松散介质中整体式圆形混凝土衬砌的受力破坏

本文在现有按极限状态计算隧道砌的方法的理论基础上,通过模型试验及理论分析对整体式圆形混凝土砌的受力破坏进行了探讨.文中讨论了侧压力系数、地层抗力系数、砌的半径及厚度对圆形砌受力的影响;圆形砌对地层的相对刚度;以及不同相对刚度的圆形砌的受力破坏情况等.     

圆形衬砌计算中的力学相似条件及其应用

本文从目前通用的计算圆形砌的合理方法(链焊法)出发,砌根据与周围岩层共同变形及局部变形的理论,探讨了砌计算中的相似条件及其在设计计算中的应用,对现有圆形砌计算中的图算法在理论上进行了验证,并根据此相似条件,研宄了砌模型试验中所必须遵循的模似条件以及从模型试验结果来推算实际砌相应的应力及变形公式.     

衬砌结构模型试验

本文以述评形式简要介绍隧道砌结构试验研究情况,对试验工作中一些主要问题进行讨论.文中将砌试验分为原型结构试验及模型试验两大类,后者又按其目的和方法分为完全模拟试验及不完全模拟试验.原型结构试验部分通过几座试验台架实例来分析原型装配式砌结构试验中存在的问题.砌模型不完全模拟试验部分讲座了试验台架和模型材料的选择等问题,完全模拟试验部分介绍了模拟规律,简要讨论了现有各种模拟试验方式用在地下结构试验中所存在的一些问题.     

IX度区近断层隧道衬砌断面受力特征分析

文章以达德隧道为工程背景,对近断层隧道的抗震减震断面形式进行了分析。采用荷载结构模型对圆形隧道和马蹄形隧道的二次衬砌内力进行了计算和对比。结果表明:圆形隧道断面形式的受力情况要优于马蹄形隧道断面;在高烈度区隧道断面形式结合经济性综合考虑应采用近圆形,马蹄形断面则应减小仰拱半径。     

缓冲结构减缓高速铁路隧道出口微压波数值比较

研究了高速铁路隧道出口微压波产生机理,结合一维可压缩非定常不等熵空气流动理论和无限大障板圆形活塞辐射理论,应用数值计算方法研究了不同形状缓冲结构条件下高速铁路隧道出口附近微压波规律。通过对缓冲结构形状以及各种参数计算结果进行定性与定量对比,发现对于截面积变化的线型、抛物线型和不连续型缓冲结构,随着长度和端口截面积增加,隧道出口附近微压波强度衰减较大,其中不连续型缓冲结构综合效果最佳;而截面积为常量,具有开孔的缓冲结构,虽然也可较大幅度降低隧道出口附近微压波强度,但是需要综合比较才能选取最佳结构参数。     

基于敏感性分析的隧道围岩变形稳定可靠度计算

应用可靠度理论对隧道围岩稳定性进行评定的难点是围岩变形稳定功函数为隐式或为高度非线性,为解决这一问题,将影响隧道围岩变形的因素视为随机变量,结合敏感性分析原理和有限元分析方法,先通过有限元分析求解每一个随机变量单独变化时圆形隧道拱顶沉降位移,再根据围岩位移计算结果进行非线性拟合得到拱顶沉降位移随单个因素变化时表达式,然后应用多元非线性回归求解围岩位移与多个随机变量之间的近似表达式.以圆形隧道洞室表面围岩刚好达到剪切塑性极限为临界条件时的洞顶沉降位移解析解作为围岩极限位移,根据围岩位移近似表达式和极限位移建立围岩变形稳定功能函数后进行围岩稳定可靠度计算.为了验证本方法的可行性,以某圆形断面隧道为例,采用设计点方法计算了围岩稳定可靠指标并对其稳定性进行了评定.本方法简单可行,计算精度能满足工程要求且具有一定的实用性.     

基于复变函数理论的非圆形隧道解析解

为了得到考虑衬砌支护的非圆形隧道衬砌和围岩应力及变形的解析解，基于复变函数理论提出了一种求解考虑衬砌的非圆形隧道衬砌和围岩应力及变形的方法. 首先，为了克服非圆形隧道断面几何形状和考虑衬砌支护造成的计算困难问题，引入了保角变换，通过采取最优化解法确定映射函数中的各项系数，得到映射函数；其次，采用幂级数复变函数法克服隧道衬砌带来的多连通域问题，确定应力函数中的各项系数，建立方程求解；最后，通过Flac有限差分软件进行数值模拟证明解析解的正确性. 研究发现:弹性范围内解析解与Flac有限差分软件计算得到的应力、位移解有较好的吻合性，表明弹性解析法的结果是可靠、合理的；深埋条件下，弹性解析法无需根据埋深、工况建立计算模型，只需明确边界条件和映射函数就可计算非圆形隧道应力、位移，弹性解析法克服了计算软件在计算中由于网格划分尺寸等问题造成计算结果不精确、计算慢等问题，为非圆形隧道开挖问题提出了一种快速、准确的弹性计算方法.      

