不同顶管组合方式的管幕冻结温度场模型试验   总被引：1，自引：1，他引：0  

段寅  荣传新  程桦  蔡海兵  解德柱  丁杨龙 《冰川冻土》2020,42(2):479-490

拱北隧道作为港珠澳大桥珠海连接线的关键性工程， 在国内外首次成功运用了管幕冻结技术。以此为背景， 为更加全面地掌握饱和软土地层中管幕冻结温度场的分布特点， 开展了不同顶管组合方式下的管幕冻结温度场模型试验研究。试验结果表明： 各测点温度曲线在积极冻结期前4 h急剧下降， 随后逐渐减缓， 降至砂土冰点后趋于平稳， 三种布管方式均满足冻结设计要求； 冻结管中低温盐水提供的冷量首先传递给顶管管壁， 再以“面”的形式均匀地传递给周围土体； 积极冻结21 h后， 采用四根空顶管组合的C区冻结壁竖向范围最大， 空管管壁正上方冻结壁平均厚度约为105 mm， 在满足管幕刚度设计要求的前提下， 可采此布管方式以达到快速形成冻结帷幕的目的。限位管开启后的4 h内， 实顶管中线垂直距离100 mm范围内测点温度曲线虽有明显回升但仍维持在冻土冰点以下， 超出此范围后温度变化影响逐渐减弱， 且顶管间冻结壁稳定存在， 表明限位管在满足管间有效封水的条件下， 能在一定范围内起到定向限制地层冻胀的作用。优化后的双圆形冻结管在满足冻结设计要求的同时， 更加便于安装且经济环保。  相似文献   

开挖前降水引发基坑变形机制模型试验研究     

曾超峰  薛秀丽  宋伟炜  李淼坤  白宁 《岩土力学》2020,41(9):2963-2972

现有基坑相关研究主要关注土方开挖过程引起的变形，认为围护结构变形起点是土方第1次开挖。然而，一些工程实测表明，基坑开挖前降水阶段即可引起围护结构及周边地层发生厘米级的变形。显然，未考虑开挖前变形的基坑监测数据将低估基坑施工的环境效应。为了研究基坑开挖前降水引发基坑变形的机制，开展了室内模型试验，对基坑开挖前降水过程进行了缩尺精细化模拟。通过微型降水井的设置与调控，模型试验真实再现了实际基坑降水过程中井流效应对围护结构受力变形的影响。试验过程中发现，随着降水的进行，坑外降水漏斗不断扩展，围护结构悬臂式侧移及坑外拱肩式地面沉降也随之产生。另外，降水导致墙前水压力明显减小，并诱发墙前侧向总压力重分布（以减小为主），围护结构为此发生指向坑内的悬臂式运动以寻求新的受力平衡，并通过墙后土体损失诱发坑外地层变形。  相似文献   

筒型桩靴在饱和砂土中的贯入阻力研究          下载免费PDF全文

吴曲楠  刘润  张海洋  王宇飞 《地震工程学报》2018,40(6):1183-1190

桩靴贯入阻力的准确预测是自升式钻井平台安全作业的前提。通过小比尺模型试验,研究饱和砂土中桩靴贯入速度对筒型桩靴插桩性能的影响,并基于地基承载力理论提出筒型桩靴贯入阻力的计算方法,进而采用CEL有限元方法模拟筒型桩靴的贯入过程,并与试验结果进行比较。研究发现:当模型试验中桩靴贯入速度在0.1～0.3mm/s时,桩靴的贯入可看作是准静态过程,此时贯入阻力变化不大,采用基于地基承载力理论中的Hansen公式和Vesic公式可较为准确地计算出对应某一深度的贯入阻力;CEL有限元方法可有效模拟筒型桩靴的贯入过程,当桩靴的贯入速度为0.1～0.3mm/s时,数值模拟结果与试验结果吻合较好。  相似文献   

