以文麻高速公路某滑坡为例,基于现场调查统计分析34条地表裂缝的发育规律,综合滑坡地形地貌、裂缝分布、深部位移监测等信息,将滑坡分为浅层Ⅰ区、浅层Ⅱ区和深层整体Ⅲ区,研究开挖诱发复杂滑坡复活的变形机理.结果表明:浅层Ⅰ区在排水设施修建之前变形明显,支护之后趋于稳定;Ⅱ区滑坡现状稳定无变形痕迹;深层滑坡监测数据显示Ⅲ区目前存在滑移迹象.稳定性计算结果表明,过高的地下水位是导致滑坡变形的主要因素,提出设置排水洞的措施,并对该滑坡孕育机理进行反演分析.
路基工程中常采用人工换填方式形成上硬下软的层状地基以增加地基承载力,但目前对于双层地基的极限承载力和破坏机制的宏微观研究尚不够深入.通过室内单元试验、室内模型试验对地基土体的单元力学特性及分层情况下地基的极限承载力进行研究,并采用离散-连续耦合数值模拟方法分别对4种不同上覆土层厚度的双层地基平板载荷试验进行模拟,研究上覆土层厚度对双层地基承载特性的影响及其对应的宏微观特性之间的关联.结果表明:上覆土层厚度对地基宏观力学特性及微观传力机制均有较大的影响;双层地基承载力及变形模量随着上覆土层厚度增加而增大;加载过程中,强力链主要分布在一个对称梯形区域内,且随着上覆土层厚度的增加,梯形区域的斜率增大,应力扩散角减小,受扰动区域变小;加载板正下方可观察到明显的应力集中,随着深度增加,应力集中的强度减小,随着上覆土层厚度的增加,应力集中区域减小.
随着城市化进程的推进,交通基础设施也开始了大规模的提升改造,随之而来产生了大量的固体废弃物.从生态环保和经济性角度来看,应提倡绿色化改造,全面提高资源利用效率.因此,现有设施和材料的回收利用得到越来越多的重视,对该方面的研究和应用更能体现项目的技术含量和行业引领度.以石家庄高速路市政化改造为例,测试不同掺量(40％、60％、80％)的RAP沥青混合料的路用性能参数,研究分析主要技术参数的变化规律,对比规范要求的技术指标的符合程度.当RAP掺量为80％时,混合料的水稳定性和低温性能已低于规范限制,在60％掺量下进行路用试验,其施工质量标准达到了全新沥青混合料路面有关规定要求.
引入数据预处理理论保障原始监测数据集的质量,采用SVR算法针对预处理后的沉降数据进行精准预测,进一步整合开发了一种高速铁路路基沉降预测分析软件,并结合现场实例进行了验证分析.结果表明:高速铁路路基沉降精准预测软件不仅可提供数据的预处理操作,还可提供高精度的预测分析功能;软件内嵌了数据预处理的算法,可对原始监测数据集进行缺失值的处理和预先过滤,为后续高速铁路路基沉降预测分析提供了数据质量保证;软件内嵌的SVR算法很好地反映了路基沉降的走势与上下波动,所得的沉降实测值与预测值的相关性极高,两测点降噪后的R2分别为0.904、0.898,而MSE分别为0.025、0.031,体现出较高的泛化能力,整体预测精度高、预测误差小.
以成都市简州新城电力隧道二期一阶段朝阳路电力隧道工程为背景,针对放坡开挖基坑的稳定性及对周围桥梁桩基变形影响开展研究.结果表明:放坡开挖基坑水平变形主要集中在基坑两侧坡顶处,土体距基坑中心越远隆起量越小,基坑变形均在合理控制范围内.桥梁桩基整体位移形态为距离基坑较近一侧向上隆起,整体呈现倾斜状态.桩基与基坑间距越大,桩基位移响应就越小,土方开挖后应力释放产生的影响就越薄弱.土方开挖所产生的地应力影响范围约15 m,建议基坑施工过程中,应充分利用时空效应原理,分区、分层开挖,以减小应力释放对桩基产生的变形影响.
富水砂层由于其高渗透性、高含水率及高摩擦角等特性,在盾构开挖时常面临喷涌、刀具磨损严重及掌子面压力不均等难题.依托南昌地铁4号线七里站至民园路西站高渗透富水砂层区间隧道工程,为确定最优膨润土泥浆改良参数,通过室内试验测试膨润土泥浆性能及渣土改良,确定合理膨润土泥浆黏度和盾构膨润土泥浆性能参数及高承压水砂层改良方案.研究结果表明:采用膨润土泥浆配比为1∶8,对应黏度约为22 mPa·s,改良效果较好;砂土中含水量可促进膨润土泥浆改善渣土流动性;对上述膨润土泥浆配比,当膨润土泥浆注入率为10％、聚合物注入比为1％时,改良后的渣土具有很好的流塑性和较低的渗透性.现场渣土改良结果也表明,采用上述渣土改良方案,可以有效降低刀盘扭矩和盾构机总推力、提高盾构掘进速度.
