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关键词： 高速公路边坡   边坡稳定性   数值模拟   安全监测技术  

摘要： 文中以S22天天高速安庆至潜山段为研究对象，结合现场地质调查和高边坡工点设计文件，选取具有代表性的高边坡进行分析，利用数值分析软件对两种工况下的高边坡稳定性进行定量计算。同时，考虑施工期对高边坡的影响，文中采用了一套可行的高边坡自动化安全监测技术，完成了公路工程高边坡稳定性分析和安全监测的研究。研究成果可为该项目的边坡安全管理提供指导，也可为该地区类似项目提供参考。

关键词： 桥梁胶缝   水平约束力   胶层厚度   模型建立   抗剪性能  

摘要： 为研究水平约束力及胶层厚度对桥梁胶缝抗剪性能的影响,文中以贵州省某混凝土连续梁桥的盖梁键齿胶缝节点工程为例,通过数值模型模拟分析约束应力及胶层厚度对抗剪承载力与变形行为的影响规律。结果表明,胶缝结构中应力演化符合三阶段规律;不同正应力水平试件荷载排序为A3> A2> A4> A1;随着相对位移的增加,不同正应力水平及不同胶层厚度试件竖向荷载均呈先快速增长、后缓慢增长并趋于稳定的变化趋势。这表明,通过协同优化水平约束力与胶层厚度,可显著提升桥梁胶缝节点的抗剪可靠性及损伤容限。

关键词： 强度折减法   复合土钉墙   基坑稳定性   安全系数   参数优化  

摘要： 为提升复杂地质与周边环境条件下复合土钉墙支护基坑的整体稳定性，文中以贵州贵阳某基坑工程为案例，基于强度折减法理论，结合Abaqus软件建立三维有限元模型，模拟分析土钉长度、倾角及间距等关键设计参数对基坑变形特性、土钉轴力分布及安全系数的影响。结果表明，随着土钉长度由3 m增至9 m,坡顶水平与竖向位移分别降低42.27%、28.10%;土钉倾角为20°时，安全系数最高；土钉间距增大则导致位移显著增加，稳定性下降。研究结果表明，土钉长度9.0 m、间距1.0 m、倾角20°的参数组合，可显著提升支护体系的整体稳定性，有效控制基坑变形。

关键词： 矿井储水结构   应力-渗流-化学耦合   化学溶蚀   损伤破裂   稳定性   数值模拟  

摘要： 矿井储水结构长期运行过程中受矿山压力、渗透水压力及化学溶蚀的共同影响，针对应力-渗流-化学耦合作用下矿井储水结构的稳定性问题开展研究具有重要意义。考虑损伤破裂作用下矿井储水结构渗透率的突变效应与化学溶液作用下煤柱坝体的强度劣化特征，基于多物理场耦合理论构建了应力-渗流-化学耦合作用下矿井储水结构稳定性分析方法。利用FLAC3D数值模拟软件中的Fish语言进行编程，开发了应力-渗流-化学耦合作用下矿井储水结构稳定性模拟方法。对不同上覆荷载、不同水头高度及不同pH条件下矿井储水结构的应力分布、位移变化、孔隙水压力及损伤单元数量进行了分析。研究结果表明：随着上覆荷载增加，矿井储水结构内部垂直应力持续升高，形成明显的“蝶形”分布特征，混凝土嵌入煤柱坝体的交界区域出现应力突增现象；矿井储水结构垂直方向位移不断增大，位移变形区逐渐向内部扩展并连通形成连续位移变化，结构稳定性逐渐降低。随着水头高度升高，使矿井储水结构迎水面水平Y方向位移增大，并在渗透水压的作用下产生弯曲变形，受嵌入结构的限制，矿井储水结构掏槽部分也出现了不同程度的位移，沿垂直中轴线两侧呈对称分布；孔隙水压力由中部逐渐向两侧扩散，使矿井储水结构的整体稳定性下降。不同pH条件下结构塑性区主要分布在混凝土坝体两侧的煤柱坝体内部与混凝土坝体与顶底板交界区域，以剪切破坏为主；损伤单元数量随pH值的升高呈现出明显的“V”形分布特征。

关键词： 覆岩结构   数值模拟   高强度开采   演化规律   冲击地压  

摘要： 针对高强度开采下采场覆岩失稳诱发的动压灾害问题，以神东煤炭集团布尔台煤矿为背景，采用理论分析、数值模拟与现场试验相结合的方法，揭示了覆岩结构的演化特征与能量积聚释放机制。结果表明：开采强度与覆岩能量演化存在明显的非线性耦合关系，10 m/步是能量分布由“弥散态”向“局域化”转变的临界阈值；跨越该阈值后，能量梯度剧增373%，能量传递路径发生拓扑重构，导致高能积聚区锁定在关键块体，诱发切顶式动力失稳。采用定向水力压裂技术可有效切断高能拓扑路径，使周期来压步距由16.4 m降至8.8 m（降幅46.3%），支架压力峰值降低18.1%，超限频次下降77%。研究成果量化了高强度开采的动力学判据，为类似条件下矿压灾害防治提供了理论依据。

