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[硕士论文] 张旭晨
水利工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:位于四川盆地的川东地区广泛分布着灰岩,后期由于地壳抬升、河流下切强烈,地势差异明显,形成陡高边坡即陡崖。该地区陡崖上发育大量的危岩,易形成崩塌,是库区常见的的地质灾害,严重影响人民的生命和财产安全,本文对三峡库区灰岩地区陡高边坡演化机制的研究有助于推动防灾减灾学科与地貌学科的发展,同时对灰岩地区陡崖的防治具有重要的指导意义。本文以三峡库区巫峡望霞陡崖演化为例,运用地貌学、断裂力学分析了该地区陡高边坡的地貌演化过程和演化力学机制,并用FLAC3D软件对巫峡望霞二级陡崖形成、演化及陡崖上的危岩形成演化过程进行数值模拟,可得到如下几个成果:
  (1)望霞陡崖地貌具有阶梯状层状地貌特征,存在两级显著的夷平面,两级陡崖短期内局部后退,较长时间尺度表现为两级陡崖平行后退,新构造运动、长江水系归并重组的过程中对川东的地貌进行了明显的改造,庞大的长江水系的侵蚀作用对川东地区的地貌的发展产生了巨大的影响。向源侵蚀使长江水系归并,下蚀作用切露陡崖不同的岩层,在外力地质作用下加剧陡崖边坡的演化。
  (2)由软、硬岩性组合的的两级陡崖上发育了大量的危岩,由于多因素影响,侧向卸荷、软、硬岩组合及外力地质作用使望霞陡崖上危岩体形成具有三种典型结构面,即水平状原生结构面、顶部坡肩卸荷拉裂面、底部软、硬岩界面的拉裂面,使危岩体具有类砌体结构面特征,其破坏具有塔状压裂座溃破坏、板状倾倒式破坏及塑流-拉裂破坏三种典型破坏模式。
  (3)通过断裂力学基本理论分析了三峡库区灰岩地区危岩断裂破坏的力学机制,提出了危岩稳定性断裂力学判定方法,并以巫山县望霞危岩为例进行了算例分析,认为该判定方法较符合实际。
  (4)采用FLAC3D软件模拟了望霞第二级陡崖的演化过程和望霞危岩体在风化、分步开挖、地下水等3个条件下的变形演化过程,河流下切使陡高边坡侧向卸荷应力重分布,河流下切过程中,河谷边坡临空面周围出现应力分异,主应力迹线在临空面周围有明显偏转,离临空面越近,最大主应力越与其平行,最小主应力则与其正交,开挖过程中临空面周围发生卸荷回弹,回弹量表现为越靠近坡脚值越大,最大值为28mm。望霞危岩变形加剧最重要的原因是开挖作用,同时受到暴雨影响加剧了其失稳破坏。得到的最大位移是0.72622m,最小主应力的最大值由初始的9.3585MPa变为14.898MPa,最大主应力的最大值由初始的3.5095MPa变为4.1306MPa。
  (5)通过模拟分析望霞第二级陡崖和危岩体的形成演化过程,可得到望霞陡高边坡演化过程大致如下:地壳抬升,河流下切地层,望霞陡高边坡侧向卸荷,陡崖形成,侧向卸荷导致边坡应力重分布,呈现坡肩拉应力集中,形成大量陡倾卸荷裂隙结构面,在外力地质作用如风化、地下水及煤矿开挖作用下会加剧裂隙扩张,软弱基座岩体应力集中,在上覆硬岩重压作用下发生向临空面方向的塑流挤出,坡脚岩体垮落,导致上部硬岩座落,发生塑流—拉裂破坏。
[硕士论文] 邵伟峰
水利工程;港口、海岸及近海工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:针对库岸边坡及岩石在库水位大幅涨落下的岩石流变问题,以重庆地区库岸边坡红砂岩为研究对象,考虑库区岩石常遇的库水位大幅涨落,采用室内试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,进行红砂岩的瞬时力学及库水位大幅涨落下的蠕变特性试验研究,基于试验结果,建立考虑变动库水压力的非线性黏弹塑性蠕变模型。利用颗粒流离散元软件PFC3D,开展相应数值模拟工作,主要研究内容及成果如下:
  (1)通过常规压缩试验,分析了不同含水状态(天然、饱和)、不同围压下红砂岩的变形、强度等特征,得到试样的黏聚力与内摩擦角,研究了不同含水状态对试样峰值强度、弹性模量等的影响,揭示了破裂角与围压的关系。
  (2)进行了不同含水状态(天然、饱和)、不同围压及变动库水压力下的蠕变试验,基于试验结果,研究了不同围压、不同应力水平、不同含水状态对红砂岩蠕变变形特性、蠕变速率的影响。对比饱和试样,分析了变动库水压力下红砂岩的瞬时应变、蠕变量、蠕变速率等变化规律,探讨了变动库水压力对蠕变的影响。
  (3)通过研究不同条件下蠕变黏弹性阶段的特征,寻找了变形模量随变动库水压力和时间的非线性表达方程,将此方程引入Kelvin模型,得到改进的非线性广义Kelvin模型;利用指数函数对加速蠕变阶段进行拟合,得到非线性蠕变方程和满足黏滞系数随变动库水压力和时间变化的非线性黏性元件,将此元件引入Bingham模型,得到通过应力触发的非线性Bingham黏塑性模型。将非线性广义Kelvin模型和非线性Bingham模型串联,建立了描述变动库水压力下的红砂岩非线性黏弹塑性蠕变模型。推导了三维本构方程和蠕变方程,并利用Origin进行非线性拟合,效果理想。
  (4)基于三维颗粒流理论,利用颗粒流离散元软件PFC3D,建立了红砂岩细观结构模型,根据室内试验结果及细观力学参数辨识方法,确定了红砂岩常规和蠕变试验的细观力学参数,构建了红砂岩细观力学数值模型。
  (5)基于红砂岩细观力学数值模型,开展了瞬时力学和蠕变力学数值模拟。对比室内试验,分析了变形特征、黏聚力、内摩擦角、起裂强度等方面,探究了红砂岩微观层面的变形破裂演化过程及不同状态下的裂缝分布孕育规律。根据室内试验蠕变-时间曲线,给出了各时间节点红砂岩微观变形破裂演化规律,得到不同变动库水压力下红砂岩加速蠕变特征及破坏时间变化规律,结果表明,不同库水压力下红砂岩加速蠕变破坏时间呈幂指数式下降趋势。
[硕士论文] 张成强