基于流固耦合数值算法,以中老铁路太达村富水粉细砂隧道为依托,从隧道掌子面挤出位移和围岩塑性区的演变情况入手,分析隧道在由泥岩向富水粉细砂段施工过程中掌子面的失稳过程.结果表明:隧道掌子面在由泥岩向富水粉细砂段围岩开挖过程中,掌子面的挤出位移和塑性区体积都将发生突变;由于富水粉细砂围岩强度较低、抗扰动能力较弱,在隧道掘进至富水粉细砂段围岩前,掌子面失稳就可能发生;结合各种加固措施及富水粉细砂围岩的特点,提出相应的围岩预加固对策.
隧道内轮廓不仅影响隧道的空间利用率和经济性,同时也对隧道的稳定性和安全性有较大影响,合理的内轮廓扁平率可最大限度地满足结构安全性和隧道经济性的要求,所以找到合适的内轮廓形式至关重要.依托拟建龙门山高地应力隧道,设计六种两车道内轮廓形式和四种三车道内轮廓形式,进行位移和应力分析;对不同的内轮廓形式,分别采用强度应力比、应力强度比、弹性应变能及综合弹性应变能四种岩爆判据进行岩爆倾向性分析.结果显示:扁平率为0.85下的内轮廓形式为两车道的合理内轮廓形式,扁平率为0.65下的内轮廓形式为三车道的合理内轮廓形式.综合弹性应变能对比于其他三种岩爆判据,能够准确判断出一个隧道横断面下,各个位置发生岩爆程度的大小关系.
为弄清钻孔灌注桩加固砂质斜坡路堑桩板结构受力及变形特性,以西部山区风积沙地貌某铁路采用钻孔灌注桩和植筋挡土板加固斜坡路堑工点为例,基于现场监测、理论计算和数值分析,以9组桩间距和4组桩径为变量,分析结构受力及变形特性.研究发现:在不同桩间距和桩径下,得出钻孔灌注桩沿桩身弯矩、剪力、挠曲线和桩板连接钢筋轴力的变化规律,稍密细砂和中密细砂分层处桩身需加强,中部连接钢筋需加强;桩径为0.5m或桩间距达4倍桩径时均无法起到良好支护作用.
以某在建地铁线北侧斜坡坡体为研究对象,通过室内振动台试验,研究地震作用下均质粉土边坡及基覆型粉土边坡两种类型边坡的失稳发展过程、失稳模式及动力响应,并与砂土边坡进行对比,探究其失稳机理.结果表明:坡角越大,边坡失稳时的峰值加速度越小,边坡越容易失稳;坡角相同时,在地震作用下基覆型边坡更容易失稳;相较于粉土,砂土边坡强度较小,在地震作用下容易发生突发性溃滑.通过ABAQUS数值模拟发现,坡角为60.的均质粉土边坡在0.7g强震作用下,内部产生拉-剪循环内力,加速坡体裂隙开展并逐渐连通,坡体被分隔为多个区域,最后失稳破坏.在动力响应方面,两种类型边坡均表现出沿高程逐渐增大的现象.
开展固结排水剪切试验和场发射扫描电子显微镜试验研究不同沉积角度软土的宏观微观特性,并基于图像处理技术和分维理论研究初始各向异性对软土的力学特性影响的微观机理.结果表明:与不同沉积角度试样的峰值强度及初始切线模量为各向异性的,其中与沉积呈0.方向的强度和模量最高,颗粒及孔隙的形状分维数最大.形状分维数随着角度的升高而降低,复杂度随之减小,黏附力降低,以致土的强度也随之降低.孔隙定向角分布具有各向异性,初始各向异性会影响剪切作用下颗粒的重定向分布.
为评价危岩落石对山区铁路工程的风险,提出基于模糊综合评判和三维运动仿真的危岩落石风险评价方法.以新寨隧道进口工程为研究对象,通过人工调绘、无人机遥感、室内外试验等获取基础数据;建立危岩落石稳定性评价指标体系及辨识标准,基于模糊综合评判模型确定了危岩落石发育区稳定性等级;基于真实三维地形模型,采用三维运动仿真分析了代表性危岩落石失稳后对铁路工程的不利后果;综合判定了新寨隧道进口工程危岩落石风险等级.结果表明:新寨隧道进口危岩落石稳定等级为Ⅳ级不稳定,风险事故不利后果等级为4级特大;综合判定危岩落石风险等级为Ⅳ级极高风险,严重威胁铁路工程建设和运营安全.
针对现有预应力锚索抗滑桩使用空间受限的情况,提出一种大角度斜拉桩,结合Winker弹性地基梁理论和弹性支座法,为其建立力学计算模型.用桩锚变形协调条件,推导锚索拉力计算公式,并将抗滑桩从滑面处分为上、下两部分,滑面以上部分按结构力学方法计算,滑面以下部分按Winker弹性地基梁法计算.通过Matlab编程实现锚索拉力、桩身内力及位移计算结果输出.采用OptumG2软件建立数值模型对理论模型进行验证,结果表明:计算方法能准确反映桩顶大角度斜拉桩的受力、变形特点,计算结果的精确程度取决于地基系数选取的合理性与准确性.最后,以重庆某基坑边坡工程为例,与普通抗滑桩进行对比分析,计算结果表明:大角度斜拉桩受力模式更加合理,大角度斜拉锚索可有效减小桩身弯矩、剪力、位移等,进而减小桩身截面尺寸、配筋和嵌固段长度.
