青藏铁路九度地震区简支梁桥地震力的简化计算分析

在青藏铁路九度地震区简支梁桥抗震设计中, 采用了地震力简化公式"回归法"进行抗震设计. 在"回归法"计算中, 分析了恒载及活载、 桥墩、 基础和基础土对墩底地震力影响, 并进行了修正.     

核安全边坡与一般边坡地震力计算对比分析

通过建立理论模型和公式推导,对比分析了核安全相关边坡与一般边坡对地震力的考虑差异,指出了现行核电厂抗震设计规范对边坡地震力计算规定不足之处,并提出了建议,为规范修订提供了依据。     

青藏铁路昆仑山隧道稳定性分析

在地质构造分析，地应力测量，地应力场的反演和岩石力学实验的基础上，对昆仑山隧道多种断面的应力分布进行了有限元计算，给出了不同断面的应力分布图象，指出了不同断面应力分布的特点以及断面形状对应力分布的影响，同时计算了围岩的强度与应力比，对围岩稳定性进行了分析对比，优选了隧道断面形状。     

青藏铁路沿线地表融冻指数的计算分析

利用青藏高原地表温度观测资料, 计算了青藏铁路沿线地表融化和冻结指数, 并分析其变化特征和发展趋势. 结果表明: 在平均气候状况下, 青藏高原暖/冷季地表温度和融化/冻结指数的分布主要受地理纬度和海拔高度的影响;太阳辐射的纬度效应叠加在气温的海拔递减作用上, 形成了青藏铁路沿线地表的融化/冻结特征分布. 青藏铁路沿线各站地表气温的融化/冻结指数与地表的融化/冻结指数有较好的换算关系, 各站的n系数比较稳定, 标准偏差和变异系数都比较小. 1980-2005年平均的五道梁地区的融冻比为0.8, 沱沱河地区的融冻比为1.0;但从青藏铁路沿线地表融化/冻结指数的长期变化趋势来看, 融冻比目前处于近50 a的较低水平, 存在有缓慢的、清楚的波动上升趋势. 近10 a的线性变化趋势约为14 ℃·d·a-1, 对处于弱的冻结平衡边缘的冻土路基的安全稳定是一个明显的、重要的威胁.     

青藏铁路旱桥的三维温度特性分析

根据带相变瞬态温度场问题的热量平衡控制微分方程, 应用有限元法对青藏铁路旱桥的温度特性进行了三维数值分析.结果表明: 修建于高温极不稳定冻土地段的旱桥在将来运行20 a的过程中对冻土有很好的制冷作用, 能很好地保护冻土, 保证铁路的运行安全, 并且分析和说明了在建的青藏铁路在高温极不稳定冻土地段的采用旱桥的形式是可行的和必要的.     

青藏铁路多年冻土区斜坡路堤的稳定性分析

通过分析目前青藏铁路多年冻土区斜坡路堤稳定性状况的本质特点,结合目前稳定性计算分析方法研究现状,切合实际地提出了从热学和力学两方面分别进行分析和计算,并综合评价斜坡路堤稳定性的方法。通过现场典型断面的计算分析可以看出：①对于热力学属性呈动态变化的斜坡路堤,分析其最不利状况可以得到符合实际的稳定性状况结果;②当斜坡路堤处于热学稳定状态时,其力学稳定性也可能呈现不稳定情况,所以需要从热、力学两方面共同分析其稳定性才能得到较为全面的符合现场实际的结论。此方法原理简单、结果明确,对于多年冻土区斜坡路堤在运营阶段的稳定性分析和评价具有重要的指导意义     

青藏铁路可调控通风管路基温度场的三维非线性分析

可调控通风管路基是一种理想的保护高温冻土的工程措施. 应用有限元法, 对青藏铁路普通通风管路基和可调控通风管路基在施工完10 a内的温度场变化进行了三维数值分析. 结果表明: 可调控通风管路基在夏季(8月份)0 ℃的等温线比普通通风管路基要高, 说明它的冻土上限抬升幅度较大, 使冻土得到更好地保护, 并且其路基下面从第二年开始也不会出现融化层; 可调控通风管路基下面的冻土平均温度降到 -1 ℃时的时间比普通通风管路基要早, 说明可调控通风管路基具有较好的降温速度和降温效果.     