土木工程 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:倾倒变形边坡在中国西南地区普遍存在,虽然坡体在自然状态下已经产生了严重的倾倒变形,且坡表岩体呈碎裂-散体结构,但是边坡依然能保持自身稳定,而库区蓄水后边坡产生变形响应,对于倾倒变形岸坡的稳定性研究具有至关重要指导意义。鉴于此,本文以课题中倾倒变形边坡为依托工程,在野外调查工作和实测资料收集的基础上,利用地质力学和数值分析方法定性和定量的分析边坡应力场特征,然后结合实际调查的边坡岩体结构特征及倾倒变形特征,分析倾倒变形边坡保持稳定的原因,并利用物理模拟试验及数值分析方法研究倾倒边坡在库水作用下产生大变形或破坏的机理及其稳定性。主要研究成果如下:
  (1)总结归纳出了倾倒变形边坡的一般工程地质条件及其分区原则:倾倒变形边坡主要发育于西南地区深切峡谷地带,临空条件好,坡体岩性主要为千枚岩、板岩等软岩或软硬相间互层。倾倒变形岩体多具有弯曲、折断、坠覆、拉张等变形现象。一般可将其分为极强倾倒变形区、强倾倒变形区和弱倾倒变形区。
  (2)倾倒变形岩体具有“倾斜错缝式砌体结构”的特征,该结构使得倾倒变形边坡浅表部倾倒坠覆区岩体具有“错缝式砌体碎裂结构力学-变形效应”和斜坡演化过程导致的“坡角高应力约束效应”而保持自身稳定。而根据岩块接触类型不同,又可分为正压作用型,倾向挤压作用型,反向挤压作用型,并分析了不同接触形式的稳定性计算。
  (3)以苗尾库区倾倒变形边坡为地质原型,结合一般倾倒变形边坡的工程地质特征及坡体结构特征抽象概化出具有倾斜砌体结构的倾倒变形边坡的试验模型,并设计了模型的尺寸及岩层倾角等参数。根据相似量纲分析原理确定了模型试验的相似常数,开展了模型斜坡岩体的选材和配比试验等,通过比较遴选出模型试验的最优相似材料和相应的配合比。选取了铝合金框架模型箱。按照试验所需选取了相应的测量元器件并对试验测点布置进行设计,按照试验目的确定了蓄水方案。
  (4)物理模拟试验结果表明良好的临空条件是倾倒变形边坡产生再变形的必要条件,倾倒体的失稳是由坡脚开始的,并逐渐向坡体上部发展,同时坡体后缘出现张拉裂隙并追踪原有结构面发育,待后缘裂隙与逐渐错动的切层节理连接形成贯通的滑面时,边坡即发生破坏。
  (5)倾倒变形边坡的库水作用主要包括两部分:水力作用和物理软化作用。其中水力作用主要表现在水位抬升后,裂隙中孔隙水压力和坡体内应力的相互耦合作用,使得边坡岩体产生变形和结构改变。倾倒变形边坡在蓄水后产生大变形或破坏的原因是坡脚岩体应力的改变以及水岩流固耦合作用下岩体结构发生改变,使得坡体丧失了保持自身稳定性的两个条件,且其变形模式表现为渐进后退式的逐步小规模滑塌。
[硕士论文] 曹洋
岩土工程 苏州科技学院;苏州科技大学 2018(学位年度)
摘要:苏州作为江南地区比较典型的水网地区,境内分布的大大小小的河道有2万余条,为了保持河道清洁及环境质量,需要定期对河道进行疏浚清淤,由此会产生大量的疏浚淤泥,基于资源有效利用以及环境保护的目的,以疏浚淤泥为原料土对其进行轻量化处理后作为工程用土是一种切实可行的河道淤泥规模化有效利用途径。而作为工程填料土应用时,需要分析河道淤泥气泡混合土地基在荷载作用下的承载性状、破坏模式及承载力指标,以便为工程设计提供依据。本文采取模型试验与数值模拟结合的方法对河道淤泥气泡混合土地基进行探究,并给出适用于河道淤泥气泡混合土地基承载力计算公式。
  首先采用室内模型试验研究气泡掺入量对河道淤泥气泡混合土地基承载力影响及地基破坏模式。使用的原料来源为苏州某河道的疏浚淤泥,采用分级加载的方式,对模型地基进行载荷试验,每种配合情况实施两次并行试验,模拟河道淤泥气泡混合土地基受荷变形直到破坏的全过程,研究结果表明河道淤泥气泡混合土作为地基材料时破坏首先从加载板角尖处开始,而后向地基纵向与横向发展,直至地基破坏,地基破坏主要是以变形为主,呈现局部剪切破坏模式,试验表明地基破坏范围随着气泡掺入量的增加而增大,裂缝宽度逐渐变大,河道淤泥气泡混合土地基的承载力随着气泡掺入量的增加而降低。
  而后采用ABAQUS有限元数值计算软件模拟模型试验,通过模拟得到的p~s曲线以及加载板底部塑性贯通时荷载值与试验得到地基极限荷载值进行比较,说明数值计算模型和选用的Mohr-Coulomb屈服准则的合理性,然后对固化剂掺量和基础埋深对河道淤泥气泡混合土地基承载力的影响进行数值计算,进一步研究河道淤泥气泡混合土地基承载力发挥机理与特征,分析得到河道淤泥气泡混合土地基的极限承载力随着固化剂掺入量的增大而增加,且有基础埋深时,地基的极限承载力会提高。
  最后基于载荷试验得到承载力值及已有地基承载力理论,因为河道淤泥气泡混合土还是属于典型的粘性土范畴,所以假设河道淤泥气泡混合土地基破坏面形成圆弧形滑动面,采用地基发生局部剪切破坏模式情况时需要对地基土强度进行折减处理的原理,推导出适用于河道淤泥气泡混合土地基承载力计算公式,所得结果可为这种混合土的工程应用提供依据。
[硕士论文] 黄瑞平
地质工程 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:拟建班达水电站位于澜沧江上游西藏境内河段,地处青藏高原东南缘,由于强烈的新构造运动而形成的高山峡谷地貌。在河谷谷坡演化过程中,由于地壳间歇性强烈抬升和河流侵蚀、侧蚀下切作用,储存在高强度坚硬的英安岩应变能释放,致使谷坡岩体产生卸荷回弹作用,而卸荷作用产生的卸荷型裂隙可能成为岸坡岩体内的控制性结构面,造成边坡岩体的工程性质复杂多变。通过现场野外地质调查和平硐内裂隙记录分析发现,斜坡浅表层普遍发育卸荷过程中形成的碎裂松动岩体,岩体卸荷强烈,以倾倒变形破坏为主,坡内卸荷裂隙发育,斜坡卸荷深度呈现出随高程的增加而增大,山梁部位的卸荷深度大于山沟等特征。本文以西藏澜沧江班达水电站上坝址右岸坝肩边坡为研究对象,通过对边坡工程地质条件、岩体结构特征、风化卸荷特征等分析,采用物理模拟试验和离散元(UDEC)对河谷下切进行模拟,最后,探讨了影响岩体卸荷发育的因素,进而分析了上坝址右岸边坡岩体卸荷形成机理,对右岸边坡稳定性进行评价。本文的主要研究成果具体如下:
