考虑隧道围岩蠕变的复合式衬砌受力规律

将锚杆作用力视为体力作用于围岩内, 将初期支护与锚杆锚固范围内的围岩视为围岩加固体, 建立了围岩力学模型, 基于统一强度理论分析了隧道蠕变条件下的围岩应力与变形规律, 推导了复合衬砌应力与变形表达式, 分析了隧道围岩蠕变过程中支护结构受力特点及不同初期支护强度下二次衬砌受力变化规律。分析结果表明: 当初期支护按照“初期支护应与围岩共同受力且能保证施工阶段安全”的原则进行设计时, 在围岩蠕变作用下, 锚杆与喷射混凝土最大受力分别为48、286kPa, 与开挖阶段相比分别增大了57.5%、13.7%, 且超过支护结构最大承载力, 说明在进行初期支护设计时, 仅满足隧道开挖过程中围岩稳定而不考虑蠕变产生的附加应力影响, 可能造成隧道运营过程中初期支护结构破坏, 不利于隧道稳定; 当二次衬砌厚度由300mm增大至500mm时, 二次衬砌最大受力增大了40.5%, 荷载分担比由25.2%增大至36.2%, 而增大初期支护强度后, 二次衬砌受力减小了14.5%, 荷载分担比由25.2%减小至22.3%, 说明二次衬砌荷载随初期支护强度增大而减小, 而随自身强度增大而增大, 应重视初期支护与二次衬砌支护强度的协调配置, 实现围岩压力的合理分配; 在软岩地质条件下, 应保证隧道施工过程中围岩稳定并避免围岩蠕变过程中发生结构破坏, 以实现初期支护与二次衬砌共同承担蠕变引起的附加应力。      

隧道衬砌背后空洞对其支护结构力学性能的影响性研究

为深入研究隧道衬砌背后空洞对其支护结构力学性能的影响,依托某高速公路隧道,利用室内模型试验、数值模拟手段分别对其支护结构应力进行分析,并对两种手段的研究结果进行了对比分析。研究结果表明,当隧道拱顶、右侧拱腰部位衬砌背后存在空洞时,对应部位的支护结构最先出现裂缝,且产生较大的弯矩值及衬砌应力;隧道衬砌背后空洞将减弱其支护结构与围岩的相互作用,严重影响其力学特性。     

隧道过断层受力机理相似模型试验研究

为研究山岭隧道过断层衬砌结构的受力变形规律及破坏机制,以我国西南某地区山岭隧道过断层工程为例,基于相似模拟法进行隧道过断层的相似模型试验。研究结果表明:距离断层区域越近,隧道衬砌结构受到的影响越大;断层错动对隧道衬砌结构拱顶产生的应力集中在下盘区域,对隧道仰拱产生的应力集中在上盘区域,其破坏形式主要表现为张拉和剪切破坏。通过分析可知,该断层对隧道衬砌结构的影响范围在30 m以内,因此,须对该影响范围内的隧道衬砌结构进行加固。     

衬砌纵向开裂隧道地震响应振动台的试验研究

为了研究高速铁路双线隧道衬砌纵向裂缝对结构抗震安全性的影响,针对《铁路隧道设计规范》（TB 10003—2016）IV级围岩开展大型振动台模型试验,试验采用改进的静动耦合剪切模型箱,考虑隧道埋深、衬砌开裂位置和开裂形式3个影响因素,分析隧道衬砌的地震动应变和结构内力响应规律. 试验结果表明:在地震剪切波作用下,浅埋隧道和深埋隧道衬砌结构的破坏形式分别为受拉破坏和受压破坏,破坏位置均首先出现在拱腰,对应的无裂缝衬砌破坏时振动台台面输入波峰值加速度分别为0.8g和0.9g;拱顶和边墙处裂缝对隧道衬砌结构抗震安全性影响较小,而拱腰处裂缝影响显著;浅埋和深埋条件下,拱腰处有裂缝的衬砌破坏时振动台台面输入波峰值加速度分别为0.5g和0.6g;纵向裂缝的开裂形式不同,衬砌破坏时对应的峰值加速度基本相同;在深埋条件下,相比于正截面裂缝,拱腰处斜截面裂缝导致衬砌结构破坏后变形速度加剧.      

