侧向荷载作用下公路隧道衬砌损伤演化分析

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为了研究侧向荷栽作用下隧道衬砌的损伤演化机制,采用1∶10相似模型试验分析了隧道结构在侧向荷载下的受力变形特征、破坏形式和损伤过程,基于试验结果利用数值计算反演分析了衬砌结构刚度衰减规律.研究表明:侧向荷载下隧道受力变形过程分为4个阶段:弹性受力阶段、拱腰开裂阶段、保护层局部破碎剥离阶段、结构软化破坏阶段;结构破坏模式表现为拱肩位置的斜剪破坏,关键部位破坏顺序为“拱腰开裂—拱肩脆性剪坏—拱腰延性破坏”,破坏时形成三铰拱可变体系.衬砌结构刚度在拱腰开裂后快速衰减,结构丧失承载力时刚度衰减幅度为84%;考虑隧道安全性评价,以结构技术状况评定值为界,结构在无破损、轻微破损、中等破损、严重破损、危险状态下的刚度折减系数分别为0.95、0.57、0.33、0.21、0.16.
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深部黏土地层是深部岩土工程中的常见土层,然而目前对其力学性质的认识尚落后于工程实践.首先通过与浅部硬黏土、浅部非硬质黏土等工程概念的对比分析,表明深部黏土具有独特的土力学内涵,即处于高压工况的饱和正常高压固结硬黏土,同时指出了无论是非硬质正常固结黏土或者是硬质的严重超固结黏土,其相关理论并不适合于少量已获得的正常高压固结硬黏土的力学性质;其次介绍了系统开展正常高压固结黏土力学试验的技术瓶颈在于高压固结阶段的严重耗时特点,分析了将高压固结阶段与后续剪切阶段分开进行的必要性;最后介绍了用于批量制备高压固结黏土
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以锚拉地连墙为支护形式的基坑工程项目为背景,研究了锚固段穿越富水砂加卵石双地层条件下预应力锚索的锚固性能、传力机理、设计计算及优化方法.首先,通过锚索现场拉拔试验发现富水砂加卵石双地层可以提供较好的锚固力,成孔和注浆工效良好.然后,通过调整FLAC3D中的cable单元的浆体粘结力参数逼近现场试验结果,得到锚固段与砂层与卵石层间的极限粘结强度建议值分别为30 kPa和200 kPa;与锚索传力机理理论解析方法相比,FLAC3D中cable单元包含12项参数,可以更加全面地考虑多项影响因素,而且可以反映剪应
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复合式衬砌一般由初期支护和二次衬砌共同组成,二者相互作用关系是隧道工程中的研究热点,本文通过对43座隧道79个监测断面初支与二衬接触压力的统计分析,探讨了接触压力的总体分布特征及其与围岩等级、隧道埋深、跨度等因素的关系,研究了二衬荷载分担比在洞周的分布规律,讨论了接触压力随时间的变化规律及其空间分布特征.结果 表明:初支与二衬接触压力值分布在10~200 kPa之间;接触压力及其离散程度随隧道埋深增大而增大,Ⅴ级围岩增大趋势比Ⅳ级围岩更明显;二衬荷载分担比集中在0~20%范围内;接触压力有明显的时间效应,
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