储备的重要任务,为深入研究油料洞库在地震作用下的响应规律,运用FLAC3D软件,采用动力时程法对油料洞库的简化模型进行数值模拟分析。从不同围岩级别、不同埋深、不同地震烈度3个方面分析地震作用时水平峰值位移和最大拉应力峰值的变化规律。结果表明：随着围岩级别从Ⅲ级到Ⅰ级的变化以及埋深的增加,油料洞库的抗震性能逐渐提高;无论何种工况,最大拉应力峰值均发生在主罐室与支通道交接的墙角处;9度地震时各监测点水平峰值位移大幅增加,塑性区已经贯通,故在油料洞库选址时应尽可能避开可能发生9度及以上地震的地区。     

中隔板对单洞双层隧道抗震性能的影响

单洞双层隧道是一种具有广阔应用前景的地下结构形式,大高跨比及中隔板约束使其拥有独特的力学特性。为了给单洞双层隧道的结构抗震优化设计提供依据,以伏龙坪单洞双层隧道为背景,利用FLAC3D软件,采用动力时程分析法研究中隔板位置对单洞双层隧道抗震性能的影响,并与静力分析结果进行比较。结果表明:中隔板的使用让双层隧道的抗震性能大幅提升,无中隔板时的边墙动力水平相对位移幅值较有中隔板时放大2.9~3.4倍;边墙动力水平相对位移幅值可以作为评价衬砌结构动力反应的依据;受动力作用,衬砌位移、应力都会有显著放大;静力作用与动力作用时,中隔板的最佳位置不同。     

双层隧道边墙位置研究

针对地下快速路的特点和重庆市地形特征,分析了在重庆市地下快速路中使用双层隧道的优越性,并根据双层隧道边墙受力不利原则提出了两种双层隧道新型结构方案。利用计算软件对两种新型结构相对于传统结构的稳定性和边墙二次衬砌受力进行了分析比较,得出边墙位于中隔板中部的双层隧道结构更加适用于城市地下快速路。     

地下工程非爆破开挖机械破碎法机理及应用

针对非爆破法开挖工序中的关键问题——导向孔布置方案优化,结合非爆破施工实作流程及工艺,利用波动理论探索了破碎锤冲击破岩机理。破碎锤通过钎杆冲击导向孔产生孔间贯穿裂缝进而破岩掘进,破碎锤冲击破岩的过程是岩石被拉坏的过程,孔间岩石中的切向应力是提高破岩效率的关键因素。基于岩石断裂力学理论,总结得出导向孔间裂缝产生、扩展、贯通的判据,并依托实际工程进行验算,理论计算结果与现场试验结果吻合良好,同时提出了导向孔布置优化方案的改进建议。     

粘土的结构性与超固结

土体中的结构性与超固结都可以使土体表现出超固结特性。通过结构性与超固结对土体力学性质影响比较,揭示了它们对土体力学性质的影响存在本质差异,需要将它们区分开来。基于土体中的结构性、超固结对土体固结特性的影响差异及粘土的正常固结线的唯一性,提出了粘土的结构性与超固结的定量描述方法,据此对原状粘土进行分类。土体的结构性主要包括土体的化学胶结等真正改变了土样结构的因素,用结构性参数来定量描述,而次固结、干缩作用可看成与超固结作用一致,一起用超固结参数来定量描述。     

岩土材料损伤演化规律研究

损伤演化规律是损伤本构理论研究的核心问题，已有的岩土损伤演化方程还存在很多问题，因而给出一个具有理论依据的损伤演化方程具有十分重要的意义。对当前岩土材料损伤演化规律的研究进行了总结分析，认为利用能量耗散原理建立损伤演化方程是一个可行的办法。从损伤是耗散能量的过程这一基本性质出发，建立了一个适用于结构性土体的损伤演化方程。     

某岩溶区既有公路隧道突水机理分析

岩溶区既有隧道突水是近年来岩溶区隧道运营过程中出现的新问题.以某跨越地下暗河的既有公路隧道为研究对象,推导岩溶突水处的水压力,并建立颗粒流模型,模拟岩溶突水的形成过程.结果表明,随着岩溶水压力逐渐增大,突水通道形成,说明岩溶水压力是导致岩溶区既有公路隧道突水的重要因素.     

环保型隧道结构优化与工程应用

公路隧道建设应与自然环境保护相协调,隧道设计应遵循因地制宜,顺势而为的原则.根据这一基本思想,以江苏宁(南京)淮(安)高速公路南京江北段老山公路隧道为依托,结合交通部公路工程相关技术标准,提出了一种环保型结构--新型棚洞.采用大型通用有限元软件ANSYS对5种不同棚洞结构形式进行了优化比较.在南京老山二号隧道出口采用锚喷支护与棚洞结构相结合的傍山隧道结构型式,形成互为补充的完整受力体系和边坡防护工程,减小了刷坡范围.在路线走廊困难地段、沿河岸沟谷地、路线傍山布置地段,构造物应顺应地形,提倡设置棚洞、半隧道结构,达到保护边坡和自然环境的目的.     

岩体隧道蠕变效应的有限元分析

对岩体隧道的长期观察和量测表明,许多在成洞之初的岩体,由于蠕变变形随时间不断发展,经过一段时日以后,围岩体可能会发生失稳或坍塌破坏.传统的弹性或弹塑性理论,无法考虑变形的时间因素.选用流变理论中能很好反映岩体应力应变随时间变化的广义开尔文模型,结合某岩体隧道的实例,利用有限元分析软件ANSYS模拟了岩体隧道开挖后围岩蠕变的全过程.模拟的结果使人们能够方便地掌握岩体隧道各个部位在不同时刻的变形量和蠕变率.对岩体隧道的设计和施工有一定的指导意义.