整体和浮置式道床隧道结构动应力计算分析

利用ANSYS有限元软件,建立了整体道床和浮置板道床情况下隧道结构三维模型,通过对应实测轮轨力的输入,计算得到2种道床下隧道下层结构动应力的分布情况和大小。结论是,浮置板道床对于下层隧道结构动应力影响相较于整体道床小很多,且无论横向还是纵向动应力分布都更加均匀合理。从长远来看,钢弹簧浮置板轨道结构在满足减振降噪的功能前提下,可以有效减小轮轨力造成的隧道结构附加沉降。     

既有铁路隧道内整体道床新型抬升技术研究

目前我国既有铁路隧道结构老化问题日益严重,尤其是隧道内整体道床出现了基底破损和沉降变形过大等现象。针对隧道内整体道床修复技术储备少、运营安全性要求高的特点,以太岚线柏崖头隧道整体道床局部下沉与翻浆冒泥病害整治为工程背景,研究解除边界约束、修补裂缝以及上挑下顶的隧道内整体道床快速抬升新技术,同时,引入阵列式位移自动化监测技术,实现了对各点抬升高度的精确控制,可为其他既有铁路隧道内整体道床抬升工程提供参考。     

乌鞘岭铁路隧道整体道床裂纹分析与整治

分析乌鞘岭隧道整体道床裂纹病害基本情况,岩性以及构造、地下水、设计施工等病害影响因素。提出对0．5mm及以下的裂纹采取建立台账,定期检查监控措施;对不伴有整体道床下沉的0．5mm以上的裂纹,采用环氧树脂封闭法进行修补;对于裂纹密集、宽度较大并伴有整体道床下沉的裂纹,采用压注水泥砂浆法进行整治的措施。整治后,隧道整体道床裂纹数量减少,线路设备质量得到显著提高,列车运行平稳性和舒适性得到改善。     

基于弹性半空间地基模型的冲刷对桥墩稳定性的影响分析

围绕着湘黔铁路线上的资水大桥受冲刷后的稳定性展开研究，从基底被冲刷淘空后引起的墩台地基不均匀沉降入手，应用弹性半空间地基模型和Matlab编制的计算程序分析计算了基底不同冲刷淘空面积对桥墩墩顶弹性水平位移和基底压应力的影响，从而得到了在不同冲刷程度下桥梁的整体稳定情况。根据计算结果，用最小二乘曲线拟合法找出了影响曲线表达式并绘出了图形。此外，还将该方法分析计算得到的数据与有限元方法分析得到的数据进行了比较，两种分析方法所得的结论相互验证。     

轨道结构刚度的理论计算

介绍轨道总刚度的计算,轨下垫层刚度和扣件刚度之间的关系,轨下垫层、扣件和道床刚度的理论计算方法等。在对道床刚度计算时,采用道床分层计算法,根据不同深度道床应力的梯形分布求出最大道床应力和道床弹性模量计算道床刚度,由于最大道床应力的范围小于平均道床应力的范围,所以用此法计算的道床刚度接近实测值。进一步指出虽然理论计算的轨道部件刚度值是线性的,但实际轨道部件刚度是非线性的,在具体应用时应根据荷载范围选用轨道结构刚度值。     

地铁隧道整体道床静力分析

基于有限元理论,建立了地铁矩形、圆形隧道内整体道床弹性地基上的"梁-板"有限元模型。通过数值模拟计算了不同混凝土等级下整体道床的变形受力情况。通过对计算结果的分析表明:在给定的配筋情况下,钢筋应力值和裂缝宽度满足容许值。矩形、圆形隧道内整体道床在常用列车荷载与降温荷载共同作用下,随着降温幅度的增大,整体道床垂向位移呈现增大趋势;纵向压应力下降幅度较大;横向压应力呈现先增大后减小的趋势;当降温幅度相同时,采用C25混凝土强度等级时整体道床垂向位移值最大。     

