震区的同震地表破裂位移是隧道产生剪切破坏和塌方的主要因素。文章系统地总结了前人关于震区同震地表破裂特征参数的统计经验关系,并对汶川地震期间的隧道震害进行了对比分析。研究结果表明：与隧道抗震设计直接相关的参数是地表破裂长度、最大同震破裂位移、平均同震破裂位移,地表破裂长度主要反映震区所产生的剪切位移的影响范围;在实际隧道...
为探讨池家河隧道围岩质量,文章基于隧址区浅表生改造特征和空间发育规律,初步划分了浅表生改造强度等级,建立了适用于池家河隧道地质条件的施工期围岩分级方案,探讨了浅表生改造与隧道围岩级别的关系。结果表明,池家河隧道隧址区岩体经受过较强烈的浅表生改造,主要表现为发育中缓倾角结构面和陡倾角裂隙。浅表生改造控制了池家河隧道岩体结构及...
文章通过对国内外现行照明质量标准和照明评价方法的研究分析,以及对现有照明光源、隧道内装材料和西南山区隧道照明技术现状的调研,开展了基于反光蓄光理念的隧道室内模拟试验、实体隧道试验和现场试验等一系列隧道照明节能试验,对隧道节能照明规律进行了探讨。研究表明：（1）隧道侧壁采用反光蓄光材料可提高路面照明质量,当墙面反射率达到70%...
文章在总结国内外复合地层盾构施工经验的基础上,首次明确并定义了＂滞排＂的概念,对＂滞排＂现象进行了科学的分类,并对其成因和风险进行了分析研究,提出了＂破＂、＂和＂、＂排＂的系统解决方案,并给出了盾构设计阶段、制造阶段和施工阶段的相应对策;最后从新理论、新设备、新方法和新材料等方面对＂滞排＂的解决对策做了进一步的展望。
2013年12月,一台直径4.3米的罗宾斯双护盾硬岩掘进机在土耳其阿达纳省的亚曼利（Yamanli）二期水力发电工程中挖掘完成了一条9.3公里长的引水隧道,以胜利者的姿态出现在了隧道的另一头。由于在整个施工过程中掘进速度非常理想、宕机的时间也处于最低水平,所以这台硬岩掘进机得以按时贯通了隧道。
为研究热-力作用下花岗岩的破裂规律,采用MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统和PCI-Ⅱ声发射仪开展了黑云母花岗岩在不同围压和不同温度作用下的三轴压缩试验。研究结果表明：在20℃,40℃和60℃的温度作用下,声发射事件的密集程度和声发射累计振铃计数以及最大AE能率随着温度的升高而增加,宏观破裂角逐渐减小,岩石的脆性破坏特征逐渐增强;在60...
2014年1月21日,一台罗宾斯主梁式硬岩掘进机完成了亚洲最长、最深的输水隧道之一的孟买输水隧道掘进作业。这台直径6.25米的掘进机在全长8.3公里的隧道掘进过程中展示了卓越的性能,一直保持着很骄人的掘进速度。
采用随机场模型能够有效地模拟围岩参数的空间变异性。文章将局部平均随机场理论、有限差分法和Monte-Carlo模拟结合在一起,得到了Monte-Carlo随机有限差分法,基于该方法编制了可考虑围岩空间变异性的隧道结构可靠度计算程序;并将围岩密度、弹性模量和内摩擦角等参数视为三维正态随机场,研究了围岩的竖向与水平向相关距离的变化对隧道结构可靠度...
文章以某大型地下洞室群工程项目为背景,首次引入标准极差（R/S）分析法处理收敛变形时程数据。首先,根据Hurst指数的基本含义并结合力学原理,指出分形维数代表断面变形的收敛速度,而Hurst指数本身代表监测开挖后围岩的松动程度;然后,计算分析了实际变形数据的Hurst指数及其分形维数,从而判断了变形时程曲线的动力特征,比较了同一断面各测线之间...
文章采用模型试验和数值计算相结合的方法,对爆破应力波在下部已有洞库围岩内的传播及洞室的安全稳定性进行了研究,得到了爆炸波在洞室围岩体内的分布规律及拱顶的位移曲线。结果表明：压力峰值随着距爆点距离的增大而逐渐减小,通过爆心竖直测量线上的垂直压力峰值大于通过洞室形心水平线上对应位置处的压力峰值,水平测量线上测点的垂直压力峰值...
