【摘 要】
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为了研究融化和冻结状态下土及结构/土界面的剪切力学特性,采用直剪试验的方法,对不同温度条件下土以及不同温度、含水率条件下混凝土/土界面开展试验研究.基于试验结果,分析在上拔荷载作用下桩?土界面的破坏机理,并探讨不同规范中切向冻胀力取值问题.研究结果表明:融化状态下土及混凝土/土界面剪切应力曲线为应变硬化型,冻结状态下为应变软化型;无论是在融化还是冻结状态下,土的抗剪强度均比混凝土/土界面的抗剪强度大.融化状态下混凝土/土界面的黏聚力随含水率增大而增大,内摩擦角随含水率增大而减小;在冻结状态下,温度每降低1
【机 构】
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中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,甘肃兰州,730000;中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西西安,710065;中国科学院大学,北京,100049;中国电建集团西北勘测
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为了研究融化和冻结状态下土及结构/土界面的剪切力学特性,采用直剪试验的方法,对不同温度条件下土以及不同温度、含水率条件下混凝土/土界面开展试验研究.基于试验结果,分析在上拔荷载作用下桩?土界面的破坏机理,并探讨不同规范中切向冻胀力取值问题.研究结果表明:融化状态下土及混凝土/土界面剪切应力曲线为应变硬化型,冻结状态下为应变软化型;无论是在融化还是冻结状态下,土的抗剪强度均比混凝土/土界面的抗剪强度大.融化状态下混凝土/土界面的黏聚力随含水率增大而增大,内摩擦角随含水率增大而减小;在冻结状态下,温度每降低1℃,黏聚力增大33.26～129.28 kPa(含水率从15％增至35％),含水率每增加1％,黏聚力增大7.61～25.90 kPa(温度从?1℃降至?5℃).
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针对坚硬顶板薄煤层保护层工作面开采后上覆岩层破断机理及控制问题,以九龙矿15445野青灰岩工作面为研究对象,通过现场调研、理论分析、相似模拟和数值模拟试验,分析该煤层顶板结构以及顶板沉降运移规律,并对顶板岩层破断机制和开采中应力变化进行了研究.研究结果表明:15445保护层工作面开采后覆岩垮落带和裂隙带最大发育高度分别为25.67 m和32.24 m;采空区侧及上覆被保护煤层下部存在细微裂隙发育;设计的预裂爆破炮眼可对野青灰岩顶板实施定向切顶卸压,工作面每推进10 m即停产实施顶板预裂爆破,并优化保护层顶
为研究地表变坡下浅埋偏压隧道围岩压力计算方法,采用极限平衡法求解隧道深、浅埋侧滑动阻力及水平侧压力系数,进而建立围岩压力计算公式.首先与规范公式计算结果进行对比,再通过算例分析变坡段坡度对浅埋侧滑动阻力及水平侧压力系数的影响规律,最后通过现场实测数据对所推公式计算结果进行对比分析与验证.研究结果表明:由于变坡段的存在,有变坡深埋侧围岩的垂直压力比无变坡的垂直压力小,水平压力保持不变;有变坡浅埋侧围岩的垂直压力比无变坡的垂直压力大,水平压力比无变坡的小,表明变坡段的存在对隧道浅埋侧围岩压力的影响较大.对比围
为准确识别板式无砟轨道层间脱空损伤,利用有限元软件ANSYS/LS?DYNA建立含砂浆损伤的车辆?板式无砟轨道耦合动力学模型,提取基于振动响应的损伤特征指标,并利用主成分分析法对其进行降维处理,将获得的脱空样本输入基于粒子群优化算法?支持向量机(PSO?SVM)搭建的脱空识别模型进行损伤识别.研究结果表明:从时域、频域及时?频域角度对振动信号提取的26个特征指标,可较全面地反映振动信号中隐含的损伤信息;利用主成分分析法可在尽可能保留原始损伤信息的基础上,有效降低损伤特征指标的维度,提高损伤识别效率;采用本