浅埋隧道局部存水冻胀作用机制与安全性评价

为揭示寒区隧道局部存水冻胀作用机制并提出有效的衬砌结构安全评价方法, 设计了三维地质力学模型试验, 通过设置3种积水范围冻胀试验工况, 观测冻胀过程中裂缝开展和衬砌结构受力等情况; 改进了局部存水冻胀数值计算方法, 建立了基于岩体力学法并耦合冻胀力和围岩荷载的冻胀数值模型, 对比了不同存水位置、不同局部存水厚度和不同存水范围下隧道冻胀力和结构内力的变化规律, 进一步揭示了局部存水冻胀对隧道受力的影响机制, 评判了衬砌结构的安全性。分析结果表明: 局部存水冻胀具有显著的区域性特征, 衬砌冻胀开裂发生在局部存水与非存水交界处, 冻胀力大小取决于交界处冻胀产生的应力集中效应, 衬砌裂缝多为纵、斜向裂缝; 衬砌局部存水冻胀最不利位置由优到劣依次为拱脚、边墙、仰拱、拱腰和拱顶, 衬砌受力随局部存水厚度的增大而增大, 局部存水范围的增大有利于衬砌受力均匀化; 不同部位局部存水冻胀条件下衬砌结构容许压应力比均小于1, 满足抗压检算要求; 拱顶、拱腰和仰拱容许拉应力比均大于1, 不满足抗拉检算要求, 实际工程应针对上述部位采取适当的防冻胀措施予以处治; 揭示的隧道局部存水冻胀作用机制和建立的衬砌结构安全性评价方法为寒区隧道冻害防治提供了一定理论依据。      

围岩蠕变对运营隧道衬砌裂缝发育的影响研究

二次衬砌混凝土开裂是公路隧道运营期间较易遇到的问题。针对此问题,以江西某高速公路软弱破碎砂岩隧道为例,利用FLAC3D软件建立基于Cvisc蠕变模型的公路隧道三维模型,分析了围岩蠕变10年内衬砌内力的变化程度,并结合现场衬砌裂缝规律的统计结果进行了力学分析。结果表明:随着围岩蠕变时间的延长,衬砌拱脚及拱肩位置处剪应力呈线性增长;衬砌拱脚处的偏应力增量最大,其次为拱腰;围岩蠕变10年后,衬砌的最大剪应力、偏应力增量分别为2.11,1.3 MPa,达到了衬砌混凝土的容许应力;剪应力和偏应力的增长促进了衬砌裂缝的发育。     

岩石蠕变对隧道二衬结构影响的研究

岩石蠕变是岩石的重要力学特征之一。在隧道开挖完之后的很长时间内,围岩会因为蠕变而进行应力调整,蠕变产生的荷载由隧道的初衬和二衬联合承担。而当今隧道的使用寿命规定为100a,隧道设计中往往将二衬作为安全储备,没有通过分析围岩蠕变荷载对二次衬砌的影响对二衬进行设计。如不对此进行准确分析并采取有效的控制措施,长时间的蠕变将会对隧道二衬结构产生严重影响。因此,分析隧道二衬受力以及健康程度随时间的变化是十分有必要的。结合铜锣山隧道工程,利用大型有限差分软件FLAC3D的Bur-gers蠕变模型,分析了不同时间蠕变对围岩应力重分布以及对二衬的力学性能的影响,得出一些有价值的结论:岩石蠕变造成隧道断面围岩应力、作用弯矩的大小及位置发生变化,对衬砌的安全造成影响。     

高地应力软岩隧道支护时机及预留变形量研究

隧道的合理支护时机与预留变形量是制约施工工期和工程造价的重要因素。以湖北省宜巴高速公路峡口隧道为例,采用数值模拟方法,对隧道围岩的时空变形规律进行分析,研究高地应力软岩隧道的合理支护时机与预留变形量。结果表明:高地应力软岩隧道开挖过程中,围岩变形以与时间相关的蠕变变形为主,拱顶下沉蠕变变形量占总变形量的78%,水平收敛蠕变变形量占总变形量的71%。拱顶下沉量在15 d 后即可达到其总变形量的90%,水平收敛量在12 d 后达到其总变形量的90%。按照极限位移准则,二次衬砌的支护时间为隧道开挖15 d 后;按照变形速率准则,二次衬砌的支护时间为隧道开挖25 d 后;合理的支护时机应在隧道开挖后15 ~25 d。基于研究结果,峡口隧道设置的预留变形量设计为35 cm,通过对二次衬砌进行长期稳定性分析,验证了该预留变形量是合理的。     

隧道衬砌背后空洞健康判据试验研究

从研究衬砌背后空洞单项指标判据出发,结合实例采用室内大比例尺模型试验,分析了衬砌背后存在不同尺寸空洞时结构的承载力大小变化、病害产生形式和变化规律等.得到了隧道衬砌背后空洞的单项指标健康判据:隧道健康状态时背后无空洞,处于亚健康时背后空洞小于100 mm,病害阶段时背后空洞介于100～550 mm之间,病危阶段时背后空...     