圆形隧道抗震分析若干近似解析方法比较研究

为避免盾构隧道抗震设计动力时程分析的复杂性和减小计算工作量,对圆形隧道抗震设计的3种近似解析方法进行了比较.第1种是基于复变函数的近似解析方法,并用成层地层振动方程获得的地层剪切力进行了改进;第2种是基于贝塞尔函数的近似解析方法;第3种是基于弹性力学的近似解析方法.分别采用上述3种近似解析方法和反应位移法对某隧道进行了抗震分析.结果表明:前2种近似解析方法的计算结果较接近,规律大致相同,因此可用二者计算结果的最不利组合进行抗震分析;第3种近似解析方法较为粗略,只可用于圆形隧道抗震设计的前期估算.     

隧道涌水量的预测方法及影响因素研究

隧道涌水量关系到作用于衬砌结构的水压力和周边生态环境的安全,是隧道防排水设计的重要参考指标.在总结隧道涌水量预测的3种主要方法：理论解析法、经验公式法和数值分析法的基础上,讨论了围岩渗透系数、洞室尺寸、地下水位高度、衬砌渗透性、注浆圈渗透性及厚度、隧道含水层厚度,以及洞室形状等因素对隧道涌水量的影响,比较分析了各种隧道涌水量预测方法的差异,并重点指出了各种理论解析方法的局限性和适用条件.研究结果表明,隧道涌水量随围岩渗透系数的增大线性增大,随地下水位高度的升高存在一个先减小后增大的过程;注浆圈参数存在一个经济合理值;同样的开挖面积条件下圆形隧道的涌水量最小.     

地震作用下隧道工程失稳判定方法探讨

为寻求地震作用下隧道工程失稳判定方法的突破口,对隧道工程现有静力和动力失稳判定方法的原理、优缺点及适用范围进行了探讨,力求提出切实可行的判定思路.阐述了隧道工程在地震作用下的响应特性和破坏机理,以及7种类型隧道工程静力失稳判定方法的研究现状;结合隧道工程地震响应特性和静力失稳判定方法,从定性判定、理论推断、振动台模型试验判定3个方面阐述了隧道工程动力失稳判定方法发展概况;总结了当前隧道工程动力失稳判定方法存在的问题和不足,包括定性判定标准缺少理论支撑,由静力判定法发展来的动力判定理论方法研究深度不够,缺乏动力失稳判定方法的振动台破坏试验专项研究;最后提出了隧道工程在地震作用下的失稳判定方法的研究展望,为从事该领域研究的科研人员提供一定参考.     

铁路隧道襯砌的简捷计算

现有的地下结构物的计算方法中,由于采用分塊积分的方法来计算变位而使计算过程十分繁杂,本文是根据C.H.纳乌莫夫专家计算直墙式隧道襯砌的原理,推导出了采用弹性中心法来计算这种结构的方法,使计算大为简化而能采用公式进行,并对顶部为半圆形,两侧为直墙式的地下结构物作出了供设计及计算用的曲线及图表,可以大大简省设计的时间,并能获得令人满意的结果,并对进一步研究地下结构物的受力情形有一定帮助。文中还对C.H.纳乌莫夫的计算方法作了扼要的介绍。     

西安地铁某区间隧道设计计算方法比较

通过运用解析法、一维、二维、三维数值模型对西安地铁某区间段盾构管片结构进行了位移、内力计算,旨在研究不同计算方法对同一问题结果的影响规律.其中,以日本惯用法为理论基础对该区间管片进行解析法求解;并用ANSYS有限元软件对管片进行了三种不同形式的数值模拟.通过比较发现,四种方法对管片的位移和内力计算结果云图显示趋势基本一致.ANSYS三维模型的位移沉降值最大;二维模型的内力计算结果最大.因此,在控制沉降分析中应以三维模型计算结果为主,在配筋计算等设计环节应以二维模型计算结果为主.最后本文总结了各种算法的适用范围,得出的相关结论对盾构隧道设计给与了一定的指导意见.     

