公路隧道大型振动台抗减震模型试验方案设计

西藏某隧道隧址区地震烈度高,受多条活动断层影响,为了确保隧道抵御强震和减小活动断层对隧道的影响,对该隧道进口段大型振动台模型试验方案进行研究。首先介绍振动台模型试验模型箱的设计,并对整个模型体系模拟的范围和相似关系进行剖析。然后,在参照已有研究成果并结合本次试验拟定的相似关系基础上,确定模拟模型岩层和模型衬砌的材料。同时,以该隧道进口段数值模拟结果为基础,选择振动台模型试验测点的布置位置。最后,结合隧址区所处的地震环境,编制模型试验的加载制度。最终试验现象证明,本次试验方案是成功的。     

高烈度地震区公路填方路基大型振动台模型试验

为了深入研究公路填方路基的抗震安全,根据试验要求对填方路基进行了大型振动台模型试验方案设计.方案设计中首先介绍了振动台台阵体系、模型箱的设计和数据采集系统等试验装置；然后分析了填方路基振动台模型边界条件的处理和填方路基模型的相似关系,并在已有研究成果基础上结合本次试验特性确定了模型的相似常数,通过采用等量代替法来处理模...     

隧道振动台模型试验相似材料研究

结合隧道结构的振动台模型试验研究,对隧道衬砌模筑混凝土的相似材料进行了试验,选用石膏、重晶石粉和石英砂为模拟材料,通过大量的室内试验研究了不同配合比下材料的力学性能,找到了合适的配合比;同时研究了不同的养护方式对试件强度的影响规律;最后得到的试验结果与隧道震害基本一致,验证了相似材料配合比的正确性.     

山岭隧道振动台模型试验研究的现状与展望

山岭隧道在地震作用下的动力响应与抗震性能,是近10年来国内外工程界及学术界的一个研究热点。采用振动台模型试验,直接模拟与再现地震作用下围岩与隧道结构的动力响应,是研究其动力特性和抗震性能的一种重要手段。针对山岭隧道的振动台模型试验研究,从对象与目的、相似理论、相似材料、模型制作、地震波选取等5个方面,系统地论述国内外山岭隧道振动台模型试验的研究现状,同时也对其今后的发展趋势进行了展望。     

考虑行波效应的盾构隧道多点振动台试验

为了研究长盾构隧道在考虑行波效应的地震动作用下的纵向响应规律,以上海沿江通道盾构隧道为原型,利用多功能振动台台阵系统,设计并完成了盾构隧道的多点振动台模型试验。鉴于长大盾构隧道工程规模和多点振动台试验系统的能力,试验几何相似比确定为1∶60;基于Buckingham-π定理以及量纲分析方法,确定了试验所需的土与结构的动力相似关系;为了模拟沿隧道纵向的行波输入,设计并制作了节段式模型箱,箱体总长22m,分为4个主动箱以及3个从动箱,箱体之间通过弹簧铰相连;以砂子和锯末按照一定质量比拌合来优化配置模型土,并通过室内三轴试验进行测试验证;考虑土-结构相对刚度相似比为控制指标,选取PE材料作为模型材料;根据刚度等效原理,设计并制作了盾构隧道的多尺度结构模型。试验以上海人工波为地震动输入,通过一系列工况的多点振动台试验模拟,得到了行波效应下盾构隧道模型结构的地震响应规律。试验测试数据包括行波效应下模型土和模型结构的加速度响应、隧道管环环缝的伸缩量响应等。对比分析了一致输入和行波输入下隧道结构的动力响应。试验结果表明:相比一致激励输入,行波效应会明显放大模型结构的加速度响应和环缝变形响应,从而对隧道抗震产生不利影响;地震动非一致激励应该在盾构隧道的纵向抗震设计中得到足够重视。     

浅埋双洞错距山岭隧道洞口段地震响应试验研究

由于岩土非线性本构模型以及地震动力方程的复杂性,采用数值模拟或解析法分析隧道抗震性能均存在一定不足,因此模型试验仍是当前研究隧道抗震的有效途径。以强震区勒不果喇吉隧道为原型,设计相似比为1∶30,以河砂、机油与粉煤灰热融混合料作为围岩的相似材料,以石膏作为隧道衬砌相似材料,在隧道模型衬砌内外侧对称粘贴应变片以监测应变应力值,同时在隧道模型及振动台上安设结构加速度计来反演模型围岩的地震响应,采用大型振动台模型试验研究浅埋错距双洞隧道洞口段震害特征与工程减震措施。结果表明:隧道模型围岩对输入地震波有较明显的扩大效应,其频率谱也发生了改变,15 Hz以下频段的地震波得到了强化而其余频段发生衰减;岩土体对隧道结构的约束作用减轻了隧道结构的地震响应,按照模型试验相似比换算,可以将45 m作为隧道洞口段抗震设防长度;隧道墙角位置与仰坡拱肩45°角处为山岭隧道洞口抗震的薄弱环节;洞口段错距部位的震害要比其他部位更加严重,设计中可以考虑在错距部位适当增加岩土体积,以增强该部位的岩土约束作用;地震波作用下浅埋双洞错距山岭隧道地下结构之间存在较强的动力相互作用;在隧道结构周围设置大阻尼结构减震层可以有效降低隧道洞口的地震响应,减弱衬砌应变损伤。     

