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作者：屈松西安建筑科技大学

学位级别：硕士

灰土挤密桩复合地基是一种处理湿陷性黄土地基简便、经济、有效的以土治土的方法,在工程中已得到广泛的应用。但在实际工程当中经常出现湿陷性没有完全消除的情况,此种情况下如何评价灰土挤密桩的加固效果成为工程的疑难问题,而目前对... 详细信息

灰土挤密桩复合地基是一种处理湿陷性黄土地基简便、经济、有效的以土治土的方法,在工程中已得到广泛的应用。但在实际工程当中经常出现湿陷性没有完全消除的情况,此种情况下如何评价灰土挤密桩的加固效果成为工程的疑难问题,而目前对于灰土挤密桩复合地基的残余湿陷性的评价分析非常少见,并且情况比较复杂,而在实际工程当中又非常重要,所以开展这一问题的研究具有重要的工程意义和理论价值。本文首先研究了灰土挤密桩复合地基的受力以及桩土共同作用变化规律,考虑复合地基的整体受力情况,来分析复合地基的变形性状。本文还研究了灰土挤密桩复合地基桩间土湿陷性的变化规律,最后通过理论计算以及工程实例说明了复合地基残余湿陷性对承载力的影响。灰土挤密桩在降低或消除湿陷性方面有显著的效果,其湿陷性规律也很明显,在工程上主要利用“充分挤密区”和“有效挤密区”的“Ⅰ亚区”,因为这两个区域一般呈非湿陷性和低湿陷性。复合地基残余湿陷性对承载力的影响主要与桩心距有关系,经过理论计算以及工程实例的验证表明,当桩心距达到一定程度时,复合地基桩间土普遍会出现湿陷性不能完全消除的情况,并且随着桩心距进一步增大,复合地基残余湿陷性会对承载力产生比较大的影响。上述结论在实际工程当中能够起到一定的参考作用,并且还需要通过大量的实际工程进一步验证。

关键词：灰土挤密桩复合地基湿陷性黄土共同作用承载力

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软煤巷道加固用充填材料特性研究

软煤巷道加固用充填材料特性研究

作者：胡贵鲜西安建筑科技大学

学位级别：硕士

陕西某煤矿煤岩层松软,巷道多为软煤巷道,资源采出率低,巷道维护工程量大,沿空留巷巷旁充填支护是解决软煤巷道此类难题的关键技术。目前国内外常用的巷旁充填材料为膏体充填材料与高水充填材料,而高水充填材料的原材料来源少,成本高、... 详细信息

陕西某煤矿煤岩层松软,巷道多为软煤巷道,资源采出率低,巷道维护工程量大,沿空留巷巷旁充填支护是解决软煤巷道此类难题的关键技术。目前国内外常用的巷旁充填材料为膏体充填材料与高水充填材料,而高水充填材料的原材料来源少,成本高、制作工艺繁琐且性质不稳定,相反膏体充填材料不仅其原材料来源广泛,制备工艺简单,成本较低,而且还能满足巷旁充填支护的工艺要求及强度要求,因此研究巷旁膏体充填材料的性质对矿山的发展及开采具有重要意义。为了找出能够满足软煤巷道巷旁充填加固支护工艺要求及强度要求的充填材料,本文分别进行了充填原材料的室内试验研究、三种加固充填体的力学性能试验研究和加固充填体的特性试验研究分析。充填原材料的室内试验研究:对煤矸石、粉煤灰、煤粉、黄土等原材料进行了室内试验研究,得到了各原材料的物理化学性质及作为充填材料的可行性。加固充填体的力学性能试验研究:采用上述原材料分别制备三种类型加固充填体,并对每种加固充填体不同配比下的试样做了单轴压缩试验,分析了（粉煤灰/水泥）比值、砂率、水灰比等因素对充填体试样抗压强度的影响并进行了线性回归分析,得到了强度预测公式及满足巷旁充填工艺和强度要求,适宜于巷旁充填的充填体最佳配比,并研究了充填体的剪切强度指标。加固充填体的特性试验研究:根据上述研究成果,开展了最佳配比充填体试样的室内特性分析试验,研究了三种配比的III型充填体试件的轴压应力应变关系,得到了其强度极限值应变量和弹性模量,分析了弹性模量与抗压强度的关系;进行了充填体水解耐酸碱性的试验,分析了充填体在自来水溶液、酸溶液、碱溶液和硫酸钠溶液中抗压强度的变化,并得到了其在各溶液中的水解系数与抗侵蚀系数及碱溶液中其强度随时间变化的预测公式;进行了充填体试样的热稳定性试验,得到了温度对充填体试样强度的影响规律并通过拟合分析得到了不同温度下充填体强度随时间变化的预测公式。

