高丽营隧道围岩压力有限元-上限法计算方法研究

为研究浅埋隧道围岩压力的计算方法，依托高丽营隧道工程，采用有限元软件建模分析，并基于剪切应变判定准则得到浅埋隧道的失稳破坏形态。然后构建塑性极限分析上限法破坏模式和速度场，建立浅埋隧道围岩压力计算方法，对岩土体非线性破坏准则对浅埋隧道围岩压力的影响规律进行探讨。研究结果表明： 1）无论是基于线性还是非线性破坏准则，侧压力系数的取值对计算结果均有很大影响，侧压力系数的增大，会引起竖向围岩压力的减小和水平围岩压力的增加； 2）围岩压力随非线性系数的增加而逐渐减小。     

加筋土挡土墙现行设计中安全稳定性的讨论

加筋土挡墙现行设计中未考虑拉筋似凝聚力等一些因素对填土侧压力和安全稳定性系数的定量影响,导致计算结果偏于保守,影响了工程设计的经济性。本文根据实际受力情况进行分析,提出了拉筋抗拔安全稳定性系数的新算式,供同仁讨论。     

公路隧道通风系统“沿程压力损失系数”取值研究

对公路隧道通风系统中的沿程压力损失系数取值进行了理论分析和计算模拟。研究结果表明,尼古拉兹经验计算式适用于联络风道和竖井的沿程压力损失系数计算且可满足工程精度要求,但并不适用于运营工况下隧道正洞的沿程压力损失系数计算。在充分考虑高速公路隧道洞内附属设施的情况下,对两车道、三车道以及四车道公路隧道的"等效通风沿程压力损失系数"进行模拟,得出了对应隧道"等效通风沿程压力损失系数"的最小值。在此基础上,考虑隧道内行驶车辆的体积对隧道通风的影响,求出了隧道"等效通风沿程压力损失系数"的最大值。相关研究结论可供公路隧道通风设计计算参考。     

空洞在围岩水平侧压力系数不同时对二次衬砌结构的影响

本文建立了山岭隧道衬砌背后空洞影响数值计算模型,并对水平侧压力系数不同时空洞对二次衬砌结构变形和内力的影响进行分析,研究结果表明：水平侧压力系数不同时,隧道衬砌结构的变形差异较大;水平侧压力系数不同时,弯矩的变化比轴力的变化更为明显,但水平侧压力系数的增加会导致轴力和弯矩都迅速增加;拱腰衬砌对拱顶空洞的产生是非常敏感的,尤其是当侧压力系数较大时,拱腰处的弯矩甚至会发生符号的改变;仰拱部位的衬砌结构在空洞产生后,随着侧压力系数的增加仰拱部位衬砌结构所受到的弯矩减小,但随着侧压力系数的增大,仰拱所受到的轴力大大增加,有可能产生压溃破坏。     

砂土层中盾构隧道竖向土压力的转移机理及其计算

开展了Trapdoor试验来模拟砂土层中盾构隧道的开挖,研究了Trapdoor上部竖向土压力的转移机理,总结了国内外土拱区侧压力系数K的取值,与试验结果进行了对比并给出其建议值。分析结果表明,隧道上覆土体通过拱效应把作用在衬砌管片上的部分竖向土压力传递到两边不动土体,从而导致竖向土压力明显减小,而水平向土压力有所增加;当土拱效应充分发挥时,按侧压力系数K=1计算得到的Trapdoor上部竖向土压力与试验结果比较接近。     

基于位移反分析的浅埋偏压隧道有限元模拟分析

为了更加准确地获取有限元模拟分析中围岩的力学参数,以广西隆林~百色高速公路某隧道为例,采用一种基于位移反分析的围岩力学参数选取方法。根据现场实测数据,采用BMP90位移反分析程序进行反分析得到等效弹性模量及侧压力系数,并在进行ANSYS有限元模拟计算时分别选用由反分析得到的等效弹性模量及侧压力系数和规范建议的取值,将最终计算结果与实测数据进行对比,结果发现基于位移反分析的计算结果与实测值较为接近,表明由反分析得到的围岩参数与工程实际更加吻合。研究内容能为隧道工程围岩力学参数的赋值选取提供一定的参考。     

高海拔公路隧道海拔高度系数及运营通风的修正

《公路隧道通风照明设计规范》给出了海拔高度在0～2400m的海拔高度系数,在高于2400m的隧道,按直线延伸取值,为探究海拔高度系数在高海拔隧道处按直线延伸取值是否满足安全、卫生条件,本文依据鹧鸪山隧道和雀儿山隧道的现场实测数据,计算得到了实测的海拔高度系数,并应用于白茫雪山1#隧道的通风计算,通过对比分析按规范的海拔高度系数与按实测的海拔高度系数计算得到的需风量,得出结论：实测的CO海拔高度系数小于规范给出的延伸值;实测的烟雾海拔高度系数大于规范给出的延伸值;白茫雪山1#隧道通风设计按实测的海拔高度系数计算得到的需风量在运营近期等于按规范得到的需风量,在运营远期较规范得到的需风量小12％。     

