考虑隧道开挖时间影响的一种支护结构计算方法

基于硬化土模型,针对公路山岭隧道的初期支护结构,建立地层结构法数值模型,分析初期支护结构在施工过程中的安全性。由于隧道开挖的时空效应影响显著,采用二维平面应变模型的关键因素是如何确定围岩的应力释放系数,通过结合土体反力曲线（ＧＲＣ）及纵面变形曲线（ＬＤＰ）,推导出支护结构不同施工阶段的应力释放系数,并采用内力包络图来分析每一施工步支护结构是否安全。所述方法在满足隧道精细化设计的同时,便捷有效,对隧道设计和施工有重要的指导意义。     

Investigating population genetics of invasive rainbow smelt in the Great Lakes Region

Increasing our understanding of invasive species is important because of the negative impacts they can have on the economies and ecosystems of invaded regions. There is growing interest in how environmental variability (e.g. temperature) and stochastic invasion events (e.g. founder effects) affect the genetic composition of populations of invasive species. Rainbow smelt (Osmerus mordax) are a cold-water, planktivorous fish that spread into the Great Lakes basin in the early 1900s. We performed genetic analyses using microsatellites (N = 10) to investigate the influence stochastic invasion events have had on the genetic composition of invasive rainbow smelt populations across a broad geographic range. Genetic analyses were conducted on rainbow smelt populations (N = 30/population) from Lake Ontario, Lake Michigan, Lake Superior, and four inland lakes in Northern Wisconsin. Populations from the Great Lakes were generally less differentiated than inland populations. Additionally, we found evidence of a significant bottleneck in two inland populations and evidence for two distinct genetic strains of rainbow smelt in Lake Ontario. We also performed genetic analyses using microsatellites to determine if a thermally-induced extreme mortality event had an effect on a population of rainbow smelt and found that there was no measurable genetic effect on the population. Overall, this study provides evidence that the genetic structure and diversity of introduced populations can vary significantly, and are likely influenced by factors such as the frequency and magnitude of introductions. Also the resiliency of an invasive species can be high despite a history of bottlenecks and low genetic diversity.     

轴压作用下带剪力键的钢管桩桩芯混凝土受力研究

在码头和桥梁结构中常在钢管桩的顶部设置剪力键,能够提高钢管桩与上部结构连接桩芯混凝土的承载力以及结构整体性。由于带剪力键的桩芯混凝土受力机制较复杂,国内外学者对其理论研究还不够完善。本文以带单个剪力键的钢管桩桩芯混凝土为研究对象,首先基于变形协调原理推导出了弹性范围内桩芯混凝土在轴压作用下的位移和应力公式,然后利用Gebman试验报告中的试验数据与理论计算值进行对比,验证了理论推导公式的合理性。最后将ABAQUS有限元建模得到数模值与理论计算值对比,结果表明:计算值与数模值变化趋势基本一致;理论推导公式更适用于1.0 m以内的小直径钢管桩;桩芯混凝土与剪力键接触位置上部0～0.1 m范围区域为应力敏感区,该区域应力变化显著且应力集中现象明显。     

双向搅拌桩施工对桩周土体扰动分析

为探究双向搅拌桩施工时桩周超孔隙水压力和有效应力的分布和变化规律,依托江苏某高速公路软基处理工程,通过在不同位置布置传感器,测得单桩和群桩施工时桩周孔隙水压力和土压力的变化。结果表明:在施工过程中桩周土体孔隙水压力和土压力变化剧烈,靠近桩的位置产生了很高的超静孔隙水压力,孔压在桩周土的固结作用下消散规律表现为先快后慢;背离施工方向孔压累积值小于沿着施工方向的累积值,遮拦效应阻挡了约60%的超孔隙水压力,工程中可利用该现象减小施工对土体的扰动;单桩施工时桩周超孔压的分布与半径比的对数呈线性关系,分布规律与Vesic圆孔扩张理论解答的趋势相同,扰动影响范围约为20倍桩半径;施工过程中孔隙水压力小于土压力,桩体不会出现下沉和孔周土体液化等灾变,基于该原理可以通过改良设备和施工方法避免掉桩等灾变的发生。研究结果可为软土加固工程的施工安全提供参考。     