关于固结度计算的一点看法

通过探寻渗透系数、压缩系数(或体积压缩系数)与孔隙比在固结过程中的变化规律来确定固结系数与固结时间的关系并将其用于固结度计算是无益的,原因在于固结度计算公式只在固结系数为常数时才成立。     

影响青藏铁路冻土区主要工程措施可靠性的气温变化指标分析

多年冻土是气候条件控制的特殊地质体,气温升高和降水条件变化将对青藏铁路沿线的多年冻土产生深刻影响.从全球气温变化背景和青藏高原气候变化的实际情况出发,分析和论述了气候变化对青藏铁路沿线多年冻土地温特征及冻土区工程建筑物的可靠性产生缓慢而持续影响的气温变化指标.通过对冻土区工程设计原则和工程结构、工程措施可靠性产生重大影响的气温变化特征的分析,提出对目前冻土工程可靠性的看法,并提出应对工程措施.     

正削式隧道洞门结构简化计算方法的研究

切削式隧道洞门结构处于复杂的三维受力状态,需要采用三维数值计算才能得到相对正确的结果,为对计算模式进行简化,对Ⅴ级围岩条件下,1: 1.5坡度的正削式隧道洞门结构进行了尝试。首先对明挖法施工的洞门模型试验和三维数值计算所得到的拱顶围岩压力进行了验证,接着从研究围岩压力分布和结构受力特性着手,得到了结构横、纵向内力的控制截面,拱顶荷载q与 的关系,绘制了横向的压力分布图式,并给出了纵向荷载的计算方法,从而将三维地层结构数值计算模式简化成横向封闭环和纵向弹性地基的平面荷载-结构计算模式,分别计算横、纵向内力。     

青藏铁路多年冻土区路堤人为上限与融化夹层的数值模拟分析

初始温度场采用实测温度场,相应的物理参数通过实测地温数据用有限元方法反演得到,计算结果的可靠性由实测数据验证。用这种方法对3种结构形式4个实测断面的青藏铁路多年冻土区清水河试验段路堤的人为上限和融化夹层进行了数值模拟分析。计算结果表明,从人为上限形态及融化夹层范围和面积两方面来看,相同路堤高度情况下,片石通风—碎石护坡组合路堤优于片石通风路堤,而片石通风路堤优于普通路堤;对于同类型的路堤,高路堤优于低路堤。这种不同路堤结构形式的优劣性排序,可为多年冻土区路堤设计提供理论依据和技术支持。     

水平地震力作用下浅埋偏压隧道围岩压力的简化理论分析

考虑到传统浅埋偏压隧道围岩压力的分析仅以计算摩擦角体现围岩材料特性,没有将内摩擦角和黏聚力作为独立参数分开研究,基于规范法,提出水平地震作用下独立考虑黏聚力的浅埋偏压隧道围岩压力的简化解析分析方法,获得隧道顶部竖直围岩压力、隧道两侧水平侧压力以及滑动面破裂角的理论表达式,并对影响顶部竖直围岩压力、水平侧压力和破裂角的因素进行了研究。结果表明,竖直围岩压力与滑裂面摩擦角、地面倾角呈正相关,与水平地震效应系数、滑裂面黏聚力呈负相关;滑裂面内摩擦角、黏聚力、地面倾角越大,破裂角越大,水平地震加速度系数越大,破裂角越小;水平侧压力随滑裂面内摩擦角和黏聚力的增大而减小,随水平地震效应系数和地面倾角的增大而增大。研究成果可为浅埋偏压隧道的围岩应力计算提供一定的理论依据。     