盾构隧道-工作井节点振动台试验设计与分析

为研究盾构隧道-工作井节点地震响应特征,进行振动台模型试验。该试验几何相似比为1∶60,盾构隧道模型材料为聚乙烯,工作井模型采用尼龙材质进行3D打印技术制作;模型土采用砂与锯末按1∶2.5质量比混合配置;模型箱尺寸为10.0m×4.5m×1.5m的刚性箱。盾构隧道模型由衬砌环模型拼装而成,衬砌环模型纵向切槽模拟纵缝对管片横向刚度的弱化;通过环间卡扣式连接键模拟纵向螺栓,通过旋转模型拼装角度模拟管片错缝拼装。首先进行自由场模型试验,考虑不同地震动输入,得到模型土加速度响应;其次开展盾构隧道-工作井节点振动台模型试验,考虑不同地震动输入方向、不同地震动类型,得到隧道模型环缝张开量、加速度响应、环向应变等数据。研究结果表明:模型箱结构设计合理,边界条件满足要求,试验数据可靠;工作井模型和盾构隧道模型加速度响应频率成分相同,均受模型土控制,两者差异主要为加速度响应幅值不同;盾构隧道-工作井节点在地震作用下环缝张开量明显大于远离该节点的常规区段,前者为后者的1.6~4.5倍;地震动输入方向会导致区间段隧道模型环缝张开量明显变化,但对盾构隧道-工作井节点环缝张开量无显著影响;地震作用下盾构隧道-工作井节点会使工作井模型产生较大环向应变,但不会造成节点处盾构隧道模型环向变形增大。     

西藏墨脱公路嘎隆拉特长隧道防排水方案设计

嘎隆拉隧道是高海拔寒区隧道,处于两大区域活动性断裂带影响内,洞身地质条件复杂,隧道区岩石片理、节理及裂隙发育,断裂带及影响范围内围岩极为破碎,自稳性极差,隧道地下水极发育,并成为隧道施工中最为严重的地质灾害.因此,合理的防水排水设计是保证隧道顺利贯通和日后运营安全的关键.介绍了嘎隆拉隧道特殊的地理地质环境下的防排水方案设计,并通过动态设计及时处理施工中遇到的问题,为同类隧道设计提供了有益的借鉴.     

嘎隆拉隧道初始地应力钻孔应力解除法在现场测试中的应用

嘎隆拉隧道在前期设计阶段采用水压致裂法进行了应力测试,但提交的成果仅为平面应力.为了确定隧道地段初始地应力场的三维空间应力状态,并为隧道设计与施工提供依据,运用钻孔应力解除法测量了嘎隆拉隧道区2个测点的地应力.测试结果表明,最大主应力最大值为28.5 MPa,最小值为25.3 MPa.由于隧址区属于高地应力区,最大主应...     

断层带处公路隧道横断面抗震分析

嘎隆拉隧道是西藏扎墨公路的控制性工程,隧道处于高烈度地震区。根据扎墨公路嘎隆拉隧道地震安全性评价报告和地勘资料,运用Newmark隐式时间积分有限元法并采用黏弹性人工边界,对隧道穿越断层带时的衬砌结构进行了瞬态动力反应分析,通过计算得出拱顶、拱腰、拱脚和仰拱中部的位移时程曲线,并由位移评价了隧道稳定性。计算结果表明,衬砌在地震作用下,其内力增加有限,内力最多增加8.73%。     

观音—谷风隧道、秦岭终南山隧道、关越隧道建设规划之比较

探讨3条长隧道建设规划内容比较,为日后公路长隧道设施规划引为参考:台9苏花公路山区路段改善计划优先段和平溪高架桥工程标已2011年1月开工,其中的观音7.8 km、谷风4.7 km等长隧道工程,以最高规格隧道设施标准设置,正赶办初、细设中,全线预计2017年通车。大陆秦岭终南山公路隧道,为世界第一长之双孔公路隧道,长18.04 km,双孔,单向,双车道,工程2002年3月开工,已2007年1月正式通车。世界第十大之关越隧道,为日本最长的公路隧道,系双孔,单向,双车道,北上线长11.055km,南下线长10.926 km,于1991年10月全线通车,设置大部分国家在隧道内所不采用的洒水设备,另率先运用电气除尘机和竖井相结合的纵流式通风模式,并禁止载运危险物品车辆通行。     