植物纤维喷射混凝土力学及微观性能分析

为研究不同掺量的植物纤维(plant fiber,PF)对植物纤维喷射混凝土(plant fiber shotcrete,PFSC)基本力学性能及导热系数的影响规律,借助扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验对PFSC的微观结构进行分析。结果表明:相较于素喷射混凝土,掺量为2.0 kg/m³的PFSC抗压强度和劈裂抗拉强度分别提高了17.35%和20.26%,导热系数降低了20.61%。SEM分析表明,低掺量PF在喷射混凝土内部具有较好的分散性,与混凝土基体界面粘结性较好,但PF掺量过高时会出现纤维结团现象,使得PFSC内部缺陷增加。综合力学性能试验结果,建议混凝土PF掺量不宜>2.0 kg/m³。研究成果对于植物纤维喷射混凝土的推广应用有一定参考价值。     

单轴压缩下三维裂纹扩展机理试验与离散元分析

为了加强对三维裂纹扩展机理的认识,采用一种脆度良好的树脂材料制作含预制三维双裂隙的试样,并基于离散元理论,研究在单轴压缩条件下平行双裂隙的扩展、搭接和贯通机理,同时设置测量圆来监测在不同加载阶段模型的应力场变化。研究结果表明:预制裂隙长轴端部C1-E和C2-W萌生的翼裂纹沿垂直裂隙平面方向扩展至一定长度后会保持长时间不变,直到应力达到峰值附近才继续沿着最大主应力方向扩展;在峰值应力附近时,预制裂隙端部C1-W和C2-W的花瓣状翼裂纹和反翼裂纹才相互搭接贯通形成空间卷曲面;随着轴向应力增加至峰值附近,最大主应力主要分布在远离预制裂隙的区域,而压应力却集中在预制裂隙中心区域,因此抑制了翼裂纹的进一步扩展;最大压应力和切应力随着应变增加而增加,最大拉应力却在峰值应力附近发生了跌落,说明在加载后期,裂纹扩展主要受压剪作用力控制。     

大型抽水蓄能机组热工保护设置与应用

抽水蓄能电站机组运行工况多且工况转换频繁,热工保护对机组正常运行、避免扩大事故有着举足轻重的作用。对热工保护中的温度保护、压力压差保护、流量保护、液位保护、位移(位置)保护、振动保护、过速保护及水淹厂房等保护做了详细的分析与说明,可供其他抽水蓄能电站进行热工保护设计时借鉴。     

回归应力场下的大型地下岔管围岩稳定及衬砌结构分析

根据实测点反演研究区域的初始应力场是地下洞室围岩稳定性分析的首要工作。采用有限元模拟中常用的多元线性回归与逐步回归相结合的方法,结合某水电站地下尾水岔管段区域地形地质条件回归得到初始应力场,并在较准确的回归应力场下,研究该大型地下岔管在完建、运行和检修工况下衬砌厚度对围岩稳定及衬砌结构本身的影响,提出较合理的支护措施。     

高地应力地下厂房洞室群围岩稳定分析

通过对某水电站地下厂房洞室群围岩稳定数值计算及模型试验成果分析,初步探讨了高地应力条件下深埋地下洞室脆性围岩的破坏特性、洞室稳定性分析方法及支护设计要点.     

墙前水位骤降挡土墙稳定不利水深取值问题分析研究

以水工挡土墙为研究对象,探讨提出墙前墙后水位骤降过程的模拟方法并建立墙前与墙后水位降幅的关系,设定多种墙前与墙后水位降幅比值及过程水深变化来模拟不同的水位降落速度及过程,分析了3个工程实例挡墙在不同水位降幅比值情形下稳定性和墙基边缘垂直正应力状态随不同过程水深的变化趋势,结果表明,稳定安全系数最小值对应水深绝大部分是发生在墙前水位降落过程中某一过程水深,墙前不利过程水深随水位降幅比值的提高而变小,墙后不利过程水深则相反。文中初步探讨性提出的墙前墙后水位降幅比和墙后初始最大水深取值原则、不利过程水深与墙高比建议值,可供墙前水位有骤降情况的挡土墙工程设计参考。