  (1)通过对现场平硐裂隙记录统计分析,将右岸坝肩边坡发育的结构面进行分级,主要分为Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级结构面;基于对平硐裂隙大量的调查资料,总结了右岸坝肩边坡卸荷岩体风化特征,定性地对坝址区岩体风化带进行划分为强风化、弱上风化、弱下风化和微风化~新鲜;采取定性与定量结合的方法,根据主要的量化指标,对岸坡岩体卸荷带进行划分,结果为强卸荷、弱卸荷、未卸荷,同时揭示了坝址区岩体卸荷的空间分布规律;
  (2)查明并分析了边坡岩体结构特征以及边坡岩体质量分级,岩体结构从坡表到深部基本呈散体结构~碎裂(块裂)结构~镶嵌-块状结构~块状-整体结构,岩体质量可分为Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级,并随着高程的增大,各级分布面积也随之扩大;
  (3)基于物理模拟试验对河谷下切进行模拟研究表明,随着河谷下切,边坡应力总体上是减少的,同一高度不同深度减少也有差异,靠近坡表的测点压力变化较大,并在坡表部岩体产生了卸荷破裂裂隙,同时,坡体位移随着监测仪器埋深靠近坡表而逐渐增大的趋势,坡体顶部位移要比底部位移变形更为强烈,与离散元软件UDEC模拟结果对比,两者情况相一致。最后,根据相似理论,对比分析原型与模型的卸荷深度与高程曲线发现,在3000m以上高程斜坡卸荷深度一般随高程的增加而增加,局部受地形因素影响,山脊部位的卸荷深度大于山沟,导致边坡岩体具有独特的卸荷特征及其所伴随的破裂现象主要原因有斜坡坡度与高度、边坡岩性、岩体结构面、岩体结构类型、区域构造应力和河谷演化历史,在内外因素综合作用下,形成了右坝肩边坡岩体特有的卸荷特征;
  (4)通过对右坝肩边坡岩体控制性结构面发育特征进行分析,获得了边坡变形破坏可能失稳模式,基于有限元软件FLAC3D和刚体极限平衡法建立了其典型剖面模型,对上坝址右坝肩自然边坡不同工况(天然、降雨)下稳定性评价分析发现,两者在天然条件下,边坡整体均处于稳定状态。而在降雨条件下,前者在坡项出现微小值拉应力,剪切塑性区在碎裂松动岩体和强卸荷带底界附近富集,仅在碎裂松动岩体处剪切塑性区局部贯通,坡表层碎裂松动岩体的局部滑动,但坡体整体稳定性较好,而后者在极端工况下(地震、暴雨)稳定性系数处于1.0~1.05,较为不稳定,可能产生局部的失稳破坏,对比两者结果,总体上,边坡整体稳定性较好。
[硕士论文] 林冠宇
土木工程 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:在金沙江上游叶巴滩水电站的前期勘察过程中,揭露了一类独特的地质现象,即“深部破裂”或“深部卸荷”现象。该地质现象在一定程度上制约了工程的运营与维护,同时制约了工程建设的发展与创新,导致额外的投资与工期的延长,给水利水电工程带来了巨大的挑战。在对现场实际情况的分析以及河谷演化的规律等综合考虑后,设计了符合坝址区实际工程条件的三轴卸荷试验,该试验符合河谷演化规律,同时对于隧道硐室开挖,深部矿山开采以及高边坡等同样适用。本文通过MTS815岩石力学试验机及PCI-Ⅱ声发射测试系统,对卸围压路径下斜长花岗岩进行声发射试验研究,主要获得以下成果:
  (1)根据岩石失稳破坏过程中的声发射振铃计数、能量计数随时间的变化规律,可将整个声发射过程划分为四个阶段:声发射静默阶段、相对稳定阶段、稳定增长阶段、加速跃迁阶段,划分的四个阶段能够较好的与岩石失稳破坏阶段相对应。同时水能改变岩石整个失稳破坏过程的声发射时间结构,即延长相对稳定阶段时间,降低稳定增长阶段时间。
  (2)基于声发射事件的时序特征,提出一种判别岩石失稳破坏前兆的新方法,即非均匀系数法。岩石整个失稳破坏过程其非均匀系数大体呈现“水平-降低-跃迁”的变化趋势,从一定程度上反应了岩石内部裂纹扩展是一个渐进的过程,在接近破坏时,其非均性出现大幅跃迁逼近2,因此可将非均匀系数达到(接近)2作为判定岩石失稳破坏的一个重要衡量指标。
  (3)基于声发射RA值的变化规律,岩石失稳破坏过程即为剪切裂纹逐渐增加形成宏观破裂面的过程,饱水试样的剪切裂隙在时间上具有滞后性,同时水的作用制约了岩石声发射强度,削弱了岩石抵抗变形的能力,促使花岗岩由脆性向延性过度。
  (4)基于耗散理论探讨了能量加速释放(AER)下声发射能量的变化情况,r值和z值均小于1,说明花岗岩卸围压路径下失稳破坏过程中能量加速释放明显,并基于声发射参数建立了以r值为基础的岩爆判据,为判别岩爆指出了新思路。
  (5)结合声发射参数建立了以岩性条件、声发射参数、围岩条件、水文条件4个为主因素的岩爆综合集成判据。并以叶巴滩为例对所建立综合集成判据进行了论证,验证了该综合集成判据的准确性及适用性。
[硕士论文] 马新建
地质工程 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:三峡库区自蓄水以来,库水位周期性变化,在水位变化过程中坡体渗透性的异同乃是滑坡产生变形的一大重要因素,决定坡体渗透性强弱的因素有很多,诸如物源岩性、物质结构组成等;此外库水位变化过程中也伴随着渗流场的变化,由之而带来地下水滞后、渗透压力等问题,对滑坡稳定性有着相当大的影响。三峡库区涉水滑坡数不胜数,滑坡灾害的预防迫在眉睫,因此对库区滑坡堆积体的渗透特性及渗流规律的研究就显得十分必要,为此我们开展了一系列的室内外试验、数据分析统计、数值模拟等方法以求对库区滑坡渗透特性及渗流规律进行全面的剖析研究,取得主要成果如下:
  1、库区涉水滑坡秭归、巫山、奉节数量最多,达50%以上;滑坡体积类型以大型、中型为主,占样本总数达88%;滑坡岩性以粉砂岩及泥岩为主。库区滑坡体多以渗透性中等和良性为主,奉节、巫溪和忠县的滑坡体多以渗透性中等为主,涪陵、云阳、巫山等县区的滑坡体以良渗透性为主;库区滑坡体饱和渗透系数平均值为2.32m/d,最大值为21m/d,最小值为0.01m/d。经过野外单双环试验发现,渗透曲线分为非饱和和饱和入渗两个阶段。
  2、库区滑坡体巴东平均渗透系数值最大为5.92m/d,单体滑坡最大渗透系数值在涪陵境内为21m/d,最小值在云阳为0.01m/d;各区县单体滑坡最小渗透系数值大部分皆小于1m/d;将库区岩性组合分为四类:灰岩及白云岩组、粉砂岩与泥岩组、泥灰岩组、砂岩组,四类岩性组合中以粉砂岩与泥岩组为主,滑坡个数为247,占滑坡总数的62.37%;库区滑坡坡体物质结构分为以下类:细粒土、土含碎块石、土夹碎块石、碎块石夹土(碎裂岩)、块裂状岩体5类,五种类型滑坡中单体滑坡渗透系数最大值范围为2.5-21m/d,单体滑坡渗透系数最小值的范围为0.01-2.3m/d。
  3、结合野外、室内试验,对库区红层区域滑坡有如下认知:坡体细颗粒含量越多,饱和渗透系数越小;渗透系数与不均匀系数、曲率系数的相关性较弱,与土体碎石含量、初始含水率、孔隙比呈现出较好的线性关系;建立了库区红层区域坡体土细粒土的渗透系数公式:K=4.775-5.515X1+19.405X2-23.628X3
  建立库区红层区域坡体土土石混合物的渗透系数公式:K=2e2d210A/W
  4、通过数值模拟发现,库水位以1m/d、1.2m/d的速率上升,坡体渗透系数越大,库水补给坡体的时间越短,即渗流曲线前端与水平方向的夹角越小,反之则时间越久,夹角越大;渗透系数越小,渗流曲线弯曲度越大,地下水位与库水位持平所需的时间就越久,渗透系数越大,则相反。库水位以1m/d、1.2m/d的速率下降,渗透系数越大,其渗流曲线前端与水平方向的夹角越小,其渗流曲线与库水位持平所需的时间越短,其曲线前端弯曲现象越不明显,渗透系数越小则相反。
  5、库水位以1m/d的速率上升,百换坪滑坡、曹家沱滑坡、卧沙溪滑坡稳定性系数值都是增大到某一点,然后减小,直到稳定为止;渗透系数越大的滑坡体,坡体达到稳定状态所需时间越短;坡体渗透系数越小的滑坡体其稳定性系数值上升的越快且最大值越大,下降的幅度也越大,达到稳态所需的时间越长。库水位以1m/d的速率下降,三个滑坡稳定性系数值都是减小到某一点,然后增大,直到稳定为止;渗透系数越小的滑坡体,其稳定性系数值减小的幅度越大,最小值越小,达到稳态所需时间越长。
  6、渗透系数越大的坡体,实行多阶段间歇性下降相比较持续性下降、不同间歇期下降,更有利于坡体内部地下水的排出,渗透压力的降低,坡体最终稳定性的提高也更加明显。
[硕士论文] 李路
地质工程 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:岩质高边坡问题一直是岩土工程领域的研究热点之一,它涉及的范围广泛,从铁道工程、公路工程、水利水电工程、矿山工程、等诸多工程领域到自然领域如岸坡、山坡等。近年来,随着社会和经济建设在中国的不断发展,工程建设的规模和强度越来越大,并且大型工程建设项目的不断涌现,随之而来的岩石高边坡的稳定性越来越受到人们的关注。研究坡体的风化卸荷特征对评价坡体的结构特征及稳定性有重要意义。查明坝址区岩体结构发育特征并对坝肩边坡稳定性评价预测,对该电站后期施工以及运营保障具有重大意义。
  本文采用现场地质调查为主要手段对坝址区高边坡工程地质特性进行详细调查研究。在此基础上总结边坡可能变形破坏模式,通过试验结合工程类比得到强卸荷岩体参数取值,在定性评价的基础上,采用刚体极限平衡法结合三维数值模拟对上坝址左岸边坡稳定性进行了计算,具体内容及成果如下:
  (1)调查不同结构面发育及分布特征,对结构面进行工程地质分级。统计分析不同级结构面(Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级)参数,得到其优势产状。
  (2)根据钻孔声波测试及平硐地震波测试成果划分风化带,分别划分为弱风化上带、弱分化下带、微新岩体。
  (3)调查平硐内卸荷现象,根据卸荷裂隙的发育特征划分强卸荷、弱卸荷带,以及未卸荷带。总的来看山脊卸荷深度比冲沟部位大,随高程的增加卸荷深度增加。
  (4)调查平硐内结构面发育特征并以此划分平硐内不同岩体结构,主要发育有碎块状结构,碎裂结构,镶嵌~次块状结构,次块~块状结构;根据窗口法求得边坡倾坡外结构面的连通率,得到倾坡外结构面平均连通率为62%;根据波速比划分岩体的完整性划分为完整、较完整、较破碎、破碎。
  (5)根据岩体质量划分标准,划分边坡岩体质量,得出边坡坡表主要修正岩体质量为Ⅳ级、Ⅲ级。岩体质量较好。
  (6)边坡潜在失稳破坏模式主要是沿结构面的组合破坏形式,坝肩边坡局部岩体内主要发育中至陡倾坡外的结构面。强卸荷带以内的岩体卸荷裂隙发育较密集,普遍张开,部分可看到明显的松动或变位错落,岩体多呈整体松弛,发育陡倾坡外的结构面较多,在自然状态或开挖情况下易发生沿着强卸荷底界的失稳滑动;滑移拉裂式破坏机制。另一种是边坡坡向与X型剪节理组合切割坡体成不稳定块体,易于滑塌。
  (7)选取坝肩3个剖面的工程地质剖面图,建立概化模型,在Geo-slope中并选取不同的潜在滑动面对斜坡开展基于刚体极限平衡法的稳定性计算分析。根据岩体结构面发育特征及岩体变形破裂特征,对坝肩边坡进行建模分析。计算结果基本稳定,只有H-H剖面四号滑面暴雨及地震工况稳定性欠佳。
  (8)基于摩尔库伦准则,运用FLAC-3D软件对坝肩边坡的天然工况及开挖工况进行模拟。模拟结果两种工况的边坡基本稳定。
[硕士论文] 李涛