基于半无限饱和土初值解,考虑挤土效应的刀盘附加推力、浆液蔓延与土体软化的盾壳摩擦力、浆液自重与环向不均匀分布的注浆压力以及浆液填充盾尾间隙的土体损失率等因素,对现有饱和土盾构施工引起的土体变形计算公式进行修正,建立盾构施工参数修正力学模型,并结合典型的饱和黏土工程案例进行验证分析.研究结果表明:修正后的饱和土盾构施工引起土体变形解与MINDLIN解、现有饱和土解相比,其结果和实测曲线更接近,可以较为准确地反映盾构掘进过程中纵、横向地表变形的特点;盾构施工参数对地表变形的影响具有滞后性,且土体损失引起的扰动
借助离散元软件,对多漏斗放矿过程中矿石散体介质体系内部力链数量、长度、强度、方向等演化特征进行量化研究.研究结果表明:在多漏斗放矿过程中,力链数量总体上呈指数形式减少,且不同放矿节点条件下力链长度的概率分布也均呈指数形式减少;力链强度波动范围较大,总体上随放矿次数增加而呈指数形式减少.不同放矿节点条件下力链强度的概率分布规律具有一致性,即先呈指数形式上升,后呈指数形式下降.在放矿前中期,散体介质体系内部力链分布主方向角θn始终保持在90°左右,各向异性程度表征参数βn逐渐增大,表现出明显的各向异性;在放矿
为探索离子型稀土尾矿堆的降雨入渗规律及破坏形式,对坡角分别为30°,45°和60°的稀土尾矿堆模型施加3种不同类型降雨,监测坡体内部孔隙的水压力和含水率变化,结合稀土尾矿堆坡面破坏的时空分布特征,研究降雨入渗规律及破坏模式.研究结果表明:在相同坡角、不同降雨类型条件下,稀土尾矿堆破坏模式均从底部开始由浅层破坏逐步演变为坍塌破坏;降雨强度对尾矿堆的破坏影响显著,降雨强度越大,稀土尾矿堆越易发生失稳破坏;坡角越大,降雨入渗速度越快,稀土尾矿堆越不稳定,此时,破坏模式不仅表现为浅层破坏和坍塌破坏,还伴有滑动破坏
为研究粉土密实度对斜坡动力响应特性的影响,设计密实度为稍密和中密的2组斜坡模型,开展相似比为1?15的不同密实度斜坡的大型振动台试验.通过输入不同地震强度和波形的地震波,对比2组斜坡的自振频率、加速度响应、频谱特性、动位移分析和剪应力?剪应变曲线.研究结果表明:粉土密实度对斜坡的动力响应特性有重要影响.2组斜坡的自振频率变化率均随加载序列增加而上升,但中密斜坡的自振频率变化率的上升幅度比稍密斜坡的自振频率变化率的上升幅度小;2组斜坡的加速度放大系数和傅里叶谱幅值随坡高的变化规律有所差异,但中密斜坡的加速度
针对大倾角煤岩层巷道围岩局部应力集中导致普通断面形状和支护方案难以控制围岩稳定的问题,本文以新汶矿区某矿6196疏水巷为工程背景,通过理论分析、数值模拟、工程实践等方法研究深部大倾角煤岩层巷道围岩应力分布特征和层间剪切滑移变形机制;综合考虑半圆拱形断面承载能力强、应力集中程度低和斜顶梯形两帮受力合理的优点,设计偏心圆弧拱形断面,提出非对称耦合支护方案,并通过工程实践验证其有效性.研究结果表明:大倾角煤岩层巷道上覆岩层的重力作用使巷道帮角部位发生剪切滑移变形,在巷道2个对角处产生应力集中而在另外2个对角处产
基于转动和错台协同的管片环变形模型,考虑有抗浮锚杆作用时的土体抗力效应,提出抗浮锚杆土体抗力系数km和一侧计算衬砌数N1,推导出基坑开挖下带有抗浮锚杆盾构隧道的隆起变形与环间转角和错台变形量的计算公式.研究结果表明:本文计算方法所得隧道隆起变形结果与数值模拟结果吻合较好,满足计算精度要求;km与N1变化对计算结果产生影响,盾构隧道的隆起变形、环间转角、环间错台量和剪切力数值均会随参数km和N1增大而减小,证明可以通过改变km与N1的取值对不同工况进行计算,可对实际施工起到预测作用.