水工隧洞內(nèi)水外滲承載機(jī)理研究基本信息

內(nèi)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(jié)構(gòu)安全和沿線山體穩(wěn)定的重要因素。本課題依托武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，將以室內(nèi)襯砌壓水試驗(yàn)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)開展水工隧洞運(yùn)行過程中襯砌開裂與裂縫擴(kuò)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(guān)系，確定開裂混凝土襯砌的滲透張量，為隧洞滲水量的預(yù)測(cè)提供科學(xué)依據(jù)；基于工程原型觀測(cè)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(yīng)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(nèi)的三維數(shù)值分析模型，采用非線性動(dòng)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(lián)合承載特性，對(duì)揭示隧洞內(nèi)水外滲承載機(jī)理有重要意義，為水工隧洞的安全運(yùn)行提供了重要保證。研究成果可為我國(guó)水工隧洞建設(shè)中的關(guān)鍵問題提供技術(shù)儲(chǔ)備，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)水工隧洞的建設(shè)和發(fā)展。 2100433B

擠擴(kuò)支盤樁是一種變截面樁，借助專用擠擴(kuò)設(shè)備使樁的幾處截面直徑擴(kuò)大，增加樁一土接觸面積，從而提高樁的承載力。擠擴(kuò)支盤樁是對(duì)普通鉆孔灌注樁的優(yōu)化，其樁一土接觸面積增大數(shù)倍，多支點(diǎn)端阻力也增加數(shù)倍，還具有對(duì)各類土層適應(yīng)性好、工期短、經(jīng)濟(jì)效益顯著、無環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)。

《擠擴(kuò)支盤樁承載機(jī)理與應(yīng)用研究》介紹擠擴(kuò)支盤樁承載機(jī)理與應(yīng)用研究，主要內(nèi)容包括：擠擴(kuò)支盤樁的荷載傳遞特性、樁側(cè)摩阻力及樁端阻力特性的試驗(yàn)研究過程；擠擴(kuò)支盤樁的成樁理論及破壞機(jī)理分析；適應(yīng)支盤樁特點(diǎn)的荷載傳遞函數(shù)和極限承載力計(jì)算公式的建立；擠擴(kuò)支盤樁的工程運(yùn)用與經(jīng)濟(jì)效益分析。

《擠擴(kuò)支盤樁承載機(jī)理與應(yīng)用研究》可供巖土工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)人員使用，也可供科研院所相關(guān)專業(yè)人員和相關(guān)專業(yè)大學(xué)師生學(xué)習(xí)參考。

內(nèi)容簡(jiǎn)介

結(jié)合國(guó)家科技支撐計(jì)劃，采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)試樁試驗(yàn)研究、室內(nèi)模型試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬等相結(jié)合的方法對(duì)大跨度橋梁深長(zhǎng)嵌巖樁進(jìn)行了一系列的研究。《大直徑深長(zhǎng)嵌巖樁承載機(jī)理研究與應(yīng)用》系統(tǒng)介紹了大直徑深長(zhǎng)嵌巖樁的荷載傳遞機(jī)理，以及巖石特性和尺寸效應(yīng)對(duì)嵌巖段側(cè)摩阻力和端阻力的影響因素研究，通過室內(nèi)模型和原位試驗(yàn)研究了孔壁粗糙度和沉渣厚度對(duì)承載力的影響，建立了大直徑深長(zhǎng)嵌巖樁的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，并應(yīng)用于工程實(shí)例。2100433B

橋梁、渡槽基礎(chǔ)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(kuò)壓屈、不均勻沉降等問題；由于持力層性質(zhì)差、巖面傾斜、基樁非等長(zhǎng)、樁-巖界面特殊、荷載條件復(fù)雜等因素，該群樁的承載機(jī)理需進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究。本項(xiàng)目引入CT掃描技術(shù)進(jìn)行嵌巖樁模型試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)變形及發(fā)展的可視化，從細(xì)觀角度揭示嵌固機(jī)理；采用擴(kuò)孔理論研究軟巖嵌巖樁的承載機(jī)理和應(yīng)力路徑，建立其極限承載力的計(jì)算公式；進(jìn)行軟巖應(yīng)力路徑三軸、動(dòng)力三軸和樁-巖接觸特性等試驗(yàn)，建立軟巖的靜動(dòng)力本構(gòu)模型、樁-巖界面本構(gòu)模型；進(jìn)行群樁離心模型試驗(yàn)和振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)，考慮承臺(tái)-群樁-巖土體非線性共同作用，研究?jī)A斜巖層面的軟巖嵌巖群樁的承載機(jī)理與破壞模式、動(dòng)力特性與地震響應(yīng)。綜合模型試驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬結(jié)果，提出傾斜巖層面的軟巖嵌巖群樁的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、承載力與沉降雙控設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、加固與減震措施，并在實(shí)際工程中推廣應(yīng)用。