文章以南京地面出入式盾构工程为背景,采用三维有限元模拟了地面出入式盾构隧道的整个施工过程,通过在模型中施加隧道内部压重与地表堆载,研究了两者对控制隧道上浮量、提高隧道稳定性的有效性。分析计算结果与现场监测数据表明：内部压重能够明显地提高隧道的稳定性,且效果比较明显;地表堆载也能在一定程度上减小隧道的上浮量,但其效果没有内部...
文章基于Hoek-Brown屈服准则,采用有限元数值模拟方法对不同开挖台阶长度条件下的隧道施工过程进行了三维数值模拟,分析了隧道推进过程中横断面及地表位移响应规律。研究表明：随着台阶长度的增长,水平收敛量以及拱顶沉降量均将增大,开挖台阶长度分别为4m,6m,8m和10m时,相比于2m台阶长度,其拱顶沉降量分别增长了9%,25%,29%和36%,水平收敛量分别...
以棋盘石隧道为工程背景,采用有限元方法,设置五种不同仰拱半径的三心圆断面,对比研究了活动断层错动下不同衬砌断面型式对链式结构隧道受力及塑性变形的影响。结果表明：断层错动引起隧道二次衬砌受到拉张、剪切、挤压组合作用;断层错动引起的高应力带主要在断层带内的节段拱脚位置,且峰值位于上盘,剪切缝能有效地吸收断层错动产生的拉应力;在...
文章以复合腔体加固盾构隧道极限承载力足尺试验为背景,提出一种可用于模拟盾构隧道结构加固工况的非线性叠合模型,用不同的材料定义复合腔体和管片,用双向弹簧单元模拟未加固隧道与复合腔体间的粘结,并通过对比足尺试验结果,对模型的有效性进行了验证;同时详细地描述了一些关键参数的取值,并通过数值模拟结果形象地描述了结构的受力性能和破坏...
文章利用大尺寸模型试验,研究了拱盖法隧道开挖过程中地表的发展模式和围岩受力情况。结果表明：隧道开挖过程中地表沉降先后经历了缓慢沉降、快速沉降和缓慢沉降三个阶段,其中中导洞开挖、竖向支撑拆除是沉降快速发展的阶段,拱部二次衬砌完成后开挖下部围岩对地表变形贡献不大;在掌子面推进过程中,监测断面各部位围岩荷载的释放过程具有较大差...
港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程预支护体系采用管幕法与人工冻结技术相结合的全新＂管幕冻结法＂施工。根据工程实际情况,首次提出了在管幕钢管内部布置＂圆形主力冻结管＂、＂异形加强冻结管＂和＂升温盐水限位管＂三种特殊管路构成的冻结方案。为了研究该冻结方案的有效性与可控性,进行了大型物理模型试验。文章主要介绍了模型试验概况,重...
利用大型地质力学模型试验台架开展软弱围岩特大跨度隧道开挖模型试验的技术研究,主要包括软弱围岩相似材料的配制方法、模型试验台架及加载系统、围岩应力量测系统及围岩位移量测系统。采用单点薄膜压力传感器进行围岩应力量测,具有准确、灵敏和扰动小等特点。文章基于光栅尺与PIV的围岩位移量测技术,开展了一组软弱围岩特大跨度隧道毛洞开挖模...
在软弱围岩中进行隧道开挖,往往因岩体变形过分或局部应力集中而导致围岩失稳破坏,在实际工程中大多采用锚杆作早期支护。文章以Ⅳ级软弱围岩为参照对象,利用相似模型试验进行了锚杆支护条件下的隧道施工过程模拟,对开挖过程中围岩的渐进破坏特征、破坏模式以及锚杆的支护效应进行了研究。试验结果表明,隧道开挖将会在隧道周边形成一应力扰动区,...
文章利用Abaqus软件,分析了拱肩裂纹对直墙拱形隧道整体稳定性和强度的影响,归纳了模型的破坏规律;数值模拟计算出了隧道周边各点的Tresca应力和裂纹尖端的应力强度因子YⅠ和YⅡ,并采用模型试验对模拟结果加以验证。结果表明,拱肩处的贯通裂纹会降低直墙拱形隧道的整体稳定性及强度,随着裂纹与侧壁夹角θ的变化,裂纹对隧道的影响程度有所不同,当θ...
文章以浙江某海底沉管隧道施工期间的沉降监测为例,根据实测数据分析了沉降的发展规律,对单个管节沉降和多个管节不均匀沉降进行了研究;从土体压缩的角度探讨了海底沉管隧道施工期间的沉降机理,提出施工时间差异和单管节累积沉降差异是不均匀沉降发生的主要原因;同时,从施工外因的角度对注浆、回填的影响做了分析,发现注浆的差异是后续不均匀沉...