关键词： 斜拉桥   转体施工   结构稳定性   有限元分析   球铰   动力响应  

摘要： 为保障跨越繁忙铁路干线的大吨位斜拉桥转体施工安全，该研究以一座重达3.5万t、采用球铰转体系统的预应力混凝土斜拉桥为工程背景，基于ABAQUS软件建立了包含115 992个六面体单元的精细化三维有限元模型，系统模拟了五组匀速转速与六组角加速度工况下的转体过程。研究结果表明，当匀速转速超过0.03 rad/min时，球铰接触应力因离心效应显著加剧，在0.1 rad/min时边缘应力可达23.45 MPa,且横向位移激增149%;同时，角加速度超过2×10-3 rad/s2后，结构动力冲击效应非线性放大，驱动扭矩急剧增加。该研究定量揭示了转速与加速度对转体稳定性的影响机制，为同类工程的安全施工与过程控制提供了关键理论依据与数据支撑。

关键词： 长悬臂板   内力计算   沙柯公式   贝达巴赫公式   有限元法   有效分布宽度  

摘要： 针对公路桥梁长悬臂板结构内力计算问题，系统比较了规范法、沙柯公式法、贝达巴赫公式法与有限元法四种计算方法的适用性与精度。通过建立不同悬臂长度（2.25、2.75、3.25 m）的板单元模型，结合《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2015）荷载标准，分析了车轮荷载作用下的根部弯矩。结果表明，规范法由于忽略板的双向受力特性，计算结果偏小20%～30%，不适用于长悬臂板；而沙柯公式、贝达巴赫公式与有限元法结果较为接近，其中有限元法结果最为保守，建议作为设计依据。研究还提出了基于后轴弯矩估算总弯矩的简化计算方法，为长悬臂板设计提供了实用参考。研究结论表明，随着悬臂长度增加，不同计算方法间的差异逐渐增大，在实际工程中应综合考虑计算精度与效率，选择合适的计算方法。

关键词： 纳米二氧化硅   泥岩基底   力学性质演化   微观结构机制   边坡稳定性  

摘要： 为揭示纳米二氧化硅（NS）改性对露天矿排土场泥岩基底强度演化与边坡稳定性的影响机制，以黑龙江宝清露天煤矿排土场泥岩为研究对象，系统开展不同NS掺量（0%、1%、2%、3%、4%）条件下的液塑限、无侧限抗压强度（UCS）、直剪、干湿循环及压汞微观结构试验，并结合数值模拟分析改性弱层对坡体变形与稳定性的作用规律。研究结果表明：随NS掺量增加，泥岩UCS先升后降，3%时强度提升最显著，较原状样提高约4.5倍；黏聚力c由21.8 kPa增至43.2 kPa，提升约98%，而内摩擦角φ仅小幅上升。干湿循环作用下，各组样品强度均呈线性衰减，4%掺量样品的强度保持率最高，达74.3%，表明纳米材料显著增强了泥岩的结构耐久性。数值模拟结果表明，改性后坡体最大水平位移降低约30%，安全系数由1.153提升至1.345，边坡由“基本稳定”转为“稳定状态”。NS通过“物理填充-化学胶结-结构重构”协同作用，显著改善泥岩孔隙结构与抗剪特性，为露天矿排土场边坡长期稳定与绿色加固提供了理论依据与工程支撑。

关键词： 排土场   附加荷载   边坡稳定性   数值模拟   极限平衡法   潜在滑动面  

摘要： 排土场边坡稳定是露天矿山安全生产核心，生产辅助设施与运输车辆形成的复合附加荷载，是诱发边坡失稳的重要外部因素，相关研究匮乏，难以满足工程实际需求。以沙木沟石英砂岩矿排土场为对象，分析废石物理力学特性，量化静态荷载与动态荷载；按规范将2 746 m以上荷载区边坡定为Ⅱ级安全等级，确定工况判别标准。采用强度折减与极限平衡法联合验算，分析自然工况、地震工况、降雨工况下的安全系数与失稳模式。结果显示：复合荷载下各工况安全系数均满足规范，边坡整体稳定；滑面沿堆积体发育，无深层滑动，废石力学性能与宽缓平台抵消荷载不利影响。两方法结果吻合，结论可靠。成果可为该矿安全运营、设施布局提供依据，也为同类矿山排土场在复合附加荷载作用下的稳定性分析与防控提供参考。

关键词： 顶板水害   高应力软岩   覆岩破坏   垮采比   裂采比  

摘要： 导水裂缝带发育高度是水体下采煤最重要的参数之一，关系到水体下采煤的安全。高应力软岩环境复杂，既区别于传统意义上的软岩，又与中硬岩体表现出不同的变形规律。为获得高应力软岩环境下导水裂缝带发育高度，掌握高应力软岩环境下覆岩破坏规律，采用岩石力学测试，确定了安新煤田岩石单轴抗压强度，划分了覆岩强度类型。采用钻孔漏失量和彩色钻孔电视窥视等方法，实测了新柏煤矿4506工作面垮落带、导水裂缝带发育高度，并结合相似模拟试验，分析了工作面开采覆岩裂隙演化规律，对比分析了与传统软弱和中硬类型裂采比的差异。结果表明：安新煤田覆岩强度类型划分为中等，但表现出高应力软岩的特性；获得了高应力软岩环境下综放开采5煤层垮落带最大高度为55.6 m，导水裂缝带最大高度为132.6 m，即垮采比为6和裂采比为14.3，可作为矿井顶板水害防治及安全措施制定的重要依据；导水裂缝带高度随着工作面的推进逐渐增大，但当推进一定距离后导水裂缝带发育高度不再增大而是趋于稳定；与《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采指南》中经验公式相比，安新煤田综放开采裂采比介于传统中软弱和中硬覆岩裂采比之间，说明了高应力软岩的特殊性。研究结果可为高应力软岩环境下覆岩破坏规律提供理论基础与应用参考。