水工隧洞內水外滲承載機理研究

內水外滲是鋼筋混凝土襯砌水工隧洞中存在的客觀問題,是影響電站工程效益、隧洞結構安全和沿線山體穩(wěn)定的重要因素。本課題依托武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室，將以室內襯砌壓水試驗為基礎，系統(tǒng)開展水工隧洞運行過程中襯砌開裂與裂縫擴展規(guī)律方面的研究，探索開裂襯砌混凝土裂縫寬度及其分布特征與襯砌透水特性之間的關系，確定開裂混凝土襯砌的滲透張量，為隧洞滲水量的預測提供科學依據；基于工程原型觀測資料，引入充水夾層單元以模擬襯砌與圍巖脫離前后接觸部位的應力特性與滲透特性，建立包含襯砌、充水夾層單元和圍巖在內的三維數值分析模型，采用非線性動態(tài)仿真分析理論和非線性有限單元分析方法，研究襯砌與圍巖有條件的聯合承載特性，對揭示隧洞內水外滲承載機理有重要意義，為水工隧洞的安全運行提供了重要保證。研究成果可為我國水工隧洞建設中的關鍵問題提供技術儲備，進一步推動我國水工隧洞的建設和發(fā)展。 2100433B

擠擴支盤樁是一種變截面樁，借助專用擠擴設備使樁的幾處截面直徑擴大，增加樁一土接觸面積，從而提高樁的承載力。擠擴支盤樁是對普通鉆孔灌注樁的優(yōu)化，其樁一土接觸面積增大數倍，多支點端阻力也增加數倍，還具有對各類土層適應性好、工期短、經濟效益顯著、無環(huán)境污染等優(yōu)勢。

《擠擴支盤樁承載機理與應用研究》介紹擠擴支盤樁承載機理與應用研究，主要內容包括：擠擴支盤樁的荷載傳遞特性、樁側摩阻力及樁端阻力特性的試驗研究過程；擠擴支盤樁的成樁理論及破壞機理分析；適應支盤樁特點的荷載傳遞函數和極限承載力計算公式的建立；擠擴支盤樁的工程運用與經濟效益分析。

《擠擴支盤樁承載機理與應用研究》可供巖土工程設計、施工、監(jiān)測人員使用，也可供科研院所相關專業(yè)人員和相關專業(yè)大學師生學習參考。

內容簡介

結合國家科技支撐計劃，采用理論分析、現場試樁試驗研究、室內模型試驗研究、數值模擬等相結合的方法對大跨度橋梁深長嵌巖樁進行了一系列的研究?！洞笾睆缴铋L嵌巖樁承載機理研究與應用》系統(tǒng)介紹了大直徑深長嵌巖樁的荷載傳遞機理，以及巖石特性和尺寸效應對嵌巖段側摩阻力和端阻力的影響因素研究，通過室內模型和原位試驗研究了孔壁粗糙度和沉渣厚度對承載力的影響，建立了大直徑深長嵌巖樁的設計計算方法，并應用于工程實例。2100433B

橋梁、渡槽基礎往往采用大直徑嵌巖樁，其基巖軟弱且?guī)r面傾斜。傾斜巖面軟巖嵌巖群樁存在沿巖面滑移、群樁擠擴壓屈、不均勻沉降等問題；由于持力層性質差、巖面傾斜、基樁非等長、樁-巖界面特殊、荷載條件復雜等因素，該群樁的承載機理需進行系統(tǒng)深入的研究。本項目引入CT掃描技術進行嵌巖樁模型試驗，實現變形及發(fā)展的可視化，從細觀角度揭示嵌固機理；采用擴孔理論研究軟巖嵌巖樁的承載機理和應力路徑，建立其極限承載力的計算公式；進行軟巖應力路徑三軸、動力三軸和樁-巖接觸特性等試驗，建立軟巖的靜動力本構模型、樁-巖界面本構模型；進行群樁離心模型試驗和振動臺模型試驗，考慮承臺-群樁-巖土體非線性共同作用，研究傾斜巖層面的軟巖嵌巖群樁的承載機理與破壞模式、動力特性與地震響應。綜合模型試驗、理論分析和數值模擬結果，提出傾斜巖層面的軟巖嵌巖群樁的設計計算方法、承載力與沉降雙控設計準則、加固與減震措施，并在實際工程中推廣應用。