中隔墙作为连拱隧道的重要承重构件,在施工过程中其应力变化规律较为复杂。文章基于13省道公路隧道工程实例,对某隧道K2＋163断面进行了三向应力测试。结果表明,中隔墙体不同部位的三向应力状态并不一致,墙体上部与底部主要承受竖向应力,中部结构主要承受开挖方向的水平应力;对于单洞超前开挖,当掌子面推进至监测断面时,墙体内部各向应力均达到...
文章推导了一种埋地管线安全程度判定方法的计算公式,分析了适用于超大直径盾构隧道穿越管线过程中的安全判定方法,并建立了管线应力状态与管线位置处的地表变形之间的联系。通过实测地表沉降数据,拟合管线挠曲线方程,再通过对挠曲线求微分得出管线曲率,进而求得管线的应力状态。并通过管线的实际应力状态与容许应力相比较,建立管线安全度评价指...
纵向隧道通风动态过程现场试验结果表明,当改变隧道射流风机的运行状态后,隧道风速需要较长的时间才能达到稳定状态,即纵向通风隧道存在延迟效应。通过理论公式推导得出的隧道流场在风机调控下的动态响应公式,可用来预测隧道延迟效应的强弱,其理论计算结果与现场实测数据吻合良好。参数化研究发现：在相同初始速度下,开启射流风机数量越多,隧道...
文章基于对管片拼装阶段的拼装过程以及管片受力情况的分析,采用有限元软件对不同拼装椭圆度、不同封顶块位置下的纵缝张角变化规律进行了研究,并在此基础上计算得出封顶块处于最不利位置时密封垫处的最大内外张开量。研究结果表明,在管片拼装阶段,拼装椭圆度与管片间张角呈线性关系;在相同拼装椭圆度下,封顶块位置对张角的大小有影响,在封顶块...
通过综合模拟仿真与定量分析,研究公路隧道照明眩光的影响范围,对加强公路隧道行车安全、提高公路隧道照明舒适度具有现实意义。文章通过引入眩光常数G和相对阈值增量TI的计算方法,并针对隧道对称布灯、交错布灯以及中央布灯三种情况下的隧道照明眩光进行了仿真分析,得出了三种布设方法下产生的眩光影响范围。研究结果表明：对称布灯时眩光影响...
运营盾构隧道的横向收敛变形直接关系到隧道的结构安全,粘贴芳纶布是常用的隧道变形整治加固方法之一,然而目前对其加固机理和加固效果还不明确。论文利用数值模拟方法,以隧道横向收敛变形和接缝张开量为指标,探讨了芳纶布对隧道横向变形的加固机理和加固效果;针对芳纶布粘贴时机与粘贴层数对加固效果的影响进行了参数影响分析。研究发现,粘贴芳...
文章针对郑州地铁盾构法隧道近距离叠交穿越电力隧道的施工工况,应用ABAQUS软件对地铁隧道穿越电力隧道施工进行数值模拟,研究分析了郑州砂性地层盾构施工引起的地表以及电力隧道的沉降规律。计算结果表明,地表沉降最大值位于两隧道中心,约12mm;电力隧道最大沉降值位于盾构隧道与电力隧道交点处,最大值约15mm,在规范要求沉降范围内。基于研究成...
文章以杭州地铁1号线红普路站—九堡站区间段右线隧道盾构掘进为工程背景,对盾构掘进过程中周围土体的变化情况进行了试验性监测研究,其监测内容包含地表沉降、分层沉降、水平位移和孔隙水压力。通过监测数据分析表明：地表沉降主要集中在盾构通过前接近监测断面和盾尾离开监测断面这一期间;在盾构通过时,隧道盾构外侧土体存在明显沉降,而在盾构...
文章结合目前国内世界级工程港珠澳大桥的拱北隧道,从设计的角度介绍了一种饱和富水软土地层超浅埋大断面双层叠合六车道隧道下穿敏感建筑的新方法——管幕-支护结构组合体系浅埋暗挖法。该法将作为超前支护的管幕与作为支护结构的初期支护进行合理组合连接,形成大刚度的环向及纵向整体受力体系,可有效控制隧道开挖过程及运营阶段的地表变形,大...
长江沿岸淤泥质土分布广泛、厚度大,承压水水位高,工程地质条件复杂,深基坑工程维护施工困难。文章结合南京青奥线梅子洲过江通道接线工程,对深基坑SWM三轴搅拌桩围护结构进行了系统研究;通过现场试桩与室内试验相结合,确定了水灰比、水泥用量、下钻速度、提升速度等主要施工工艺参数;并结合现场试验结果,研究分析了SMW工法桩围护结构的位移规律...
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