岩土工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:裙式吸力基础作为传统吸力基础的改进,在传统吸力基础上添加“裙结构”。“裙结构”的存在使得吸力基础具有更高的水平承载力和竖向抗拔承载力,可以很好的控制基础周围土体变形,且“裙结构”的存在使得裙式吸力基础具有较好的沉贯性。当前,吸力基础被应用于海上风电和海洋油气平台的建设,吸力基础往往承受上部构筑物的斜向拉拔荷载。本文以室内模型试验为主,结合有限元方法,分析倾斜荷载作用下裙式吸力基础承载力、被动吸力及转动点位置的变化规律。主要研究内容如下:
  (1)探究长径比、加载角度、加载速度对传统吸力基础承载特性(包括基础的破坏模式、基础极限承载力、主桶内吸力)的影响。研究表明:传统吸力基础的破坏形式表现为局部剪切破坏和底部张力破坏;与长径比为1的基础相比,长径比为2的吸力基础在三种荷载角度(30°、45°、60°)作用下基础的极限承载力分别增大3.8倍、3.93倍及4.2倍;长径比的改变影响基础内吸力的大小,进而会影响吸力基础承载力。
  (2)研究倾斜荷载作用下裙式吸力基础的承载特性。探讨基础裙宽、裙高、加载角度、加载速度等因素对倾斜荷载作用下裙式吸力基础承载力的变化,分析主桶内吸力及裙结构内吸力的关系。研究发现:裙式吸力基础的破坏模式与传统吸力基础的破坏模式一致;倾斜荷载作用下裙式吸力基础承载力随着裙宽和裙高的增大而增大;加载速度增大,裙式吸力基础承载力增大,加载速度为2.5mm/s时,裙式吸力基础承载力较加载速度为0.25mm/s时增大26.7%~49.1%,加载速度为5mm/s时基础承载力增大67.9%~82.3%,加载速度为10mm/s时的基础承载力增大105.6%~132.7%;随着荷载作用角度的不断增大,虽然基础承载力减小,但吸力基础桶内吸力增大,吸力的存在主要影响基础的竖向抗拔承载力。
  (3)分析裙式吸力基础转动点的变化规律。当加载点一定时,改变加载角度,传统吸力基础与裙式吸力基础转动点位置基本一致,裙式吸力基础加载点位于桶顶中心处的转动点略高于加载点位于桶顶裙边处的转动点。当加载点位于桶边0.5L处时,基础的转动点位于主桶正下方。当加载点位于桶边L处时,基础转动点位于基础顶部上方。
[硕士论文] 吕腾飞
岩土工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:重力式基础广泛应用于海上风电场的建设,具有结构简单,造价低,抗风浪袭击性能好的特点。针对风电基础受荷特点,借鉴spudcan基础的思想,提出了一种改进的重力式锥形基础。与传统重力式基础相比,锥形基础具有造价低以及提高风电机组稳定性的优点。采用室内模型试验与数值模拟相结合的方法,研究了锥形基础在饱和砂土中的水平承载力特性,取得了如下研究成果:
  (1)通过对饱和砂土中锥形基础开展室内模型试验,分析了基础形式、加载高度和加载级数对基础水平承载力的影响。研究表明:底部为尖端的锥形基础相对于圆形基础和底部为平面的锥形基础有更大的水平承载力及更强的抵抗侧移的能力。基础的水平极限承载力随加载高度的降低而增大,且加载高度越低,底部为尖端的锥形基础承载性能的优越性体现的越明显。加载级数对基础的水平承载力影响较小,加载级数越小,得到的基础极限承载力越精确。
  (2)采用数值模拟的方法研究了基础高径比、竖向荷载和基础埋深对锥形基础水平承载力的影响。得出:当锥形基础质量相同时,高径比为1:5时,基础有最大的水平极限承载力。锥形基础的水平极限承载力随竖向荷载的增大和基础埋深的增加而增大。
  (3)采用数值模拟的方法分析了锥形基础转动点的规律。得出:锥形基础在水平荷载作用下,绕一点发生转动,转动点位置随着荷载发生变化。转动点在加载过程中沿埋深方向向下移动,沿水平方向向加载方向移动。当基础达到极限承载力时,随着基础所施加竖向荷载的增大和基础埋深的增大,基础的转动点沿水平方向向基础中心移动,沿埋深方向向下移动。
  (4)采用数值模拟的方法分析了锥形基础周围土体变形规律。得出:当基础达到极限承载力并且基础埋深等于基础高度时,基础后侧土体无明显变形,基础前侧土体隆起,隆起区域形状近似为椭圆,随基础高径比的减小,基础前侧土体隆起宽度增大;随基础竖向荷载的增大,基础前侧土体沿埋深方向变形范围增大。当基础埋深大于基础高度时,基础后侧土体发生沉陷,前侧土体发生隆起,土体沉陷和隆起的范围均随基础埋深的增加而增大。
[硕士论文] 林佳悦
土木工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:向量式有限元方法是由美国普渡大学丁承先教授提出的以牛顿力学作为控制方程的创新性理论,该理论结合了向量力学和数值计算概念,适用于解决材料非线性,几何非线性,断裂等结构复杂性行为。目前,利用向量式有限元方法进行碰撞分析时,一般采用向量式有限元杆单元理论进行计算,但杆单元主要受轴向力,不承受弯矩,计算结果不够精确。本文利用向量式有限元弹簧碰撞理论,给出了海上风电导管架与过往船只碰撞的数值建模方法,为海上风电导管架基础的防撞设计提供参考。
  本文的主要研究内容有:
  (1)结合向量式有限元梁单元理论和弹簧碰撞方法推导了向量式有限元弹簧碰撞理论公式,并将其应用在梁单元的碰撞中,推广了向量式有限元方法的应用范围,同时也为海上风电导管架基础与船舶的碰撞分析提供理论基础。
  (2)基于向量式有限元弹簧碰撞理论,给出了海上风电导管架-船舶碰撞的数值建模方法,利用MATLAB编译程序,进行数值建模,将结果和ABAQUS计算结果对比,二者曲线吻合,验证了向量式有限元弹簧碰撞理论的可靠性,且该方法计算时间短,计算效率更高,凸显了该方法的优势。
  (3)利用向量式有限元弹簧碰撞理论的数值建模方法,研究了海上风电导管架基础和船舶的碰撞问题,给出了船舶吨位、碰撞速度和碰撞位置对导管架基础力学性能的影响规律。
[硕士论文] 刘书建
