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站-桥同位合建工程中地下结构的地震响应

土木与环境工程学报（中英文） 2024年第2期46卷 42-50页

作者：张胜郑俊杰章荣军杨文钰华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074 武汉大学土木建筑工程学院武汉430072

地铁车站与高架桥同位合建(站-桥合建)工程能缓解城市交通拥堵和节约建造空间,但其动力响应机制和地下结构地震反应特性不甚明确。利用有限差分软件建立站-桥合建工况和单一车站工况对应的三维模型,首先进行静力计算,分析两类工况的受... 详细信息

地铁车站与高架桥同位合建(站-桥合建)工程能缓解城市交通拥堵和节约建造空间,但其动力响应机制和地下结构地震反应特性不甚明确。利用有限差分软件建立站-桥合建工况和单一车站工况对应的三维模型,首先进行静力计算,分析两类工况的受力变形规律,在此基础上分析在输入El-Centro波和Kobe波时两类工况中地铁车站的层间位移角、应力变化规律以及薄弱位置;最后深入研究高架桥的桥梁荷载和高度对地铁车站地震反应的影响规律。结果表明:随着基岩输入加速度的增加,高架桥对地铁车站层间位移角和最大应力的影响增大;站-桥合建工况中车站楼板两端容易发生受拉破坏,大震时应增加对车站中柱的关注;层间位移角随桥梁荷载线性增加,随桥梁高度非线性增加,应力随两者均呈线性增加。

关键词：站-桥合建工程高架桥地铁车站地震响应桥梁特性

基于间隙参数法的软土盾构隧道施工不确定性表征

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岩土工程学报 2024年第S2期46卷 107-113页

作者：杨文钰郑俊杰仉文岗章荣军梁正斌陶应建华中科技大学土木与水利工程学院湖北武汉430074 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 重庆大学土木工程学院重庆400045 中铁八局集团第一工程有限公司重庆400053

为防御软土盾构隧道施工引发过大地层位移的风险,有必要对盾构隧道地层位移进行概率分析。间隙参数法通过将地层损失分为三个分量,详尽地解释了盾构隧道掘进过程中地层损失的来源,基于间隙参数法对盾构隧道掘进过程中众多参数不确定性... 详细信息

为防御软土盾构隧道施工引发过大地层位移的风险,有必要对盾构隧道地层位移进行概率分析。间隙参数法通过将地层损失分为三个分量,详尽地解释了盾构隧道掘进过程中地层损失的来源,基于间隙参数法对盾构隧道掘进过程中众多参数不确定性进行表征,为实现概率分析提供重要前提。基本思路为分别确定三个分量,即等效三维间隙、盾构姿态相关间隙与物理间隙的统计特征。等效三维间隙与盾构姿态相关间隙相对复杂,根据文献给出了与之相关的地层参数与掘进参数的统计特征。物理间隙与注浆效果有直接关系,通过搜集到的地质雷达数据确定注浆填充率,给出了物理间隙的统计特征。

关键词：软土盾构隧道间隙参数地层变形不确定性

MICP修复重金属污染溶液及矿化垃圾土试验研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第5期46卷 117-126页

作者：许耀东章荣军黄小松郑俊杰华中科技大学岩土与地下工程研究所武汉430074 武汉大学土木建筑工程学院武汉430072

大量非正规垃圾填埋场面临超负荷运营困境,衍生出系列亟待解决的环境问题。重金属含量较高的垃圾渗滤液易对填埋场周边水体造成污染,填埋场开采扩容产生的矿化垃圾土也存在Cd、Pb、Zn和Cr(Ⅲ)等重金属超标现象,在资源化利用过程中容易... 详细信息

大量非正规垃圾填埋场面临超负荷运营困境,衍生出系列亟待解决的环境问题。重金属含量较高的垃圾渗滤液易对填埋场周边水体造成污染,填埋场开采扩容产生的矿化垃圾土也存在Cd、Pb、Zn和Cr(Ⅲ)等重金属超标现象,在资源化利用过程中容易造成二次污染,因此,垃圾填埋场重金属污染问题亟待解决。近年来,微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)固定重金属的能力被广泛探究,其中巴氏芽孢杆菌因环境适应性强、脲酶表达量高而备受关注。但相关研究中的修复对象主要为污染溶液和普通污染土壤,其与垃圾渗滤液以及矿化垃圾土在污染成因和化学成分等方面明显不同。鉴于此,开展巴氏芽孢杆菌修复重金属污染溶液和污染矿化垃圾土试验,探究巴氏芽孢杆菌生物修复重金属的可行性,分析生物修复前后矿化垃圾土中重金属形态变化以及修复机理。结果显示,巴氏芽孢杆菌对溶液中Cd、Pb、Zn和Cr(Ⅲ)修复率可分别达到95%、84%、5%和98%,对矿化垃圾土中可交换态Cd、Pb和Zn修复率亦可分别达到74%、84%和62%,可交换态Cr(Ⅲ)修复处理前含量几乎为0;经生物修复,矿化垃圾土中可交换态和碳酸盐结合态重金属含量降低,铁锰氧化物结合态和残渣态重金属含量增加;同时,矿化垃圾土中含Fe和Al成分以及MICP过程产生的碳酸钙沉淀共同促进重金属向更稳定形态转化。

