《武汉岩土所在软土路基沉降评估与施工工法方面获进展》

  • 来源专题:岩土力学与工程信息资源网
  • 编译者: 李娜娜
  • 发布时间:2024-10-09
  • 武汉智能网联汽车测试场是目前国内面积最大、功能最全、智能化最高的测试场,是世界唯一一个F2级赛车赛道和T5级测试场结合的封闭测试场项目。该项目场地位于长江一级阶地,路基下覆新旧两层河床软土层,具有承载力低、压缩性高、加载易产生过度沉降和不均匀沉降的不良工程性状。由于赛道线性极为复杂,部分区域为三维曲面,设计时速达300公里,这就要求赛道沉降标准严格控制在4米范围内高差不超过3毫米,平整度要求为1/2000,其设计要求标准比机场跑道还要高。

    针对如此复杂的地层条件与苛刻的设计标准,中国科学院武汉岩土力学研究所特殊土力学团队张先伟研究员和王港博士研究生等人在项目施工初期就入驻现场,开展了长周期大型足尺的试验段路基沉降监测与评估的科研工作,通过对堆载过程中的地下水、土压力、孔隙水压力、地表沉降、深层土的竖直沉降和水平位移进行监测,结合室内试验与数值模拟,预测与评估了运营期赛道的沉降,提出了PHC管桩和CFG桩的施工工法,并被设计方采纳,这为武汉智能网联汽车测试场的安全稳定性提供了技术支撑。

    结合本项目,提出了软土桩基负摩阻力中性点的时间效应与计算方法,研发了“赛车场跑道软土路基工后沉降预测软件”和“三向土工格栅加固赛车场软土路基技术效果的分析软件”等工程软件6项;授权了“一种测试软土地区PHC桩负摩阻力中性点的现场试验方法”和“一种CFG桩复合地基桩土荷载分担比的原位试验方法”等中国发明专利4项;在Journal of

    Geotechnical and Geoenvironmental Engineering、Transportation Geotechnics、International

    Journal of Geomechanics、工程地质学报等国内外期刊发表学术论文6篇;研究成果被国际工程领域著名机构Advances in

    Engineering(AIE)遴选为关键科学文章。本项目得到了武汉智慧生态建设投资有限公司、中建二局等单位的大力支持、以及中国科学院青年创新促进会优秀会员的资助。

    论文链接:

    1、https://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%29GT.1943-5606.0002748

    2、https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214391222001283

    3、https://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/IJGNAI.GMENG-8349

    4、https://www.springerprofessional.de/en/large-scale-field-tests-of-the-performance-of-geogrid-reinforced/26516352

    报道链接:https://advanceseng.com/stability-load-transfer-soft-soil-foundations-using-geosynthetic-reinforced-pile-supported-embankments-international-motor-racing-circuit/

  • 原文来源:http://www.whrsm.ac.cn/
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    • 来源专题:岩土力学与工程信息资源网
    • 编译者:李娜娜
    • 发布时间:2024-12-10
    • 随着浅部煤炭资源日渐减少,我国中东部矿井逐步向千米深部延伸。由于地质历史上长期构造运动的反复剪切挤压作用,深部地层频频出现大范围断层破碎带。以淮南矿区为例,矿区范围内落差大于20米的断层达600余条,每平方千米平均0.4条,其中延伸长度大于1000米的断层占总数的62.5%。同时,随着国家“一带一路”战略的实施,我国正在大规模建设公路、铁路和跨流域调水工程,大量隧道需穿越构造密集发育的深部地层,如:川藏铁路沿线断层密集发育,穿越大量深大活动断裂带(澜沧江断裂带,怒江断裂带、嘉黎断裂带、西兴拉断裂带等)。深部断层破碎带赋存高构造应力,围岩破碎软弱,结构复杂多变且多富含地下水,通常夹杂有大量断层泥,多以岩屑、粉细砂、黏性颗粒等为主,深部断层带围岩高应力与低强度矛盾突出。因此,当隧(巷)道穿越深部断层带时,米级大变形和失稳破坏屡屡出现,造成重大经济损失和安全隐患。 基于此背景,中国科学院武汉岩土力学研究所地下工程科研团队开展了室内试验和渗流力学的相关研究,主要研究成果如下:①开展了流体作用下含断层泥断层诱导滑移的三轴剪切渗流实验,研究了断层泥对断层滑移力学行为以及摩擦稳定性的影响,揭示了泥质充填节理剪切强度及剪切滑移机制;②研究了断层泥岩石粒径对断层滑移速度依赖特性的显著影响。结果表明,断层泥岩石粒径控制着断层滑移事件的发生,并且初始断层滑移所需的流体压力与岩石粒径呈负相关。并深入研究了水力耦合下断层泥诱导断层滑移破裂的微观机制,为深部软岩大变形灾害防控方法的研究提供了新的思路;③研究了断层带充填物含水率对粘土充填岩节理的抗剪强度的影响。研究发现当含水量超过塑性极限时岩石节理的抗剪强度呈负相关趋势,基于JRC-JCS强度准则,提出了富粘土填充岩石节理的剪切强度模型。 研究团队以深部断层破碎带大变形灾害防控为导向,旨在突破深部断层破碎带节理岩体变形分析的理论和技术难题,研究成果为深部断层破碎带围岩大变形防控理论与技术研究提供了理论支撑。相关论文已经发表在《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》,《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》等期刊,获发明专利1项。 论文1链接:https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2024.02.022 论文2链接:https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2024.105919