关键词：软煤巷道充填材料材料特性充填支护室内试验水胶比

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回采巷道松软破碎煤层注浆加固技术研究

回采巷道松软破碎煤层注浆加固技术研究

作者：康渝东西安建筑科技大学

学位级别：硕士

注浆加固技术是一门广泛的应用于矿山、铁道、水利、土木工程等各个领域的实用工程技术。随着注浆工艺和浆液材料的发展,注浆技术逐渐被大量工程项目所采用,但其注浆理论发展仍远远滞后于应用。本文基于韩城矿业公司下属煤矿3煤层中下... 详细信息

注浆加固技术是一门广泛的应用于矿山、铁道、水利、土木工程等各个领域的实用工程技术。随着注浆工艺和浆液材料的发展,注浆技术逐渐被大量工程项目所采用,但其注浆理论发展仍远远滞后于应用。本文基于韩城矿业公司下属煤矿3煤层中下峪口煤矿1308工作面、桑树坪2号井1305工作所面临的受采动支承压力作用的巷道松弱破碎顶煤支护问题,开展注浆加固松软厚煤层相关技术研究。本文主要研究了基于理想牛顿流体注浆介质假定前提的球状扩散与柱状扩散条件下的Maag渗透注浆理论,用压力水头关系和浆液渗透系数补充完善了Maag公式;基于弹塑性理论,分析了岩体裂隙劈裂注浆机理;分析了注浆加固围岩的机理及被注介质煤体的特征及可注性;通过室内试验,测定了浆液材料的性能,遴选了注浆材料,确定了注浆材料的基本配方;在地面模拟注浆试验中,设计了地面模拟注浆装置和注浆方案,优化了注浆工艺流程及注浆管路,形成了基本注浆加固工艺;在井下注浆试验中,验证了井下注浆方案,研发出了适用于高压注浆的封闭封孔技术,通过观察注浆后煤体中固结体得到了浆液流动的现象,印证了煤体裂隙劈裂注浆机理;研发出了实用性强的注浆加固松软破碎煤层技术。基于上述研究成果,开展了现场工业化试验,对回采巷道顶煤进行了加固,如期形成了采准工作面的任务。免除了大量的临时支护,避免了顶煤发生冒落、侧帮等,该技术有效的改善了矿山巷道的安全现状,安全事故发生的概率得到有效降低,且提高了切眼煤层回采量,具有一定的社会经济效益。

关键词：注浆加固 Maag渗透注浆理论破碎煤体聚氨酯支护

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黄土地区有限土压力及其影响因素研究

黄土地区有限土压力及其影响因素研究

作者：任侃西安建筑科技大学

学位级别：硕士

城市化的发展使得城市用地紧张，建筑物密度不断加大，造成拟建建筑物距离既有建筑比较近。相应地，拟开挖的基坑距离既有建筑物地下部分也比较接近，此时，基坑支护体系与既有建筑物地下部分之间的土体是有限的。经典的郎肯或库伦土压... 详细信息

城市化的发展使得城市用地紧张，建筑物密度不断加大，造成拟建建筑物距离既有建筑比较近。相应地，拟开挖的基坑距离既有建筑物地下部分也比较接近，此时，基坑支护体系与既有建筑物地下部分之间的土体是有限的。经典的郎肯或库伦土压力理论均是建立在半无限土体假定基础上，因此并不适用于有限土体的土压力计算，本文针对有限土压力及其影响因素开展了理论与数值分析研究，主要工作如下：基于极限平衡理论，对有限范围内的土体分别建立了无粘性土和粘性土的有限土压力计算模型，并推导出相应的有限土压力的计算公式。通过实例计算分析表明：无论是粘性土还是无粘性土，在有限土体范围内，用有限土压力计算公式得到土压力强度都要小于经典理论计算的土压力强度，随着有限土体的宽高比增大，有限土压力向经典理论计算的土压力趋近，并且揭示了不同因素影响情况下的有限土压力变化规律。运用ABAQUS有限元软件模拟研究了邻近地下室刚性挡墙在平移过程中有限土体的主动土压力的变化以及分布问题，分析了有限土体宽度、土体的内摩擦角以及粘聚力对挡墙主动土压力的影响。通过数值计算与理论计算结果的对比分析，得出在有限土体情况下，挡墙主动土压力分布曲线与理论计算的有限土压力强度分布曲线类似，验证了理论计算结果的有效性和正确性。基于粘性土有限土压力计算公式，考虑基质吸力对非饱和黄土粘聚力的影响，计算分析了不同基质吸力作用下非饱和黄土的有限土压力，得到了有限土压力随基质吸力增大而减小的变化规律。