高地应力V级围岩相似材料研制及岩体开挖卸载模型试验分析          下载免费PDF全文

方智淳  朱正国  王仁远  刘柳 《地震工程学报》2020,42(2):505-511

以黄土、砂为骨料,石膏、水泥为胶结材料,水为调节剂,以正交试验方法配制出V级围岩相似材料,该材料能够很好的模拟隧道Ⅴ级软弱围岩。在此基础上,以钢筒模型试验为媒介,通过千斤顶配合反力架加载,观察不同材料配比下的试验组应力变化斜率、自稳时间、应变大小等方面的差异,结合加载完成后模型开口处岩体变化情况,探索高地应力下Ⅴ级围岩开挖卸载效应。试验结果表明:虽然相似材料会因配比不同改变物理力学性质,但主要是对弹性模量的影响较大;在增大垂直压力作用下,试验中材料自稳时间变长,应力释放也较为彻底,但整体趋势放缓。  相似文献   

废弃泥浆底部真空−上部堆载预压模型试验研究     

詹良通  张斌  郭晓刚  江文豪 《岩土力学》2020,41(10):3245-3254

针对工程泥浆回填废弃矿坑处置的安全问题，开展底部真空和上部堆载预压处理废弃工程泥浆的模型试验，探讨该技术在废弃矿坑回填处置工程应用的可行性。试验结果表明，底部真空和上部堆载预压使得泥浆含水率显著降低及泥土的强度明显提高，处理一个月后，含水率从初始450%降低至95%～105%，体积减量达到73.4%；不排水强度由初始为0的状态提高至9.8～13.4 kPa。在初始的静置阶段，泥浆颗粒沉积存在重力分异现象，粗颗粒在底部沉积有助于缓解真空预压过程中淤堵问题。底部真空作用下，泥浆中孔隙水渗流方向并非完全一维向下，在径向存在水力梯度。处理后泥土压缩性与软土相近，渗透性优于软土。基于试验结果和大应变固结理论，考虑泥浆的自重固结以及压缩性与渗透性的非线性变化，利用有限差分法分析了单次回填厚度对泥浆层固结时间和减量效果的影响，提出了现场实施的工艺参数建议。  相似文献   

基于模型试验的富水砂层新意法变形控制研究     

刘涛  孙文景  龚旭东  杨忠年  张瑾 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2020,50(10)

为了研究富水砂层中新意法施工的变形控制,本文以青岛地铁3号线保河区间隧道为研究对象,采用自行设计的模型试验,通过对孔隙水、土压力、核心土变形与地表变形的监测,开展新意法在富水砂层中隧道开挖中的变形机理研究。试验中进行了对新意法施工过程的模拟,以循环进尺4 cm进行开挖。结果表明,在全支护条件下的第1～2循环,新意法对围岩及地表变形有很好的控制作用,但由于巨大的水压力,加固薄弱处可能出现管涌现象;在极限破坏状态试验中,水压的加大及钢拱架、喷层的缺失导致在第6循环开挖时,隧道于小导管注浆加固尾端发生了小规模土体塌落;当水压力达到一定程度时,砂层发生瞬时坍塌。表明新意法适用于富水砂层隧道的施工,在施工过程中,应注重加固效果和旋喷桩间的搭接,且在拱脚部位也应具有一定厚度的加固体;富水条件下砂土性质非常不稳定,砂土从变形较小到大变形几乎是瞬间发生的。  相似文献   

双向地震作用下锯末混合土场地动力特性分析          下载免费PDF全文

陈红娟  李小军  闫维明  陈适才  张学明 《地震工程学报》2019,41(4):1017-1025

在北京工业大学振动台台阵系统上开展了一系列锯末混合土地基自由场振动台模型试验,试验中模型箱采用装配式连续体刚性模型箱,试验中输入地震动时程采用El Centro地震动记录、Taft地震动记录和天津地震动记录,地震动输入方向分为水平单向和水平双向。文中,重点考察了双向地震动输入下锯末混合土模型场地的动力特性及其变化规律,主要指标包括模型场地地震动反应的峰值加速度及其动力放大系数、加速度时程及其傅氏谱。试验结果表明:随着输入地震动强度的增大,同一测点反应的峰值加速度总体上在增大,而其加速度动力放大系数总体上呈现减小的趋势,反应的频谱组成从较高频率向较低频率移动;双向地震作用下锯末混合土模型场地的动力变化规律与单向地震作用下较为一致。  相似文献   