关键词：矿化垃圾土重金属生物修复巴氏芽孢杆菌修复率

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理化复合法处理高含水率淤泥的早期压缩特性研究

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材料导报 2024年

作者：杨玉娇章荣军刘斯杰张昆峰郑俊杰武汉大学土木建筑工程学院水资源工程与调度全国重点实验室中铁十一局武汉重型装备有限公司

新近提出的絮凝-固化-真空预压联合方法（理化复合法）是处理和资源化利用高含水率淤泥的可行、高效选项，在早期涉及到复杂的固结固化耦合作用，探究改性淤泥的早期固结压缩特性是揭示固结固化耦合规律的前提。本研究开展了一系列一维... 详细信息

新近提出的絮凝-固化-真空预压联合方法（理化复合法）是处理和资源化利用高含水率淤泥的可行、高效选项，在早期涉及到复杂的固结固化耦合作用，探究改性淤泥的早期固结压缩特性是揭示固结固化耦合规律的前提。本研究开展了一系列一维固结压缩试验，探讨了固化剂掺量、等效初始含水率以及养护时间对理化复合法处理高含水率淤泥早期压缩特性的影响。试验结果表明，固化剂掺量与养护时间对理化复合法处理高含水率淤泥的压缩特性和结构特性具有显著影响，固化剂掺量越高或者养护时间越长，固结屈服应力越大，结构性越强；等效初始含水率对理化复合法处理高含水率淤泥结构性的影响程度较低。通过引入结构性土压缩模型，提出了理化复合法处理高含水率淤泥屈服应力和破坏指数的预测方程，并基于试验结果建立了一种估算不同胶结程度的理化复合法处理高含水率淤泥压缩曲线的简化方法，可为理化复合法处理高含水率淤泥填筑工程实践奠定理论基础。

关键词：高含水率淤泥理化复合法固结固化压缩特性

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浅埋隧道变基床系数下管棚的力学机制分析

岩土工程学报 2009年第8期31卷 1165-1171页

作者：郑俊杰章荣军杨庆年华中科技大学岩土与地下工程研究所湖北武汉430074

针对管棚法施工中常基床系数下管棚弹性地基梁模型的缺陷,分析了掌子面前方岩土体基床系数分布规律,建立了变基床系数下管棚的地基梁模型,该模型可考虑掌子面水平位移的影响。并用有限差分法对该模型进行了计算,深入分析了开挖过程中管... 详细信息

针对管棚法施工中常基床系数下管棚弹性地基梁模型的缺陷,分析了掌子面前方岩土体基床系数分布规律,建立了变基床系数下管棚的地基梁模型,该模型可考虑掌子面水平位移的影响。并用有限差分法对该模型进行了计算,深入分析了开挖过程中管棚的受力和变形。结果表明:考虑掌子面水平位移影响是非常必要的,做好掌子面加固工作对减小管棚的变形较为有效。同时,管棚力学行为与开挖面位置、开挖进尺及岩体泊松比等因素有很密切的关系,可为管棚的优化设计及施工方案的合理选择提供一定的理论基础。

关键词：浅埋隧道管棚变基床系数有限差分法力学机制

考虑开挖卸荷及变形耦合效应的被动桩分析方法

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岩土工程学报 2012年第4期34卷 606-614页

作者：郑俊杰章荣军潘玉涛崔岚华中科技大学岩土与地下工程研究所湖北武汉430074

基坑、隧道的开挖将不可避免地影响邻近受荷桩基的工作性能,如何合理评价开挖条件下邻近受荷桩基的附加响应至关重要。针对Winkler地基梁模型的不足,提出了一种改进的非线性两阶段分析方法,该法能够合理地考虑桩土作用的非线性特征、桩... 详细信息

