水工隧洞内水外渗承载机理研究

内水外渗是钢筋混凝土衬砌水工隧洞中存在的客观问题,是影响电站工程效益、隧洞结构安全和沿线山体稳定的重要因素。本课题依托武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，将以室内衬砌压水试验为基础，系统开展水工隧洞运行过程中衬砌开裂与裂缝扩展规律方面的研究，探索开裂衬砌混凝土裂缝宽度及其分布特征与衬砌透水特性之间的关系，确定开裂混凝土衬砌的渗透张量，为隧洞渗水量的预测提供科学依据；基于工程原型观测资料，引入充水夹层单元以模拟衬砌与围岩脱离前后接触部位的应力特性与渗透特性，建立包含衬砌、充水夹层单元和围岩在内的三维数值分析模型，采用非线性动态仿真分析理论和非线性有限单元分析方法，研究衬砌与围岩有条件的联合承载特性，对揭示隧洞内水外渗承载机理有重要意义，为水工隧洞的安全运行提供了重要保证。研究成果可为我国水工隧洞建设中的关键问题提供技术储备，进一步推动我国水工隧洞的建设和发展。 2100433B

挤扩支盘桩是一种变截面桩，借助专用挤扩设备使桩的几处截面直径扩大，增加桩一土接触面积，从而提高桩的承载力。挤扩支盘桩是对普通钻孔灌注桩的优化，其桩一土接触面积增大数倍，多支点端阻力也增加数倍，还具有对各类土层适应性好、工期短、经济效益显著、无环境污染等优势。

《挤扩支盘桩承载机理与应用研究》介绍挤扩支盘桩承载机理与应用研究，主要内容包括：挤扩支盘桩的荷载传递特性、桩侧摩阻力及桩端阻力特性的试验研究过程；挤扩支盘桩的成桩理论及破坏机理分析；适应支盘桩特点的荷载传递函数和极限承载力计算公式的建立；挤扩支盘桩的工程运用与经济效益分析。

《挤扩支盘桩承载机理与应用研究》可供岩土工程设计、施工、监测人员使用，也可供科研院所相关专业人员和相关专业大学师生学习参考。

内容简介

结合国家科技支撑计划，采用理论分析、现场试桩试验研究、室内模型试验研究、数值模拟等相结合的方法对大跨度桥梁深长嵌岩桩进行了一系列的研究。《大直径深长嵌岩桩承载机理研究与应用》系统介绍了大直径深长嵌岩桩的荷载传递机理，以及岩石特性和尺寸效应对嵌岩段侧摩阻力和端阻力的影响因素研究，通过室内模型和原位试验研究了孔壁粗糙度和沉渣厚度对承载力的影响，建立了大直径深长嵌岩桩的设计计算方法，并应用于工程实例。2100433B

桥梁、渡槽基础往往采用大直径嵌岩桩，其基岩软弱且岩面倾斜。倾斜岩面软岩嵌岩群桩存在沿岩面滑移、群桩挤扩压屈、不均匀沉降等问题；由于持力层性质差、岩面倾斜、基桩非等长、桩-岩界面特殊、荷载条件复杂等因素，该群桩的承载机理需进行系统深入的研究。本项目引入CT扫描技术进行嵌岩桩模型试验，实现变形及发展的可视化，从细观角度揭示嵌固机理；采用扩孔理论研究软岩嵌岩桩的承载机理和应力路径，建立其极限承载力的计算公式；进行软岩应力路径三轴、动力三轴和桩-岩接触特性等试验，建立软岩的静动力本构模型、桩-岩界面本构模型；进行群桩离心模型试验和振动台模型试验，考虑承台-群桩-岩土体非线性共同作用，研究倾斜岩层面的软岩嵌岩群桩的承载机理与破坏模式、动力特性与地震响应。综合模型试验、理论分析和数值模拟结果，提出倾斜岩层面的软岩嵌岩群桩的设计计算方法、承载力与沉降双控设计准则、加固与减震措施，并在实际工程中推广应用。