黏弹阻尼道床阻尼厚度对隧道及地表振动衰减特性的模拟研究

为探究黏弹阻尼道床阻尼厚度对隧道及地表振动衰减特性的影响,为工程设计提供理论支持。利用ANSYS建立土体-隧道-道床平面有限元模型,分析在5～25 Hz频率荷载的作用下,整体道床和黏弹阻尼道床在隧道结构中的振动响应,并分析这两种道床下地表距离隧道中心线不同距离的振动加速度的衰减特性。结果表明:荷载频率小于10 Hz时,在地表距离隧道中心25 m左右,振动有明显的放大区域;荷载频率为10～20 Hz,振动加速度随道床阻尼层厚度降低,阻尼层越厚振动衰减越明显;随着黏弹阻尼道床阻尼层厚度增加,隧道衬砌底部振动加速度有效值依次降低,隧道壁竖直方向振动衰减更加明显,阻尼层每增加2 mm,振级降低1～4 d B。     

基于激光准直特性的隧道整体道床沉降图像监测技术

针对乌鞘岭隧道的路基沉降,利用CMOS图像传感器及相关仪器设备,采用二维测量方法对其进行沉降监测,提出乌鞘岭隧道路基沉降监测系统整体方案。阐述CMOS图像传感器测量原理、整体道床沉降监测图像传感器配置、图像采集和处理、数据分析和结果发布,提出以传感网技术和图像识别技术为基础的乌鞘岭隧道路基沉降非接触在线监测方法具有较好的实时性和准确性,可通过网络发布隧道路基沉降信息,对路基沉降进行预警等结论。     

整体道床弹性支承块现场预制质量控制措施

弹性整体道床是铁路隧道中使用的一种新型轨道基础结构,施工精度和质量要求极高,是今后我国长大隧道中普遍推广的轨道基础结构.其关键部件--弹性支承块的预制质量在整个道床工程中起着至关重要的作用,介绍现场预制弹性支承块的质量控制措施.     

铁路隧道弹性整体道床施工流程与工艺要点

我国铁路运营里程较以往有了较大的发展,但路网布局不均衡,主要集中在中东部地区,今后的建设重点将会逐渐向西部扩展;结合目前的隧道设计与施工技术水平,西部铁路建设过程中将包含大量的长大隧道以及特长隧道,这些隧道中需要铺设越来越多的整体道床,以提高铁路运营的质量以及速度。为此结合以往铁路隧道施工实践,总结了铁路隧道弹性整体道床施工作业流程以及操作要点,可为今后类似工程施工提供借鉴。     

高速铁路隧道列车振动响应影响因素分析

运用有限差分法,建立了隧道-围岩相互作用的动力计算模型,分析围岩条件、列车运行速度、隧道底部结构设计参数以及基底状况对列车振动荷载作用下隧道结构动力响应的影响.结果表明:隧道衬砌结构动力响应随着围岩级别的提高、行车速度的增加和基底软弱层厚度的增加而增大,随着仰拱厚度、填充层厚度和仰拱矢跨比的减小而增大.隧道底部结构厚度...     

高地应力缓倾软硬互层岩体中隧道底鼓影响因素模拟分析

当隧道穿越以水平构造应力为主导的高地应力区,特别是隧底下伏缓倾软硬互层岩体时,易发生隧道底鼓变形。选用侧压力系数、岩层倾角、围岩厚度、围岩弹性模量、隧道埋深5种影响因素,通过FLAC 3D建立数值计算模型,研究单一影响因素和多因素耦合对隧道底鼓的影响规律。结果表明:在单一影响因素下,隧道底鼓量随侧压力系数和围岩厚度的增大先增大后减小,随围岩倾角和围岩弹性模量增加而减小,随隧道埋深增加而增大;在多因素耦合作用下,各因素对隧道底鼓的影响显著性排序依次为隧道埋深>侧压力系数>硬质岩弹性模量>岩层倾角>硬质岩岩层厚度。     

多线铁路大跨度隧道围岩压力研究

围岩荷载的确定是进行隧道工程衬砌结构设计的关键。现行铁路隧道规范中深埋隧道围岩荷载计算公式是根据单线铁路隧道施工塌方的调查统计资料建立起来的统计经验公式,多年来,对于指导单、双线铁路隧道的结构设计起到至关重要的作用,但用于指导当前三线,特别是四线铁路隧道时,就显得无能为力了。提出一种合理的适合于三线、四线甚至更大跨度的铁路隧道的围岩荷载计算方法,提出考虑围岩变形全过程的"统一围岩压力曲线",并基于贵昆铁路六盘水至沾益段增建二线上的乌蒙山2号四线车站大跨度隧道,开展现场试验,对围岩压力进行监控量测,结合统一围岩压力曲线,提出竖向围岩压力计算公式q=Kγha。     

