科技成果

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成果名称: 湿陷性黄土地区城市地下空间绿色施工与服役安全关键技术及应用

成果登记号: 9612024Y1310

第一完成单位: 机械工业勘察设计研究院有限公司

联 系 人: 刘争宏

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 环境保护

应用行业: 建筑业

学科分类: 结构设计(560.3050)

应用状态: 试用

完成人: 王建安,侯 健,徐传召,郭亮,雷方超,于凯航,王勇华,刘争宏,罗静波,薛超,穆国峰,杨京,邢凯,卜崇鹏,张小辉,刘青松,张科含

成果简介:

随着我国社会经济的快速发展和城镇化的推进,地上生态,地下机能的城市发展理念成为城市发展的新趋势,地下立体空间的综合开发利用逐渐成为建筑行业发展的突破口。城市地下空间工程是一项系统工程,由于土质的复杂性,支护结构和地下建筑结构多样性以及现场环境的不确定性,且地下空间结构在其整个服役周期内可能遭受局部初始损伤或破坏,进而引发连续倒塌事故等问题,严重制约了城市地下空间的发展。因此,研究湿陷性黄土地区城市地下空间绿色施工与服役安全关键技术对推动城市由外延扩张式向内涵提升式转变,提高城市综合承载能力具有重要意义。

在此背景下,项目组经过多年的技术攻关,进行了理论研究、模型试验、现场试验、力学分析、数值模拟等工作,并结合工程实践等手段,针对我国地下空间结构最量大面广的内部结构形式之一,钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌性能研究的不足,湿陷性黄土地基处理技术难题,传统基坑支护结构工序复杂及资源浪费等问题,进行了系统研究,并取得了以下成果:

1、建立了静压成孔素土挤密桩单桩与群桩桩周土体场挤密系数的多因素耦合模型,揭示了压实Q3黄土的高压压缩与浸水附加压缩变形的耦合机理,解决了传统湿陷性黄土地区的地基处理技术难题,引领了挤密法地基处理的技术研发和创新应用。

2、提出了一种新型装配式支挡结构,研发了新型支挡结构的连接装置及多种用于基坑支护的可回收装置,建立了桩锚连接装置的受力分析和施工方法,促使传统的支护结构得到不断的创新和完善。

3、建立了钢筋混凝土框架结构全过程静、动力抗连续倒塌力学模型,提出了钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌性能评估简化方法,为钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌性能的准确快速评估及抗连续倒塌设计提供参考。

2014年至今,本项目技术成果在西安等地的地下建筑结构、地基基础、基坑支护工程中进行了大量的推广应用,提高了地下空间结构的设计质量,确保了地下空间结构的安全性,降低了施工成本,缩短了施工周期,形成了一套完善成熟的技术体系,已经逐渐被行业认可,具有广阔的应用前景。

本项目获得国家授权专利 7 项,其中发明专利1项;发表论文14篇,其中SCI收录论文7篇。根据教育部科技创新工作站(Z08)出具的最新科技查新报告,本项目研发内容在国内该领域未见以上创新成果的相同报道;本项目经过陕西省土木建筑学会科学技术成果评价:成果具有先进性、创造性和重大技术价值,在工程中已得到广泛应用,经济社会和环境效益显著,具有很好的推广应用价值,总体达到国内领先水平。