拱部砌衬背后不对称空洞对隧洞结构的应力影响分析

以某单向两车道隧洞为例,借助大型通用ABAQUS二维分析系统,对拱部砌衬背后不对称空洞对隧道结构的应力影响进行分析,对砌衬内力演变规律、围岩体与砌衬接触压力、围岩体应力分布规律进行有限元分析,可为同类工程应用提供研究参考。     

灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用

公路桥梁隧道施工中常出现裂缝、砌石松动、砌浆唯落等问题,利用灌浆法对公路桥梁隧道基础进行加固能够有效改善上述问题,并显著提升墩台基础的承载能力.结合公路桥梁隧道工程实例,对灌浆法的加固原理,设计标准进行阐述,并提出具体的施工方法.     

半开放隧道内易爆危险品运输风险度量研究

为有效规避隧道内运输危险品的潜在风险,提出一种半开放隧道内易爆危险品运输的风险度量方法.考虑易爆危险品在爆炸时会对周围人员及设施造成伤害,为更好地确定运输的潜在风险源,根据半开放隧道的工程结构特点,基于冲击波理论和事故伤害模型的建模理念,构建风险度量数学模型,并进行风险公理验证.通过算例和敏感性分析,验证新模型的有效性,数据分析结果表明:相较于传统风险度量模型,新模型考虑的因素更全面、计算结果更符合实际情况;新模型对于危险品运输量的敏感度较强,计算结果变化趋势更符合参数的鲁棒变化规律.     

某运营隧道结构安全性数值分析研究

为保障隧道工程运营安全,对隧道工程进行专项质量检测,利用检测数据结果,采用荷载-结构法对隧道结构典型断面的内力及安全系数进行计算分析,结果表明,隧道工程结构安全,可为运营养护提供参考。     

爆破施工对邻近隧道安全的影响

城市交通工程新建隧道爆破施工会对近邻既有工程的衬砌结构产生影响,严重时会影响既有工程结构的安全.本文基于数值模拟方法,计算分析了4种最危险施工条件下,新建崂山隧道爆破对既有仰口公路隧道的影响.结果表明：崂山隧道的进、出口及中间段,爆破施工对既有仰口隧道的左线影响有限,对较远处右线的影响较小.在崂山隧道进口、出口和垂直距离最近处,计算结果都远低于我国《爆破安全规程》（GB 6722-86）规定的交通隧道安全振动速度标准值15 cm/s.但在崂山隧道断层破碎带（F5）爆破施工最危险条件下,计算速度最大值达到15.26 cm/s,该值已达到安全振动速度规定的临界值下限,建议施工过程中需要采取必要的工程安全措施.     

建筑结构上跨多重隧道结构施工安全影响分析

为分析建筑结构施工对下方多重既有隧道结构的受力及安全性影响, 本文依托某隧道上方房建项目施工, 利用 Midas/ GTS 有限元软件分析了建筑结构施工作用下既有隧道结构的位移与受力变化特征, 结合相关规范确定隧道的裂缝宽度与安全系数等指标, 评估了房建施工对既有隧道结构的安全影响。 研究结果表明: 施工引起既有多重隧道的竖向位移量大于横向位移量; 公路隧道和轨道隧道的最大竖向位移分别为 7. 43mm、 5. 06mm; 公路隧道和轨道隧道的结构安全系数分别为 2. 45、 3. 0, 最大裂缝宽度分别为 0. 11mm、 0. 18mm; 各项评估指标均满足规范要求, 施工不会影响既有隧道的结构和运营安全。 施工过程中的位移量与裂缝宽度监测结果均小于计算量, 证明了该评估方法的可靠性。 本工程经验可为类似工程设计和施工提供有益工程参考。     

严寒区浅埋破碎岩体隧道地表注浆预加固技术

采用高压预注浆,可以改变破碎岩体的力学特性,提高隧道围岩的稳定性和承载能力。通过介绍严寒区实施注浆预应力加固技术各种参数的选定和计算方法,可弥补现有施工规范的不足。作为预应力锚固理论的创新和发展,不仅对隧道的施工有重要的指导价值,对其他同类工程亦有借鉴意义。     

膨胀岩引起的隧道路面病害检测、成因分析与处治

通过工程实例,阐述了槽箐头隧道膨胀岩引起的路面病害检测手段、病害成因及分析方法,介绍各种方法在工程实际过程中的具体运用,并依据岩土勘探理论计算、数值模拟分析、检测结果,有针对性地提出一些处治措施和建议。