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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

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欠固结软土深基坑被动区加固变形控制

土木工程学报 2023年第S1期56卷 160-170页

作者：陶凤娟章荣军汪海博郑俊杰武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室湖北武汉430072

欠固结软土中进行基坑开挖变形复杂难控,已有研究证明采用被动区加固可有效改善被动区土体力学性能,但其对欠固结软土基坑的变形控制效果及其加固方式尚不明确。本文基于FLAC3D三维数值模拟,对不同被动区加固方案下欠固结软土与正常固... 详细信息

欠固结软土中进行基坑开挖变形复杂难控,已有研究证明采用被动区加固可有效改善被动区土体力学性能,但其对欠固结软土基坑的变形控制效果及其加固方式尚不明确。本文基于FLAC3D三维数值模拟,对不同被动区加固方案下欠固结软土与正常固结软土基坑的变形特性进行对比分析,研究表明,欠固结与正常固结软土基坑被动区加固的变形控制效果均较显著,且欠固结软土基坑被动区加固效果优于正常固结软土基坑;欠固结软土基坑地表沉降分布规律明显不同于正常固结软土;在被动区加固下,欠固结软土基坑地表沉降可简化为固结沉降与正常固结软土基坑开挖沉降的叠加;欠固结软土基坑被动区加固与无被动区加固围护结构最小插入比分别约为0.5和0.9;欠固结软土基坑被动区加固厚度有效范围为0.27He,在此范围内被动区加固厚度越厚、加固体变形模量越大欠固结软土基坑变形越小,且两个因素有互相加成的效果。

关键词：欠固结软土基坑开挖被动区加固变形控制

生石灰对理化复合法处理淤泥浆效率的影响研究

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岩土力学 2022年第S2期43卷 214-222,230页

作者：肖涵董超强章荣军陆展郑俊杰华中科技大学岩土与地下工程研究所湖北武汉430074

改性淤泥固化土应用于填方工程既能弥补砂石填料供应短缺的困境,还能解决大宗疏浚淤泥的弃置难题。但当淤泥含水率超高(>300%)时,纯水泥固化法处理效果极差,而采用絮凝调理联合化学固化的理化复合法可有效解决此类问题。鉴于生石灰具有... 详细信息

改性淤泥固化土应用于填方工程既能弥补砂石填料供应短缺的困境,还能解决大宗疏浚淤泥的弃置难题。但当淤泥含水率超高(>300%)时,纯水泥固化法处理效果极差,而采用絮凝调理联合化学固化的理化复合法可有效解决此类问题。鉴于生石灰具有絮凝和固化双重功效,采用生石灰替代部分水泥可能会进一步提高淤泥浆的理化复合法处理效率。通过十字板剪切试验研究了生石灰替代比对高含水率淤泥浆理化复合法处理效率的影响规律,并通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)试验从微观层面揭示了其固化机制。结果表明:生石灰对淤泥浆理化复合法处理效率会产生较大影响,且存在一个最优生石灰替代比,在最优替代比条件下生石灰能显著发挥絮凝和固化双重功效,并有效提高处理后淤泥的早期和晚期强度;从微观试验分析,最优替代比下处理后的淤泥样生成的CSH/CAH/CASH凝胶和钙矾石等水化产物数量最多,孔隙间隙也最小。因此,实际工程中运用理化复合法处理高含水率淤泥浆时,可采用生石灰替代部分水泥以提高处理效率。

关键词：淤泥浆理化复合法生石灰不排水抗剪强度含水率固化机制

基于非平稳随机场的水泥土堤坝边坡可靠度分析

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土木与环境工程学报（中英文） 2022年第5期44卷 78-86页

作者：杨亮刘辉章荣军郑俊杰华中科技大学岩土与地下工程研究所武汉430074

采用水泥固化疏浚淤泥作为堤坝填料往往会使堤坝土体参数具有较高的变异性;同时,在水泥土堤坝填筑过程中,通常设置水平排水板加速土体排水固结,这使得主固结完成后水泥土强度随排水板位置呈现一定空间变化趋势,通常的平稳或准平稳随机... 详细信息

采用水泥固化疏浚淤泥作为堤坝填料往往会使堤坝土体参数具有较高的变异性;同时,在水泥土堤坝填筑过程中,通常设置水平排水板加速土体排水固结,这使得主固结完成后水泥土强度随排水板位置呈现一定空间变化趋势,通常的平稳或准平稳随机场模型很难表征这一趋势。为此,提出一种不排水抗剪强度垂直排水板方向衰减的非平稳随机场模型,并以水泥土堤坝边坡为例,结合强度折减法和蒙特卡洛模拟,对比提出的非平稳随机场模型和传统平稳随机场模型、深度趋势非平稳随机场模型对边坡安全系数和滑动面分布的影响,讨论模型中趋势参数对可靠度的影响。结果表明:平稳随机场模型及深度趋势非平稳随机场模型的计算结果偏于危险,提出的非平稳随机场模型既能考虑土体不排水抗剪强度沿深度方向的趋势项与随机波动项,又能考虑其沿垂直排水板方向的衰减趋势,与现有研究符合较好。

关键词：非平稳随机场水泥土边坡可靠度分析不排水抗剪强度堤坝

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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) 2023年

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大学土木建筑工程学院

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...