关键词：有限土体滑裂面土压力数值模拟影响因素黄土

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基于遗传算法的边坡稳定性分析研究

基于遗传算法的边坡稳定性分析研究

作者：李素娟西安建筑科技大学

学位级别：硕士

我国是滑坡灾害比较严重的国家之一。滑坡灾害对人民的生命财产安全和经济社会的可持续发展构成了严重的威胁。近年来,随着我国现代化建设事业的不断发展,出现了大量的边坡工程以及越来越多的高陡边坡。因此,准确可靠地分析与评价边坡... 详细信息

我国是滑坡灾害比较严重的国家之一。滑坡灾害对人民的生命财产安全和经济社会的可持续发展构成了严重的威胁。近年来,随着我国现代化建设事业的不断发展,出现了大量的边坡工程以及越来越多的高陡边坡。因此,准确可靠地分析与评价边坡的稳定性,从而实现对滑坡的预测预报具有重要意义。遗传算法（Genetic Algorithm,简称GA）是借鉴自然界生物自然选择和自然遗传机制而发展起来的一种自适应全局搜索算法。它具有较高的并行性及较好的普适性和全局寻优能力,因此已在许多科学领域得到了广泛的应用。本文对常用的各种边坡稳定性评价方法进行了分析和研究,指出了各种常用方法的优缺点,并对评价方法的发展趋势进行了预测;系统研究了遗传算法理论;以简单均质粘性土坡为研究对象,对遗传算法在边坡稳定性分析中的应用进行研究,结合MATLAB遗传算法工具箱,建立了基于瑞典圆弧法的遗传算法优化模型,并通过实例对所建立模型进行了验证;最后运用此优化模型分别计算并分析了边坡各参数的变化对边坡稳定安全系数和危险滑裂面圆心的平面位置的影响。

关键词：遗传算法边坡稳定性瑞典圆弧法安全系数

软土地区堆载与基坑开挖对邻近桩基础建筑物稳定性影响分析

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软土地区堆载与基坑开挖对邻近桩基础建筑物稳定性影响分析

作者：梁迪西安建筑科技大学

学位级别：硕士

随着城市化进程的加快,邻近建筑物旁进行堆载和基坑开挖变得日益普遍,堆载和基坑开挖会对建筑物的桩基础产生附加弯矩和变形,若开挖深度和堆载过大或者堆载距离过近,都会引起桩基础的的破坏,进而引起整个建筑物的稳定性破坏,由于在相关... 详细信息

随着城市化进程的加快,邻近建筑物旁进行堆载和基坑开挖变得日益普遍,堆载和基坑开挖会对建筑物的桩基础产生附加弯矩和变形,若开挖深度和堆载过大或者堆载距离过近,都会引起桩基础的的破坏,进而引起整个建筑物的稳定性破坏,由于在相关规范中并没有对填土引起的建筑物稳定情况的工程措施作出相关规定和说明。所以如何评价基坑开挖对桩基础侧摩阻力减小情况,基坑开挖和填土堆载对邻近建筑物基础的影响,填土距离的变化对建筑物桩基础的影响,开挖和堆载联合作用情况下建筑物桩基础的影响,以及运用ABAQUS软件分析在软土土体本构模型的选取问题,这些问题都有待进一步研究。本文基于以上考虑,通过理论计算分析在基坑紧邻基础开挖情况下桩基础的受力情况进行计算,验算单桩的受弯承载力。通过有限元手段分析不同填土高度、不同填土距离、不同开挖深度对邻近建筑物桩基础的影响,以及开挖和堆载联合作用情况下邻近建筑物桩基的受力情况,得出安全的填土高度、填土距离以及开挖深度。建模过程和计算结果可供相关学者和工程技术人员参考。总结堆载情况下的地基处理方法,提出现行相关规范在这方面的不足之处。根据有限元计算结果,得出采用Mohr-Coulomb本构模型是偏于安全的,最后针对上海地区典型地层基坑开挖的情况,推荐一种考虑小应变的修正剑桥模型,并给出各典型土层模型计算参数,以供相关学者和工程技术人员参考采用。