黄土隧道基底区域围岩应力分布规律研究

为研究黄土隧道基底区域围岩压力的分布规律,采用数值方法建立三维有限元模型,用围岩应力等效围岩压力,分别考虑隧道不同施工方法、不同埋深的影响,从而得出隧道基底区域围岩压力在上述影响因素下的变化规律。分析可得台阶法基底围岩竖向应力值比其他施工方法小,CD法和CRD法在基底中线区域竖向应力值较大;在所研究的埋深范围内随隧道埋深的增加,其基底竖向应力值随之增大且埋深每增加10 m竖向应力增大系数在1.2~1.4等结论,为基底处理方案提供参考。     

黄土隧道拱顶沉降高分辨率数据分析

选取黄土隧道初期支护完成后一段时间,通过远程采集拱顶动态下沉数据和环境温度变化数据,对隧道沉降数据予以分析表明:拱顶沉降总趋势符合同类围岩隧道拱顶沉降特征,收敛变形趋于稳定。该类隧道沉降基本稳定后,微小的变形数据显示出和温度存在一定的相关性:一方面,由于静力水准仪液面受温度的影响所致;另一方面,隧道围岩受温度的影响,也产生极微小的变形,但均与热胀冷缩的物理过程有关。     

树根桩技术在铁路隧道中的应用

1树根桩概述树根桩是指桩径在70～250mm、长径比大于30、采用螺旋钻成孔、强配筋和压力注浆工艺成桩的钢筋混凝土就地灌注桩,又称为小直径钻孔灌注桩,布桩可以采用竖向、斜向设置,网状布置如树根状,故称为树根桩。树根桩是由意大利Fondedile公司在20世纪30年代发明的一项专利技     

大断面黄土隧道变形特征分析

以兰渝铁路大断面黄土隧道为工程背景,采用三维数值模拟结合现场试验,对台阶法施工中围岩深部变形特征进行分析;研究围岩纵向变形规律并预测先期位移;研究预留核心土对围岩变形的控制效果。结果表明:围岩拱部竖向位移弱化较慢,而边墙水平位移弱化较快,水平收敛普遍小于拱顶沉降;隧道纵向先期位移约占总位移的31%～38%,预留核心土可有效控制围岩纵向变形;纵向位移与围岩弹性模量成反比,Hoek曲线与数值计算结果较接近,特别是掌子面前方较好吻合,数值计算先期位移占总位移的33%;预留核心土有效降低掌子面的临空范围,有利掌子面稳定;核心土适宜预留长度为2R/3(R为隧道换算半径);数值计算和实测的围岩变形规律基本一致。     

能量守恒原理在Ⅴ级围岩隧道衬砌设计中的应用研究

在围岩-衬砌这个封闭系统中,隧道的开挖和支护过程伴随着能量的传递和转化,不考虑热能散失并将围岩视为弹性体,则围岩势能的释放即为衬砌结构弹性应变能的增加。刘红燕等[1-2]利用该能量守恒原理对Ⅲ级围岩单线铁路隧道进行了衬砌厚度的计算,在此研究成果的基础上进一步研究了能量守恒原理对于Ⅴ级围岩衬砌设计的适用情况。针对Ⅴ级围岩建立FLAC3D模型动态模拟隧道的开挖过程,利用matlab语言编写弹性应变能密度函数从而得到实体模型各单元的弹性应变能,最后得到特定范围内围岩势能随掘进深度的变化曲线。由此围岩势能变化曲线可得出隧道开挖后围岩的势能释放值。此外,通过进行钢纤维混凝土(SFRC)构件的韧性试验,确定SFRC三分梁破坏与SFRC衬砌破坏时的能量消耗关系。据此建立能量方程并可得出SFRC衬砌的理论厚度,经检算,设计厚度满足安全性要求。结果表明,能量守恒原理的隧道衬砌设计方法不再受Ⅱ、Ⅲ级围岩小断面情形的限制,它同样适用于V级围岩大断面隧道的衬砌设计。