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：

巴氏芽孢杆菌生物修复重金属污染溶液试验研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2022年第3期44卷 160-167页

作者：黄小松章荣军崔明娟郑俊杰华中科技大学岩土与地下工程研究所武汉430074

垃圾填埋场中重金属污染问题严峻,亟待高效的修复技术予以处理。近年来,MICP技术修复重金属污染土体/水体的潜力被广泛探究。在众多土著微生物中,巴氏芽孢杆菌脲酶活性和重金属耐受性更佳,但少有研究探究巴氏芽孢杆菌对高浓度重金属的固... 详细信息

垃圾填埋场中重金属污染问题严峻,亟待高效的修复技术予以处理。近年来,MICP技术修复重金属污染土体/水体的潜力被广泛探究。在众多土著微生物中,巴氏芽孢杆菌脲酶活性和重金属耐受性更佳,但少有研究探究巴氏芽孢杆菌对高浓度重金属的固定/去除潜力,且仅利用MICP理论难以解释巴氏芽孢杆菌对不同重金属的固定/去除机理,此外,常见生物修复工艺的效率有待进一步提高。为避免填埋场中腐殖土和渗滤液物化特性的影响,以重金属污染溶液为研究对象,采用简单拌和法开展生物修复试验;基于MICP和化学平衡理论,利用Visual MINTEQ软件对生物修复重金属污染溶液的过程进行简化模拟。结果表明:高浓度范围内,巴氏芽孢杆菌可通过生物矿化和生物富集作用有效去除溶液中的Cd、Cr(Ⅲ)和Zn等重金属;此外,简单拌和法操作简便,生物修复效率高,具有工程应用的潜力。

关键词：巴氏芽孢杆菌生物修复重金属简单拌和法

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) 2023年

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

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具有Cd、Pb、Zn和Cr(Ⅲ)等重金属超标现象，在资源化利用过程中容... 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具有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)去除率可分别达到95%、84%、5%和98%，对矿化垃圾土中可交换态Cd、Pb、和Zn去除率亦可分别达到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成分和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

絮凝-固化-真空预压联合处理废弃淤泥（浆）试验研究

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土木与环境工程学报(中英文) 2022年

作者：韩超俞越中柏彬董超强章荣军范舟吴巍孙科国网江苏省电力有限公司建设分公司华中科技大学土木与水利工程学院

絮凝调理和化学固化改性处理能改善高含水率淤泥初始的不良工程特性，把废弃淤泥（浆）资源化利用为路堤填料，将对处理后淤泥强度有一定要求。已有研究证实了絮凝-固化-真空预压联合法（简称VP-FSCM）可以有效处理高含水率淤泥浆（含水... 详细信息

絮凝调理和化学固化改性处理能改善高含水率淤泥初始的不良工程特性，把废弃淤泥（浆）资源化利用为路堤填料，将对处理后淤泥强度有一定要求。已有研究证实了絮凝-固化-真空预压联合法（简称VP-FSCM）可以有效处理高含水率淤泥浆（含水率>300%），且处理后的淤泥强度满足路堤填料利用需求。通过室内模型箱试验探索VP-FSCM工艺处理废弃淤泥（含水率约为150%～300%）的可行性和高效性；并优化VP-FSCM工艺在处理淤泥中的外加剂配方（类型和掺量等）。试验结果表明：VP-FSCM处理废弃淤泥后土体28 d不排水抗剪强度为絮凝-固化法（FSCM）处理废弃淤泥后的2.76倍，证实了VP-FSCM处理废弃淤泥的高效可行性；沉降脱水和力学等特性结果表明，VP-FSCM工艺处理废弃淤泥的最佳外加剂种类为水泥（OPC）、高炉矿渣（GGBS）、生石灰（CaO）和聚丙烯酰胺（PAM），且最优掺量分别5%、5%、1.5%和0.12%；在最佳外加剂类型和掺量条件下，真空压力越高，处理后的废弃淤泥强度越高，养护后含水率越低。

关键词：废弃淤泥絮凝固化真空预压抗剪强度含水率

MICP固定Cd污染垃圾土工艺参数优化试验

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太原理工大学学报 2023年

作者：王启予章荣军黄小松许耀东郑俊杰华中科技大学岩土与地下工程研究所

开采填埋场得到的垃圾土可进一步资源化利用，但重金属污染问题亟待解决。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术具有固定重金属污染土体的潜力，但由于污染垃圾土成分复杂，MICP技术修复污染垃圾土的合理工艺参数尚不明确。鉴于此，本研究采... 详细信息

开采填埋场得到的垃圾土可进一步资源化利用，但重金属污染问题亟待解决。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术具有固定重金属污染土体的潜力，但由于污染垃圾土成分复杂，MICP技术修复污染垃圾土的合理工艺参数尚不明确。鉴于此，本研究采用简单拌和法，利用巴氏芽孢杆菌固定处理Cd污染垃圾土，并对菌液和反应液（尿素-氯化钙溶液）的体积和浓度，处理次数等工艺参数进行调整，以探究不同试验条件下垃圾土的固定处理效果。结果显示，经MICP固定处理，污染土中的可交换态Cd可向碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态等更稳定形态转化。提高菌液和反应液的体积和浓度，以及处理次数，可有效提高可交换态Cd减少率，其最高可达91%。矿化碳酸钙沉淀产率与可交换态Cd减少率存在非线性数量关系，当质量增加率达20%，可交换态Cd减少率即可达60%。证明了MICP技术在固定Cd污染垃圾土方面具有应用前景。

关键词：垃圾土 MICP 巴氏芽孢杆菌固定 Cd