关键词：堆载基坑桩基本构模型有限单元法

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强夯后黄土地基中桩的承载特性研究

强夯后黄土地基中桩的承载特性研究

作者：薛玉西安建筑科技大学

学位级别：硕士

随着大型的重工业项目比如炼油厂,钢铁厂等在黄土地区的兴起,其上部建筑物造成的大面积的集中荷载要求地基不仅仅要有足够的承载力,而且还要有较小的沉降。强夯能提高黄土地基承载力和消除黄土的湿陷性,使桩基满足沉降小、承载力高的要... 详细信息

随着大型的重工业项目比如炼油厂,钢铁厂等在黄土地区的兴起,其上部建筑物造成的大面积的集中荷载要求地基不仅仅要有足够的承载力,而且还要有较小的沉降。强夯能提高黄土地基承载力和消除黄土的湿陷性,使桩基满足沉降小、承载力高的要求,同时能有效的缩短桩的长度,节省工程费用开支。夯后的黄土地基中桩基工程这个新的课题便应运而生。甘肃庆阳炼油厂12000KN.m的强夯区进行的桩基的静载荷实验,是我国在深厚湿陷性黄土地区进行的规模最大的一次。笔者实测了在竖向荷载作用下的承载力和沉降曲线,通过埋设在桩身的应力测试元件,测试了桩基的荷载分布规律,探讨了强夯后的黄土地基中桩的承载特性。分析结果表明,强夯后的黄土地基中的桩基有着独特的性质,本次试桩试验所得桩的工作特性和规律将会对未来的强夯区桩基施工和设计提供一些的经验和参考。运用有限元软件ABAQUS进行了数值模拟,与工程试桩进行了对比分析。研究了桩的长度L,桩的直径D,桩的弹性模量E等因素对桩P～S曲线的影响,结合强夯后的现场桩基试验,提出了一些提高承载力和减小沉降的建议。

关键词：强夯单桩承载力 ABAQUS数值分析

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黄土滑坡、高边坡稳定性分析研究及工程应用

黄土滑坡、高边坡稳定性分析研究及工程应用

作者：王智合西安建筑科技大学

学位级别：硕士

边坡问题一直是岩土工程界研究的主要问题之一。由于近年来城市化进程的不断加快，使得城镇人口的数量急剧上升，城市空间变得寸土寸金。而在我国西北、华北地区，黄土分布广泛，因此在这些地区大量的黄土边坡工程就自然备受关注。但由... 详细信息

边坡问题一直是岩土工程界研究的主要问题之一。由于近年来城市化进程的不断加快，使得城镇人口的数量急剧上升，城市空间变得寸土寸金。而在我国西北、华北地区，黄土分布广泛，因此在这些地区大量的黄土边坡工程就自然备受关注。但由于问题的复杂性，在建设过程中如何合理地分析黄土边坡的稳定性、制定合理的黄土边坡工程处治方案仍然是当前的重点、难点所在。本文简要阐述了边坡稳定性分析的常用的几种基本理论及治理方法。系统地研究了不同参数、不同桩位以及锚杆长度的变化对黄土边坡稳定性的影响。以黄土地区的两个边坡工程为背景，采用Midas-GTS有限元软件模拟边坡的滑移情况，并与极限平衡法相比较。同时借此软件来分析抗滑桩与锚杆的受力与变形规律。研究结果表明：通常抗滑桩位于边坡中部时边坡的稳定系数最高;适当增加底层锚杆的长度对边坡的稳定至关重要;不同土层的接触面是边坡稳定的薄弱部位;有限元强度折减法所得的边坡稳定系数偏大;边坡中的抗滑桩在主滑移面处所受剪力最大;控制高边坡中部的变形对支护起到关键的作用;这些研究成果对黄土地区类似的边坡治理工程具有重要的借鉴意义。