上浮极限状态下饱和土的浮力模型试验和理论分析          下载免费PDF全文

荣雪宁  徐日庆  冯苏阳  朱亦弘  伍璇 《水文地质工程地质》2019,(4):90-96

饱和黏土中的长期浮力是否需要折减是一个具有争议的问题。为研究饱和黏土中的长期浮力是否小于相同水头高度下的静水压力，通过地基上浮失稳的模型试验，实测了上浮极限状态下（即有效应力约等于0时）饱和砂土和黏土中的浮力折减系数。实验装置由模型槽、土样、凡士林、浮筒、配重及压重设施组成，通过浮筒上浮瞬间的受力平衡得到失稳时的实际上浮力。实验测得饱和砂土中的浮力折减系数为1，饱和高岭土和饱和蒙脱石中的浮力折减系数分别为0.973±0.024和0.959±0.016。试验结果表明上浮极限状态下，饱和土中的浮力与纯水中的浮力差别很小。即便在高塑性黏土中，模型基础失稳时受到的上浮力与纯水中的浮力相比，仅折减了不到5%。基于饱和土有效应力原理的分析表明，上浮极限状态下的浮力折减系数与土样固结前的Skempton B值互为倒数。大量实测数据并未发现饱和黏土的Skempton B值明显大于1，故饱和黏土的浮力折减系数也不可能显著小于1。本文模型试验和理论分析表明，在地基抗浮承载力验算时，饱和黏土中的长期浮力不宜进行显著折减。  相似文献   

离心模型试验中微型土压力盒土压力测定   总被引：1，自引：0，他引：1  

梁波  厉彦君  凌学鹏  赵宁雨  张青松 《岩土力学》2019,40(2):818-826

土压力作为离心模型试验中重要的测试参数，受土压力盒的性能、离心机数据采集系统稳定性及外部环境等诸多因素的影响，准确地测量土压力较为困难。土压力盒作为土压力测试元件，其性能对土压力测量准确性有直接影响。为获得较为准确的土压力测试数据，结合离心机数据采集系统，选择两种常见的电阻应变式土压力盒。通过标定试验得出两种土压力盒砂标系数均小于出厂标定系数，Ⅰ型偏小64.75%，Ⅱ型偏小18.77%，Ⅱ型土压力盒与出厂数据的重合度比Ⅰ型好；在研究墙高10～30 m类扶壁式挡墙侧向土压力分布的离心模型试验中，与Ⅱ型土压力盒相比，Ⅰ型存在按出厂系数测得数据失真、灵敏度低和稳定性差的缺点。标定试验和离心试验结果表明，接入自行组建的数据采集系统的Ⅱ型土压力盒比接入静态应变数据采集系统的Ⅰ型土压力盒性能更佳。  相似文献   

离心模型试验与数值模拟相结合研究采空边坡渐进破坏特性   总被引：1，自引：0，他引：1  

李世俊  马昌慧  刘应明  韩玉珍  张彬  张嘎 《岩土力学》2019,(4)

以贵州六盘水地区煤层开采为工程背景,采用离心模型试验与数值模拟相结合的方法研究了采空条件下边坡的渐进破坏过程及破坏模式。基于离心模型试验得到了开采过程中边坡的位移场,并采用FLAC~(3D)对离心模型试验过程进行了数值模拟,数值与试验结果得出的边坡位移时程曲线吻合程度较高,塑性区分布与试验点对分析得到的滑裂面破坏过程与路径基本一致。通过对比、融合离心模型试验观测与数值模拟结果,表明贯通坡脚与采空区的滑裂面由下向上形成,且总体发生剪切错动破坏,贯通坡肩与采空区的滑裂面由上至下发生复杂的破坏过程,初始阶段滑裂面发生张拉破坏,中间阶段同时发生张拉与剪切破坏,末尾阶段发生剧烈的剪切滑移破坏。  相似文献