基坑、隧道的开挖将不可避免地影响邻近受荷桩基的工作性能,如何合理评价开挖条件下邻近受荷桩基的附加响应至关重要。针对Winkler地基梁模型的不足,提出了一种改进的非线性两阶段分析方法,该法能够合理地考虑桩土作用的非线性特征、桩顶工作荷载对桩身附加轴力的影响及轴力产生的偏心弯矩对水平挠曲的影响等,并给出了该改进算法的增量法求解过程。同时将本文方法与已有研究成果进行了对比,验证了本文方法的合理性,并进一步探讨了桩顶工作荷载对竖向附加响应及轴向力对水平附加响应的影响规律。结果表明:桩顶工作荷载对竖向附加响应的影响是显著的;而轴向力对水平挠曲的影响程度则与自由场位移模式等相关,对于部分位移模式,影响也很显著。

关键词：被动桩开挖卸荷变形耦合效应自由场位移非线性荷载传递法增量法

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低掺量水泥固化高含水率黏土强度特性研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第10期43卷 101-106页

作者：章荣军郑少辉郑俊杰华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074

为了研究低掺量水泥固化高含水率海泥(HW-LC-clay)的强度特性,通过室内试验测试了不同含水率和不同水泥剂量条件下HW-LC-clay的无侧限抗压强度,然后采用归一化分析方法,分别揭示了含水率和水泥剂量对HW-LC-clay强度指标的影响规律.研究... 详细信息

为了研究低掺量水泥固化高含水率海泥(HW-LC-clay)的强度特性,通过室内试验测试了不同含水率和不同水泥剂量条件下HW-LC-clay的无侧限抗压强度,然后采用归一化分析方法,分别揭示了含水率和水泥剂量对HW-LC-clay强度指标的影响规律.研究结果表明:含水率和水泥剂量对HW-LC-clay强度的影响是相互独立的.在此基础上,建立了HW-LC-clay强度预测经验公式,并采用文献数据验证了该经验公式的合理性.

关键词：水泥剂量水泥固化海泥强度特性含水率经验公式

基于p-y曲线分析隧道开挖对邻近单桩的影响

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岩土工程学报 2010年第12期32卷 1837-1845页

作者：章荣军郑俊杰蒲诃夫赵冬安华中科技大学岩土与地下工程研究所湖北武汉430074

在分析隧道开挖对邻近单桩的影响时,基于Winkler地基梁模型的简化方法很难合理确定不同桩土刚度及地层位移条件下土体的等效参数。基于桩土界面非线性p–y曲线,提出了一种分析隧道开挖下邻近单桩响应的修正简化算法,结合有限差分原理,... 详细信息

在分析隧道开挖对邻近单桩的影响时,基于Winkler地基梁模型的简化方法很难合理确定不同桩土刚度及地层位移条件下土体的等效参数。基于桩土界面非线性p–y曲线,提出了一种分析隧道开挖下邻近单桩响应的修正简化算法,结合有限差分原理,给出了非线性方程组的迭代法及增量法求解过程,同时将本文方法与既有研究成果进行了对比验证,并就相关问题进行了探讨。研究结果表明:在进行隧道开挖条件下邻近被动桩分析时,考虑桩土界面非线性特性是必要的,尤其是竖向;随着桩长增加,桩身在竖直方向上呈现出三种不同的受力性状;在cu/E p不变的情况下,桩身弯矩随着cu增加呈线性增长。

关键词：隧道开挖邻近单桩 p–y曲线弹性地基梁迭代法增量法

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地震作用下浅埋隧道系统锚杆参数优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2009年第5期37卷 98-101页

作者：章荣军郑俊杰杨庆年华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074

针对增加衬砌厚度往往对提高结构抗震性能效果甚微的问题,提出了通过合理选取系统锚杆参数来增强隧道抗震性能的思路.在静力分析和动力分析两个阶段探讨了不同工况下锚杆及衬砌的受力状态,研究了结构动力响应特征及最大响应值随锚杆参... 详细信息

针对增加衬砌厚度往往对提高结构抗震性能效果甚微的问题,提出了通过合理选取系统锚杆参数来增强隧道抗震性能的思路.在静力分析和动力分析两个阶段探讨了不同工况下锚杆及衬砌的受力状态,研究了结构动力响应特征及最大响应值随锚杆参数的变化规律,并对锚杆参数优化问题进行了分析.结果显示:增设墙脚处锚杆可大幅提高隧道抗震性能,同时,锚杆长度及布置方式对结构受力影响较大.

关键词：浅埋隧道系统锚杆抗震性能参数优化时程分析