浅埋隧道双护盾TBM洞内拆机技术研究与实践

青岛地铁1号线青岛站附近无吊出井，双护盾TBM贯通后需进行洞内拆机且运输通过既有站后由轨排井吊出。为快捷高效拆解左、右线2台TBM装备，设计TBM洞内模块化拆机总体方案，采用模块化技术进行左、右线TBM主机各部件及后配套台车等的拆解；采用拆机洞室底部铺设钢轨和平移托架技术，将右线TBM主机平移至左线拆机洞室进行拆解；拆解完毕运输通过既有站过程中采用铺设道枕、垫高运输等措施，避免主驱动与站台的干涉；采用合理吊装半径，实现轨排井部件顺利吊装。所有拆解部件运输通过既有站由轨排井吊出，避免了以往返回始发井吊出耗时较长且影响后续工序施工。     

隧道稳定性分析与设计方法讲座之三：隧道设计理念与方法

本文作为一个讲座对以往研究成果作一综述。回顾了当前采用的3种隧道设计方法,提出了基于数值极限分析的地层－结构法,克服了地层－结构法缺点,可以求得设计所需的围岩稳定安全系数,解决了当前设计中的人为性问题。对隧道深浅埋分界线进行了探索,叙述了基于散体理论的隧洞深浅埋分界标准。提出了基于弹塑性理论的隧洞深浅埋分界标准,并对2种分解标准的优缺点进行了评述。阐述了隧道设计计算的5个基本理念： 1）隧道设计必须满足运行和施工中安全要求,提出初期支护后围岩安全系数必须保证施工安全; 2）隧道设计计算模型必须适应不同工程地质条件、围岩压力特征,符合隧道实际受力情况; 3）必须符合现代围岩压力理论与现代支护原理,充分发挥围岩自承作用; 4）隧道结构计算模型也应符合结构实际受力状态,树立初期支护作为围岩加固材料,按塑性理论计算的新理念; 5）采用合理的计算方法与计算参数,确保隧道设计计算的科学性。最后以一个地铁车站为例,采用本讲座提出的方法介绍了Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ级围岩中隧道的设计方法与成果。     

环保型进洞方法--前置式洞口

公路隧道在向山区发展,设置隧道有多种优越性,但公路隧道施工的环境保护工作必须加以重视,这样既可使行车安全舒适,也可使国民经济获得可持续发展。本文所介绍的隧道进洞方法较传统方法具有显著减少洞口边坡开挖、保护洞口环境的优点,具有明显的社会效益和经济效益。     

大洋滩隧道和樊村隧道的病害整治

通过对大洋滩和樊村隧道衬砌渗漏水、路面渗水、衬砌裂缝等常见病害的整治工程实践，详细介绍病害分析、方案制定、整治加固的整个实施过程以及新技术、新工艺、新材料在工程中的运用效果。     

双洞子公路隧道开挖支护过程数值分析研究

应用有限元分析软件M IDAS/GTS,采用地层结构法分析了双洞子公路隧道开挖支护过程中的稳定性问题。分析结果表明：开挖不同断面过程中,围岩内最大主应力集中在钢架脚部,钢架架设时应及时施工锁脚锚杆,必要时可采用小导管注浆等方法对拱架脚部围岩进行加固;从衬砌变形角度分析,变形量最大处为拱顶下沉及底脚位置,施工中应注意对拱顶沉降的监测,逐步开挖核心土,保证施工及结构安全,同时应及时施作基础工程,以控制洞室变形;围岩最不利位置出现在拱顶及仰拱两侧,应是重点加强部位。     

龙凤隧道下穿尖山子隧道施工

比较全面地介绍了遂渝铁路引入线第2标段龙凤隧道下穿渝合高速公路尖山子隧道的施工方法。从施工总体原则与要求着手，依次介绍了主要施工步骤与方法：管棚施工、开挖及支护、施工监测、仰拱与衬砌施工等，同时简要介绍了应采取的相关防护措施、应急保证措施。     

合溪隧道的深基础明洞

福建省漳州至龙岩高速公路龙岩段的合溪甲线隧道,地形复杂,一侧为陡峻的山坡,一侧为深切的山河谷,经采用深基础明洞的结构形式,达到了预期的效果.对深基础明洞的结构特点及施工方法作了介绍.     

阳洞滩Ⅱ号隧道左线施工突涌水与塌方的风险评价及控制

在不良地质隧道隧道施工过程中,突水涌水、塌方是最常见、危害最大的风险事故。怀通高速公路阳洞滩II号江隧道,洞口段埋深浅,且多为强风化砂质板岩,为国内外隧道施工难度之最。建立的模糊综合层次评估模型,评价料阳洞滩II号江隧道突水涌水、塌方风险,得出了洞口段的突水涌水、塌方风险等级。在此基础上,提出了风险控制技术措施,为隧道的安全施工提供了技术保障。     

商丹公路武关隧道病害整治方案分析

重点介绍、分析了商丹公路武关隧道运营期间病害产生的原因,通过对隧道病害进行检测,并根据经验及理论分析拟定了多个整治方案进行比较,最终从施工难度、质量控制、施工安全、整治效果等多个方面进行分析,确定采取套拱方案,该方案可供类似隧道整治工程参考、借鉴。