刚性桩复合地基沉降计算的简化方法

既简便又具有较好精度的刚性桩复合地基沉降计算方法仍是工程实践中迫切需要而又有待于解决的问题,文中提出了一个解决的简化方法。在刚性桩复合地基中,由于桩间土荷载水平不高,将桩间土荷载-沉降曲线近似为线性。当桩的荷载水平不高时,对桩的沉降可按线性考虑,线性关系可按线弹性方程计算得到。若桩可能进入非线性甚至塑性,则假设桩的荷载-沉降曲线满足双曲线规律,可较好地考虑桩的非线性沉降过程。通过计算单桩承载力特征值下的沉降,然后通过双曲线方程特点得到桩的非线性沉降方程。对于有单桩静载试验的情况,提出直接利用单桩试验曲线建立单桩的双曲线方程。最后依据共同作用时桩和桩间土的变形协调条件和静力平衡方程,即可计算其实际基础下复合地基的沉降,从而得到一个刚性桩复合地基沉降计算的简化方法。工程实例表明,简化是方法既简便又具有较好的精度,可为工程实践提供一个有效实用的计算方法。     

滑坡与斜坡稳定性一般条分法分析中渗流作用的简化计算

当滑体或潜在滑体内有倾斜的相对弱面或端部条块外侧面倾斜且有水压力作用时,采用一般条分法进行稳定性分析应比采用垂直条分法更为恰当。本文研究了对一般条分法也适用的渗流作用简化计算方法,首先给出土条渗透力的合理计算式,再根据水的面力与体力的关系给出土条周边孔隙水压力计算方法。同已有的计算方法相比,本文方法的合理性显著提高。     

青藏铁路可调式通风管路基的数值仿真分析

Finite Element Method has been used to operate the numerical analysis and comparison between the traditional ventilated embankment and the adjustable ventilated embankment adopted in Qinghai-Tibet Railway construction. The numerical results show that: 1) The adjustable ventilated embankments can prevent the thermal entry from air into ducts during summer from thawing the permafrost beneath the embankments; 2) The cooling effects of the adjustable ventilated embankments on permafrost is much better than the traditional ventilated embankments although two kinds of embankments can generate the thawing bulbs at the beginning of finishing construction; 3) The drop of the mean temperature of permafrost under the adjustable ventilated embankments keeps faster than that of the mean temperature of permafrost under the traditional ventilated embankments. It is clear that the adjustable ventilated embankments can keep the embankment more stable than the traditional ventilated embankments.     

陡坡段双桩-柱基础简化计算方法及影响因素分析

陡坡段双桩-柱基础与普通桩基存在较大的差异性,其承载变形特性更为复杂。首先,在探讨陡坡段双桩-柱基础承载机制的基础上,针对纵、横坡向双桩-柱基础分别提出了对应的简化分析模型;其次,基于桩侧受均布力的基桩内力变形分析方法建立出陡坡段纵、横坡向双桩-柱基础简化计算方法,并通过实例对比分析验证了该方法的可行性;然后,采用典型工程案例系统分析了桩径、滑坡体厚度、剩余下滑力集度及地基水平抗力系数的比例系数等因素对基桩桩顶水平位移与桩身最大弯矩的影响规律,结果表明,各因素对两者的影响规律相似,基桩受荷段的陡坡效应显著,而承载变形段的深度效应则不明显;最后,建议工程设计时应优先考虑增大桩径,但不宜大于2.5 m,另可调整基础位置以减小剩余下滑力的影响,进而减少工程失稳风险,而不同工况的分析结果曲线则可用于工程优化设计。     

地震断层粘滑错动对青藏铁路变形效应的有限元分析--以东昆仑活动断裂为例

东昆仑断裂是青藏高原北部现今仍在强烈活动的左旋走滑地震断裂之一,该断裂的未来地震活动及其突发性粘滑错动是青藏铁路面临的重大工程地质问题.本文基于断裂几何学和运动学特征,通过加入8m的水平左旋位移,模拟了东昆仑断裂未来地震活动震中位于铁路线附近时铁路变形效应.结果表明,震中位于铁路线附近时,基岩整体移动,而第四纪松散层和道床则发生了变形,靠近断裂带附近的第四系自下而上水平位移明显减小,而铁轨和道床没有明显的断错,表现为长度约为25m的连续左旋弯曲变形;在铁路东、西两侧形成NE向的张裂陷和NW向的地震鼓包.在断裂带附近,铁轨发生了严重扭曲,铁轨应力自断裂带向两侧逐渐降低,而且铁轨的最大剪应力平面与铁轨的延伸方向垂直,因而在地震影响下,铁轨最有可能发生的破坏是剪切性的,并提出加宽路基、置换土层等工程防治措施.