为拓宽硅藻土改性沥青的应用范围,制备3.0％、6.0％、9.0％、12.0％、15.0％质量分数的硅藻土改性沥青,通过沥青胶结料常规性能试验确定了硅藻土的最佳掺量;以间断级配为载体,通过外掺法在硅藻土改性沥青混合料中添加外掺剂,基于正交试验得到了硅藻土改性沥青混合料的成型工艺,并开展路用性能检测.研究结果表明:硅藻土掺量为9.0％时,可使针入度、软化点、10℃延度等综合性能最优;硅藻土改性沥青混合料的最佳成型工艺为油石比6.0％,外掺剂掺量为1.0‰,成型温度为180 ℃,焖料的时间为30分钟,稳定性提升7.3％,黏结性能提升23.5％.
基于废胎胶粉复合改性沥青胶结料和混合料性能试验,优化得到最佳的干拌废胎胶粉与SBS掺量,并铺筑干拌废胎胶粉复合SBS改性沥青混凝土路面试验段.结果表明:干拌废胎胶粉复合SBS改性沥青混合料,具有优异的高低温性能、抗剪切性能与抗疲劳性能,推荐使用2.5％SBS+15.0％、20.0％干拌废胎胶粉和3.5％SBS+10.0％、15.0％干拌废胎胶粉复配方案.试验应用中3.5％SBS+15.0％干拌废胎胶粉复合改性沥青混凝土的综合路用性能优良,具有推广应用价值.
为解决玉京山铁路隧道施工中揭示的巨型暗河溶洞体量大、洞壁稳定性差、底部基础薄弱,落石危险时有发生的诸多难题,降低施工风险,满足隧道结构安全和基础稳定性要求,在综合考虑技术可行性、施工运营安全性等方面的基础上,经方案比选,提出了"小范围新增泄水洞、连续梁+分层回填+洞壁防护"的综合处治方案.通过施工过程中对隧道结构变形、土体沉降监测,表明上述处治方案有效,提高了巨型暗河溶洞的整体稳定性,解决了岩溶大厅线路跨越的问题.
某海外铁路项目特长盾构隧道掘进过程中,隧道围岩发生严重坍塌,出现卡机事故.综合前期勘察设计阶段勘察成果、补充进行的航空大地电磁测绘及高密度电法勘探,并结合隧道开挖揭示、超前预报及实验室试验分析,得出结论:围岩坍塌段系断层带,明确了导致隧道围岩塌方的主要原因,为塌方处治治理方案及后续安全掘进方案的设计、施工、决策提供了有力支持,可作为类似情况工程地质分析研究的参考案例.
为准确评价改性沥青的高温性能,通过常规性能试验和动态剪切流变试验测试复合SBS改性沥青、胶粉改性沥青、SBS改性沥青的当量软化点、车辙因子、等效黏度等高温性能指标,同时分析老化对改性沥青各高温性能指标的影响.研究表明:G*/(sinδ)9对相位角敏感程度较高,相比于G*/sinδ,其更适合评价和表征改性沥青的高温性能.G*/(sinδ)9的临界温度T明显高于G*/sinδ,而G*/sinδ的T值不宜用来计算表征改性沥青的高温性能分级.η'=sinδ-4.8628G*/ω与抗车辙因子G*/(sinδ)9的相关性最好,相关系数均在0.9以上,更适合作为改性沥青的高温性能评价指标.复合SBS改性沥青高温性能最优,胶粉和SBS改性剂复合改性相比于胶粉或SBS改性能够有效提高沥青的黏度和弹性.
基坑开挖必然会改变土体的原始应力场和位移场,从而进一步引起邻近地基土体内部产生附加内力和变形,这在软土地区表现得更为明显.软土具有强流塑性和高回弹性,该类地质条件下基坑工程施工难度大、安全隐患多且施工工期长.因此,在软土地区对基坑进行详细监测保证基坑工程安全顺利实施非常重要.以广州南沙地块项目深基坑开挖为例,对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面且系统的监测,对监测结果进行详细讨论,研究结果可为类似地层条件基坑支护结构设计提供经验借鉴.
以贵州德余高速公路某岩溶强发育路段为研究背景,从岩溶处治、工程经济、占地、质量和安全、景观和生态环境等方面进行综合分析比选.结果表明:两个比选方案中高路堤方案总造价略优,桥梁方案桩基岩溶勘察难度小,处治施工难度小,工程质量和安全度高,运营期工程风险小,且占地大幅减少,对生态环境影响较小.岩溶强发育条件下,以桥代路不失为一种"安全、经济、环保"的选择.