土木工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:海上风电作为可再生能源发展的一个重要方向,受到了世界各国的关注。随着全球海上风电场的逐渐增多,基础结构防护的重要性也日益凸显。因此,设计出经济实用的防撞装置并对其进行轻量化设计,对于海上风电机组的安全运行具有极其重要的意义。本文以一种复合材料防撞装置为研究对象,对其进行参数相关性分析和构型优化设计,探寻更合理的构件尺寸,并对优化后的防撞装置耗能情况进行评价分析。
  本文的主要研究内容有:
  (1)根据防撞装置的初始设计尺寸,建立有限元模型,进行拟静力分析,分析防撞装置和桩基础的力学性能。
  (2)对防撞装置进行参数相关性分析,找到防撞装置的关键设计参数。以防撞装置总重量最小和桩基础应力最小为优化目标,对防撞装置进行多目标驱动优化。优化设计后,防撞装置总重量减小了34.36%,桩基础的最大应力减小了30.73%。
  (3)运用显式动力分析软件LS-DYNA,对船舶与优化前后的防撞装置的碰撞全过程进行仿真模拟,对比评价优化前后的防撞装置的耗能能力。优化设计后,桩基础受到的最大撞击力减小了17.46%;防撞装置总耗能提高了9.27%,比耗能提高了66.32%。优化设计后,防撞装置各构件的耗能分配有了明显的变化:单元体1的耗能比重由93.25%降低到65.53%,单元体2的耗能比重由1.05%提高到29.42%,支座的耗能比重由5.70%降低到5.05%。
  本文优化后的防撞装置能够在一定程度上延缓撞击力的增长,并且能够降低最大撞击力。优化设计后的防撞装置耗能能力和比耗能明显提高。
[硕士论文] 杨思远
土木工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:随着海上风电产业与航运业的迅速发展,船舶与海洋工程结构发生碰撞的事故愈发频繁,碰撞事故一旦发生,可能造成人员伤亡,船只沉没,环境污染等问题,因此对海上风电基础进行防撞分析是十分必要的。本文以海上风电单桩基础防护为出发点,提出一种浮式FRP缓冲耗能防撞装置,通过数值模拟的方法,对该防撞装置的耗能性能和耗能机理进行研究。本文主要研究工作如下:
  (1)本文首先归纳了国内外船舶碰撞的研究方法,并分析了现有防撞装置的特点,总结了防撞装置应用于海洋平台可能存在的问题。提出了一种漂浮式FRP缓冲耗能防撞装置。
  (2)对海上风电基础结构的防撞装置进行初步的设计,考虑有无防撞装置两种工况,应用有限元软件ABAQUS进行模拟,对比分析了碰撞过程中的能量消耗、撞击力、碰撞时间、桩基础的应力应变。分析结果表明:设置防撞装置比未设防撞装置的碰撞时间延长了2.36倍,最大撞击力降低了57.5%,说明该防撞装置能有效的保护桩基础。同时对防撞装置的耗能机理和损伤模式进行了深入研究,研究结果表明:防撞装置的耗能主要通过结构的变形和材料失效来实现,材料的基体拉伸破坏是最主要的失效模式。为防撞装置的设计提供一定的理论依据。
  (3)对防撞装置的耗能性能进行参数化分析,考虑了单元体1和单元体2的铺层厚度以及单元体1网格尺寸这三个参数,应用ABAQUS软件进行动力分析,研究这些参数对防撞系统的耗能以及撞击力的影响,计算结果表明,可通过改变参数大小,能提高防撞装置的耗能性能,并降低最大撞击力。同时对船舶的碰撞参数进行了分析,重点考虑了船舶的不同速度,质量对碰撞结果的影响,得出不同情况下防撞单元的耗能规律。
[硕士论文] 潘炜元
工程管理 兰州交通大学 2017(学位年度)
摘要:在如今的信息时代背景下,人们利用计算机技术不断发明创造出各式各样的高新技术,虚拟现实技术(Virtual Reality,即VR)即为其中一种,这种技术目前已经被人们应用到多个领域中,比如建筑工程、医疗、军事、交通、文化教育等。作为一种新颖的综合性信息技术,VR是计算机图形学、通信、仿真等技术结合在一起后形成的,它的主要作用是创造一个能够给与用户交互式的逼真的立体环境,用户利用各种直接的感知交互技术,和该虚拟环境进行对话,从而和谐地融入到虚拟环境中。通过虚拟现实技术创建模型、仿真,不但能够大大降低工程设计的工作量,而且使得这一工作实现了可视化的操作,为用户营造虚拟场景。
  笔者在本课题的研究中,以莲花寺水利枢纽工程项目的水利工程建筑物展开虚拟设计,从而开发出一套高效、有用的虚拟现实系统。本文的研究内容可以概述为:对BIM技术的相关研究成果、特点、实践价值进行说明,通过Revit创建厂房的立体模型,模型完全逼真地“复制”了厂房。将模型提供给3D max完成材质和图片渲染,然后输入到虚拟现实引擎Unity3D里面,使虚拟厂房中的第一人称漫游、厂房设备交互操作成为可能,完成具有良好拓展性的用户交互界面的设计,开发和发布虚拟场景程序。
  本文的研究,为VR技术在水利工程所包含的所有结构体,乃至于各种建筑工程中的应用,开辟了新的思路方向,提供了可借鉴的经验。
[硕士论文] 周福强
岩土工程 青岛理工大学 2017(学位年度)
摘要:近几年来,我国国内尾矿库数量不断增多,其稳定性问题得到政府和社会的广泛关注。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源,它的安全直接关系到下游人民的生命财产安全和库区周边地区的生态环境,它一旦溃坝,造成的危害将会是空前的。在以往的尾矿库溃坝事故中,渗流问题是导致溃坝最主要的原因,渗流安全在尾矿库整体安全中有着十分重要的地位。
  本文以玲南金矿尾矿坝相关资料为研究背景,对其渗流稳定性问题进行了深入研究。首先,简单介绍了尾矿坝的基本分类,并对玲南金矿尾矿坝的工程概况进行了简单叙述;然后针对尾矿坝在渗流场与应力场耦合状态下的稳定性问题,本文提出了一种透明观察与实时监测相互结合的实验技术,即在透明玻璃框架内,以现场尾矿为试验材料,借助渗压计和全站仪等测量仪器,采用仪器测量与观察过程特征两相对比、渗流测量与位移测量同步进行的试验方法,进行尾矿坝室内模拟实验;之后,本文建立该尾矿坝三维实体模型,基于MIDAS/GTS有限元模拟软件研究尾矿坝在不同工况下的渗流稳定性问题;最后鉴于管涌破坏作为尾矿坝渗流破坏的一种主要破坏形式,本文将尾矿坝管涌溃决与情景构建结合,建立尾矿坝管涌破坏情景构建系统,提高事故发生后的应急管理能力。本文的研究成果如下:
  (1)在尾矿坝堆筑过程中,坝体内部浸润线高度的变化速率与尾矿砂的粒径、初期坝的排水能力存在相关关系,尾矿粒径越大且初期坝的排水能力越好,尾矿坝的浸润线变化速率越大。
  (2)尾矿坝室内渗流试验的数据显示:在堆筑尾矿坝子坝过程中,尾矿砂的自然沉积和放矿流速等因素会对已完成子坝产生不可避免的扰动,包括位移、应力等方面的影响。
  (3)尾矿坝室内渗流试验的数据显示:随着库水位的升高及干滩长度的减小,坝体竖向位移与坝内水平位移不断增大,该尾矿坝的渗流稳定性不断降低。
  (4)基于大数据而建立的尾矿坝管涌破坏情景构建系统采用可视化方法具化尾矿坝的破坏问题,对破坏后果进行形象化展示,以优化应对策略,完善预案,强化准备。
[硕士论文] 谭新昱
水利工程 长沙理工大学 2017(学位年度)
摘要:随着社会经济不断的发展和进步,在软基中建造的建筑物也越来越多而复杂,很多实用的地基处理技术也被人们研究出来。而水下挤密砂桩是一种应用广泛且效果较好的地基处理方法,它同时拥有置换与排水作用,对于本工程的软土地基处理是非常适用的。本文以如意岛工程为研究背景,针对如意岛北侧护岸软基处理开展现场监测,并基于ANSYS,建立了护岸软基的数值模型,预测了软基的沉降,研究取得了以下的结论。
  通过分析其理论、现场监测、室内土工试验以及数值模拟等手段,主要进行了以下方面的工作:归纳了水下挤密砂桩发展历史及研究现状,分析了水下挤密砂桩在处理软土地基时的加固机理,并结合工程的实测资料,对水下挤密砂桩施工工艺及砂桩规格选取做了分析与计算,最终确定砂桩直径为1m,砂桩采取正方形布置。
  通过现场监测的资料,对加固区的竖向沉降趋势、水平位移变化情况以及加固区的土体强度增长情况做了分析与研究。结合现场监测结果与取土试验,对水下挤密砂桩的加固效果以及土体的物理力学指标变化情况做了分析与评价,结果为通过砂桩处理之后地基的土体物理力学指标有了明显的改善,并能满足实际工程的需要。
  在沉降计算方面,采用指数曲线模型与双曲线模型用基于实测沉降观测的预测模型对加固区的软土地基沉降进行了预测分析,计算出的沉降分别为152mm与146mm。基于Drucker-Prager本构模型,采用ANSYS有限元软件建立了数值模拟模型,并进行沉降预测,其结果为151mm。结合计算后的结果来分析该方法的可行性,从而得出数值分析法为本工程最适合的沉降预测方法。
[硕士论文] 黄伟玲
岩土工程 东华理工大学 2017(学位年度)
摘要:随着工程建设的发展,越来越多的重大工程在深部和强烈构造活动区兴建,给工程的安全建设提出了重大挑战。由于初始地应力是分析围岩的稳定性并实现工程开挖设计和科学决策的重要条件。因此,准确测量和反演初始地应力是进行工程灾害风险评估、灾害预警以及可靠防控的前提和关键。针对目前地应力反演方法中的反演精度问题,本文以兰州水源地建设工程为工程背景,基于工程现场初始地应力实测资料,提出了一种结合多元线性回归方法和PSO-BP神经网络方法的岩体初始地应力场反演的新方法。本文的主要研究工作如下:
  (1)对初始地应力的研究背景进行了介绍,并归纳总结了国内外地应力测量方法和技术的适用性及发展趋势;阐述了目前各种地应力场反演分析方法及各自的优缺点,同时并介绍了初始地应力场反演的基本原理。
  (2)介绍了兰州水源地工程区域的工程概况与地质条件,并基于现场地应力的实测数据,使用多元线性回归、非线性回归等反分析方法对兰州水源地工程区域的初始地应力场进行反演分析。
  (3)提出了基于线性回归的PSO-BP神经网络反演新方法,即基于多元线性回归地应力反演结果重新构造样本数据,以此开展基于PSO-BP神经网络模型的地应力反演,使用该方法对兰州市水源地建设工程区域的初始地应力场进行反演分析。同时,为验证新方法的合理性,采用工程经验类比法构造了经验样本数据,并进行了初始地应力的神经网络反演。
  (4)将上述四种地应力场反演方法得到的工程区域初始地应力计算值分别与实测值对比分析可得到:相对其他方法,本文所提新方法不论在地应力量值还是方向性方面均能与实测地应力数据很好吻合,尤其在地应力方向性方面具备更好的准确性。
  本文提出的基于线性回归方法的PSO-BP神经网络新方法在初始地应力场反演中能够考虑多种地质构造作用的荷载或位移作用模式和自重的影响,避免现有方法中构造样本时因为经验不足而导致的错误,此外,通过回归与回代过程,避免了试算法受人为因素影响和随意性较大的缺点并有效地保证工程区域初始地应力场的准确反演。本文研究成果可以为相似工程的初始地应力场反演提供重要参考。
[硕士论文] 杨沛霖
土木工程;防灾减灾工程及防护工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:近半个世纪以来,我国陆续建成近五十个百万kW级水电站,保证我国水电事业年平均增长12%。水利工程建设过程中出现了一系列岸坡稳定及坝址区高边坡问题,诸如:李家峡水库坝区高边坡、三峡船闸高边坡、小湾水电站高边坡、锦屏一级水电站高边坡、拉西瓦水电站高边坡、紫坪铺水电站高边坡等,这些库岸和高边坡稳定与防护即有相似性又有差异性。