关键词：黄土地区边坡稳定数值分析抗滑桩锚杆

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高能级强夯在湿陷性黄土地区的应用研究

高能级强夯在湿陷性黄土地区的应用研究

作者：贺伟西安建筑科技大学

学位级别：硕士

强夯地基处理方法有着广泛的适用性和经济性。强夯法可以改善碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘土、湿陷性黄土、杂素填土等等多种土质。近年来,关于强夯的研究开始增多,尤其是高能级强夯的工程应用开始增多,但关于高能级强夯的研究却... 详细信息

强夯地基处理方法有着广泛的适用性和经济性。强夯法可以改善碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘土、湿陷性黄土、杂素填土等等多种土质。近年来,关于强夯的研究开始增多,尤其是高能级强夯的工程应用开始增多,但关于高能级强夯的研究却相对滞后,针对特定地区的强夯参数也仅凭经验确定,开展此研究在理论和实践上都有重要意义。本文采用有限元分析方法,应用ABAQUS有限元软件,建立了用于分析高能级强夯问题的冲击碰撞有限元模型。该模型应为显示动力分析模型,将强夯简化为轴对称问题,并引入侵彻单元定义强夯过程中的接触面,模拟强夯大变形情况下的位移应力分布。依据庆阳石化改造项目大面积强夯地基处理工程,通过计算对比分析深厚湿陷性黄土地区在3000kN·m常规强夯、及8000kN·m、12000kN·m高能级强夯作用下土体的变形特点和应力变化规律,从而对高能级强夯的加固机理进行了分析研究,揭示出湿陷性黄土地区高能级强夯的加固的特点。

关键词：湿陷性黄土高能级强夯有限元动力分析大变形夯沉量

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黄土滑坡中抗滑微型桩工作机理研究

黄土滑坡中抗滑微型桩工作机理研究

作者：石世刚西安建筑科技大学

学位级别：硕士

微型桩应用于滑坡治理时称为抗滑微型桩,是一种新型的轻型支挡结构,具有施工速度快、场地适应性强、布置灵活、承载力高等优点,已经在滑坡治理工程中取得了广泛应用。但抗滑微型桩受力机理复杂,研究工作相对滞后。因此,研究抗滑微型桩... 详细信息

微型桩应用于滑坡治理时称为抗滑微型桩,是一种新型的轻型支挡结构,具有施工速度快、场地适应性强、布置灵活、承载力高等优点,已经在滑坡治理工程中取得了广泛应用。但抗滑微型桩受力机理复杂,研究工作相对滞后。因此,研究抗滑微型桩的受力机理,为理论设计提供依据具有重要意义。本文设计了室内滑坡模型试验装置,通过该装置分析了三排梅花形布置抗滑微型桩不同间距、不同排距的抗滑能力、土压力分布和桩身内力,探讨了桩顶压顶梁的作用,并对阵列形和单排布置的微型桩进行了研究。结果表明,抗滑微型桩对滑坡具有良好的加固效果,加固后滑坡的破坏曲线由陡变型变为缓变型;破坏荷载时,桩前土压力典型分布形式为对顶的三角形分布,桩后为类抛物线分布,桩身在滑裂面处的弯剪作用最强;梅花形布置微型桩的土压力分布和桩身内力与桩间距、排距密切相关,并随滑坡荷载增大而不断变化;桩身抗滑合力作用点随着荷载的增大逐渐下移;桩顶压顶梁影响了土压力分布、减小了桩身内力,提高了抗滑微型桩的抗滑力;同样桩数的抗滑微型桩,阵列形布置比梅花形布置的侧向刚度更大。采用数值软件ABAQUS对滑坡中抗滑微型桩进行模拟,研究了不同桩间距抗滑微型桩的土压力的分布、桩身内力和变形及破坏模式。分析结果表明,抗滑微型桩的土压力荷载主要作用在桩顶和滑裂带附近;桩身在滑裂带处的弯剪作用最强,水平位移主要发生在滑裂带附近;桩的弯曲破坏先于剪切破坏;桩排距对破坏模式影响不大,三排抗滑微型桩可按等强度设计。

关键词：抗滑微型桩室内模型试验土压力分布桩身内力破坏模式