隧道衬砌背后空洞健康判据试验研究

从研究衬砌背后空洞单项指标判据出发,结合实例采用室内大比例尺模型试验,分析了衬砌背后存在不同尺寸空洞时结构的承载力大小变化、病害产生形式和变化规律等。得到了隧道衬砌背后空洞的单项指标健康判据:隧道健康状态时背后无空洞,处于亚健康时背后空洞小于100 mm,病害阶段时背后空洞介于100~550 mm之间,病危阶段时背后空洞大于550 mm。     

隧道仰拱的施作时机与纵向效应的试验分析

本文介绍了国内首次把地面近景摄影测量的方法用于地下结构三维模型试验的一个 尝试,包括试验方法、试验结果和所得的初步结论.通过试验证明了此方法的可行性 及其优点,其结果可资有关方面参考。      

基于MATLAB的增压发动机动态排放仿真模型研究

介绍了研究增压发动机动态排放问题的意义以及研究方法.采用了增压发动机动态性能模拟与稳态试验相结合的方法,建立了涡轮增压柴油机的准线性动态模型,利用稳态试验数据建立神经网络排放模型,提出了一种将2种模型结合起来在MATLAB/SIMULINK环境下的增压发动机动态排放预测仿真模型.     

划痕试验法的物理模型及研究现状

本文总结了划痕试验法的物理模型及研究现状 ,临界载荷与涂层和基体之间的界面剪切强度和附着功有物理关系 ,临界载荷能够表征涂层与基体的结合力。     

汽车道路随机不平顺的时序模型重构

汽车道路时域模型是基础性道路数据库的主体部分．基于道路频域统计数字特征或基于道路测量数据序列，用时间序列方法建立道路时域模型是一种有效且普适的时域道路建模方法．在对道路描述特征进行分析的基础上．给出了标准道路在指定功率谱密度下和非标道路在实测子样数据下两类不同道路模拟的技术路线．对时序道路建模过程、原理和应用进行了分析．得到了道路时域重构的AR和ARMA模型．仿真实例表明了时序道路模型重构的合理性和高效性．     

泥石流运动力学研究现状及趋势

对泥石流力学模型转化机理、动力特性及动力学试验进行综合分析及评价。分析表明:各种力学模型的适用条件有一定的局限性;动力特性中流速、流量、冲击力及磨蚀力的计算大多属于经验公式,这些公式的适用范围只限于某一地区或某一类型的泥石流,地区性很强;泥石流动力试验设备的未能及时采集有效的动力瞬时数据。针对上述问题,提出发展思路:研发及创新泥石流动力试验设备,通过量测泥石流瞬时流速,利用频谱分析,建立泥石流流速谱,冲击力谱等重要运动参数,从而揭示泥石流运动机理。     

沥青混合料小梁弯曲试验加载模式分析

在探讨沥青混合料小梁弯曲试验的加载模式的基础上,分析双点加载模式的合理性,提出在试验条件允许的情况下,对沥青混合料弯曲试验可采取双点加载模式,以提高试验可靠度的建议。通过试验验证表明,双点加载试验变异性小、操作简单,可以推广直用。     

结构模型参数变点的非参数检验

对于结构模型参数变点的检测问题，利用秩统计量，给出了模型只有一个变点的检验统计量，并且给出了一个计算检验渐近临界值的公式。     

模糊控制技术在三峡模型中的应用

介绍了三峡模型中实现的Fuzzy PID水位控制系统和Smith Fuzzy PID流量控制系统 ,给出了系统控制原理 ,实际运行结果 .证明应用Fuzzy PID和Smith Fuzzy PID模糊控制技术大大提高了模型试验系统控制性能 .     

沥青BBR小梁试验的流变分析

以粘弹性理论为基础，采用Burgers模型表征沥青的本构关系，推导沥青材料在BBR小梁弯曲试验的蠕变规律，并利用DPS统计软件进行非线型回归，求解沥青粘弹性参数，并分析BBR试验SHRP评价方法的本质．通过Shell70#沥青BBR小梁试验流变特性的实例分析及将粘弹性参数用于预测相同温度下直接拉伸试验的应力变化特性，认为利用Burgers粘弹性本构模型表征沥青材料特性的物理意义明确，可用于评价材料的使用性能．     

基于生存分析的小汽车通勤者出发时刻研究

根据生存分析中的加速失效时间模型,对通勤者上班出发时刻选择行为进行研究分析.利用调查数据,建立了小汽车通勤者上班出发时刻选择的Weibull加速失效时间模型,得到了性别、年龄、家庭收入、单位上班时间和出行距离等是影响通勤者上班出发时刻选择的主要因素.结论表明模型的预测误差主要集中在10 min以内,模型的适用性和准确性较好,解决了Cox比例风险模型不能直接预测通勤者出发时刻的问题.