  本研究主要内容包括:⑴金佛山水利工程是以灌溉供水为主,结合发电等综合利用的大型水利工程。在建金佛山水利工程,河谷左岸将形成高达130m的开挖边坡。边坡受岩性和切割高差影响,卸荷作用存在差异。由于没有充分查明岸坡地质结构与卸荷带发育特征,对岸坡变形破坏机理与模式判别不准,对岸坡稳定性影响因素分析不明,导致该岸坡原防护工程设计失效。2015年6月13日,金佛山水利工程左岸边坡发生崩塌,崩塌方量约4×106 m3。造成作业面内1人受伤、4人失踪、机械设备被毁的重大安全事件。金佛山水利工程边坡高度大、坡度大、开挖方量大、卸荷裂隙发育,为提出有效的边坡防护方案,保证边坡的稳定与施工环境的安全,对边坡防护治理工程提供理论支撑,需开展重庆金佛山水利工程左岸岩质高陡边坡防护研究,研究成果对同类工程治理方案设计也具有参考价值。⑵通过多次野外现场勘测,研究已有地勘成果资料,查明了坝址左岸地质结构特征,揭示了侵蚀卸荷作用和人工卸荷作用发育规律。根据失稳机制,将上部坡残积层边坡破坏模式划分为圆弧-折线型滑动;上段页岩边坡失稳模式呈现为滑移崩塌失稳;左岸高边坡整体呈现塑流-拉裂型破坏。运用理正岩土6.5计算软件,验算可知,上部残坡积层边坡,暴雨工况下整体基本稳定,局部欠稳定。失稳区页岩边坡天然工况下稳定;暴雨工况下,后缘裂隙充水,整体基本稳定,局部处于欠稳定状态。⑶运用数值分析软件,分别模拟不考虑裂隙存在和考虑裂隙存在两种条件,揭示了卸荷裂隙发育位置出现应力集中现象,其中卸荷临空方向位移增量较大。基于不同工况下塑性区云图以及剪应力云图的发展规律,印证了失稳模式的判定。运用有限元强度折减法模拟了金佛山水利工程左岸高边坡在开挖加固的施工过程中的位移和安全性等,分层开挖及锚固后的监测点位移量得到有效地控制,施工过程的安全性均满足要求,边坡现状整体稳定。⑷基于“坡残积层缓坡开挖弱支护,岩质陡坡开挖强支护”的理念,对防护方案进行方法、可行性与适用性论证。上部坡残积层宜采用“格构放坡+植草+截排水+泄水孔+护脚墙”防护方案,下部粉砂岩边坡宜采用“挂网锚喷+深部泄水孔+裂隙充填+局部钢管桩”防护方案。
[硕士论文] 刘亚威
水利工程;港口、海岸及近海工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:为克服内河码头建设中大水位差对施工的影响,钢护筒-钢筋混凝土结构桩基已经广泛应用于内河高桩码头工程实践。本文结合交通运输部建设科技项目“在役高桩码头结构整体安全性评估技术”,依托重庆果园港码头结构二期工程,通过室内模型试验及理论分析的方法,对大直径钢护筒-钢筋混凝土桩的承载性能及长期工作性能进行研究,主要的研究内容及相关的研究结论为:
  (1)结合果园港码头二期工程,完成了模型设计。开展了6组不同参数的模型桩基的承载力试验研究。研究发现:对于D/δ≥20薄壁钢护筒-钢筋混凝土桩基,在应力水平低于0.45的轴向荷载作用下,钢护筒与内部钢筋混凝土的纵向应变大小基本相同,此时钢护筒对内部钢筋混凝土的约束作用并不明显,而在应力水平高于0.45的轴向荷载作用下,钢护筒将对钢筋混凝土施加侧向约束作用。此侧向约束作用可延缓微裂缝的开展,从而增强桩基的延性及极限承载能力;钢护筒对核心混凝土的侧向约束作用随钢护筒厚度的增加而增大;
  (2)对不同钢护筒厚度下的钢护筒-钢筋混凝土模型桩基的横向纯弯构件性能进行研究。研究发现:对于长细比L/D小于8的模型桩,在三分点加载方式下,相比于钢筋混凝土模型桩基,钢护筒的存在可有效增大破坏时的跨中挠度,避免脆性破坏;同时,钢护筒的存在可极大提高此类构件的极限弯矩。
  (3)对钢护筒-钢筋混凝土模型桩基在长期荷载作用下核心混凝土徐变规律进行了研究,主要变量参数为钢护筒厚度。并将试验结果与混凝土徐变理论模型计算结果比较,研究发现:在应力水平低于0.45的轴向荷载作用下,钢护筒-钢筋混凝土构件核心混凝土的徐变规律与混凝土结构徐变规律相同,均是前期发展较快而后期发展逐渐缓慢;钢护筒-钢筋混凝土桩的徐变值及徐变系数均小于同龄期时理论计算值且钢护筒厚度越大,同龄期下混凝土的徐变值越小;
  (4)与混凝土典型徐变模型的比较发现,在应力水平低于0.45的轴向荷载作用下,采用混凝土徐变的MC90模型计算的结果与试验结果偏差相对较小。同时,用有限元软件LINK3D对长期性能进行数值模,结果与试验结果较为吻合。
[硕士论文] 谭文波
水利工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:三峡成库蓄水后,库岸挡墙受水位变动影响,墙后土体强度降低,影响其稳定性,出现了较多病害库岸挡墙。板桩结构是常见加固病害挡墙的结构形式,但已有研究更多集中在板桩结构加固病害挡墙的优化方式以及加固之后病害挡墙抵抗变形的效果,较少考虑板桩结构在加固施工过程中对原病害库岸挡墙产生的影响。施工中产生的冲击荷载给周围建筑物带来破坏的例子屡见不鲜,冲击荷载对建筑物的稳定性影响成为日益重视的问题。
  本文在前人研究的基础上,借助PLAXIS有限元软件分析了5种施工工况下挡墙前方冲孔施工对挡墙的稳定性影响,并对多桩同时施工条件下间距选择对挡墙稳定性影响进行了分析。本文主要工作及取得的成果如下:
  ①对被冲击土体的本构模型和冲击荷载峰值计算公式进行讨论分析,确定本文采用的土体本构模型和冲击荷载计算方法。
  ②在未破坏前,挡墙抵抗变形的能力随着锤击次数的增加而提高;随着水位的升高,挡墙位移值有先增大后减小的趋势。同时,冲击力峰值和冲击频率的变化也会影响挡墙的位移值。
  ③锤击表面土层时对挡墙变形值影响最大,而后随着锤击深度的增加,这种变形影响程度出现大幅度的减小,施工中建议先小冲击能冲孔施工,并重点监测开始冲孔时挡墙的位移变化。随着钢护筒嵌入深度的增加,锤击产生的冲击荷载对挡墙影响越小,其中在钢护筒嵌入风化层时变位值有较大幅度的减小,建议施工中至少使钢护筒嵌入风化层以下,最好直接嵌入中风化层后再冲孔施工。
  ④多桩同步施工会较大的增加挡墙位移变形值,施工间距越大,对挡墙的稳定性影响越小,当施工间距增加到8D时(D为桩直径),即跳3根桩施工,再加大施工间距减小挡墙位移值的效果较弱,故实际施工建议施工间距为8D。同时在施工中需要重点监控由于多桩同步施工挡墙的变形量。
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