浅埋小净距公路隧道围岩压力分布规律

为了给小净距隧道设计和施工提供科学依据,并为完善中夹岩墙的加固方法奠定理论基础,首先通过对41座小净距隧道的双洞内侧围岩压力进行统计分析,研究了小净距隧道围岩压力的演化特点,分析了垂直围岩压力与单洞开挖宽度、埋深和净距的关系,讨论了双洞内侧侧压力系数与各工程地质参数之间的关系,并基于隧道实际滑裂面,建立了小净距隧道荷载计算模型,提出了小净距隧道围岩压力的计算方法,通过与实测数据及既有研究成果的对比,验证了该方法的合理性及普适性,并基于以上研究成果提出了小净距隧道围岩稳定性控制方法。研究结果表明：小净距隧道垂直围岩压力与水平压力发展趋势基本一致,水平压力发展速率明显大于垂直压力,稳定时间也较短;水平压力受双洞间的相互影响比垂直压力要大,在施工过程中应重点关注水平方向的应力发展;侧压力系数随净距增加而增大,但随埋深、内摩擦角和黏聚力的增加而减小,并普遍小于规范值;所提出的围岩压力计算式对于复杂小净距隧道具有较好的适应性,并能对施工过程中小净距隧道的围岩压力进行估算;小净距隧道围岩稳定性控制应从合适的施工方法、合理的支护设计以及实时的监控量测3个层面考虑,具体的控制对策应结合围岩条件和工程特点进行实施。     

公路隧道结构计算的分项系数法

应用概率极限状态设计方法是当今国内外结构设计发展的必然趋势。为了推进分项系数法在公路隧道结构设计中的应用,结合隧道结构和分项系数法的特点,针对不同的隧道建设工法及结构安全等级,提出各分项系数的取值建议,并对各分项系数进行经验校准。得到如下结论： 1)当隧道结构安全等级为一级时,根据本文给出的分项系数的计算结果,结构的总体安全水平略高于传统设计方法; 2)当结构安全等级为二级时,其总体安全水平与传统设计方法相当; 3)安全等级为三级时比传统方法略低。建议推行基于结构可靠度理论的分项系数法。本文对隧道设计规范修编具有较大的参考价值。     

高地应力状态下软岩公路隧道的大变形机理与规律研究

高地应力区软岩隧道地质条件复杂,使软岩隧道变形控制难度加大。以某一工程实例为对象,运用MIDAS/GTS软件建立了软岩公路隧道模型,分析了不同侧压力系数下对高地应力软岩隧道开挖变形的影响作用。研究结果表明:随着侧压力系数的增大,隧道围岩水平位移由向隧道外挤压变形转化为向隧道内收敛变形,K值在0.5~0.75时,存在一个水平位移零点,最终水平变形量为0;对于隧道竖向位移变形,当侧压力系数小于1时,隧道最大竖向位移出现在拱顶处。当侧压力系数大于1时,上拱变形加强,但整体依然表现沉降变形,隧道最大竖向位移出现由拱腰转移到拱间处。K值在1附近时,隧道水平变形和拱顶变形所形成的最终变形量相等,可根据现场对水平位移和拱顶位移间的位移关系来判定隧道围岩侧压系数的大致取值范围。     

机械化施工大断面高铁隧道围岩压力测试及分布特征研究

为了解机械化施工大断面隧道围岩压力的变化规律和分布特征,依托郑万高速铁路湖北段大型机械化施工隧道群,开展大量围岩压力现场监测,根据测试结果对Ⅳ级和Ⅴ级深埋条件下围岩压力变化规律和分布特征进行分析,并与规范荷载进行对比。结果表明： 1）围岩压力监测数据从21~27 d开始稳定; 2）实测围岩压力小于《铁路隧道设计规范》深埋隧道计算荷载; 3）Ⅳ级深埋条件下,侧压力系数为规范荷载侧压力系数的1.2~2.4倍; 4）Ⅴ级深埋条件下,侧压力系数为规范侧压力系数的0.86~1.43倍。     

加筋土挡墙内部侧压力系数和拉筋无效长的若干讨论

本文分析了影响加筋土挡墙内部侧压力系数的一些因素。认为一般情况下其侧压力系数应介于主动土压力系数与静止土压力系数之间。目前常用的１－ｓｉｎψ并非真正的Ｋ０，提出可用（１＋ｓｉｎψ）Ｋ。作为计算加筋土坡脚墙侧压力系数的经验公式。同时认为在加筋土挡墙中，拉筋的实际无效长可能比“０．３Ｈ法”小。     

侧压力系数对盾构隧道接头变形及受力影响

为明确侧压力系数对盾构隧道结构接头变形及受力特性的影响规律，通过建立三维精细化数值模型，并与足尺试验进行对比验证，研究正常承载、超载及卸载情况下侧压力系数改变对接缝张开、错台及螺栓受力的敏感程度。研究结果表明： 在正常承载阶段，侧压力系数的减小使得隧道结构的受荷形式更加不利，接头更易发生损坏，当侧压力系数从0.7降低至0.65、0.6时，纵缝最大张开量分别增大1.6倍和21.7倍，环缝最大错台量分别增大2.7倍和20.1倍。对比超载及卸载2种情况，卸载情况下隧道结构的纵缝张开量及环缝错台量对侧压力系数变化更加敏感。在“临界失稳状态”和“极限破坏状态”下，不同侧压力系数下的螺栓应力基本相同，表明螺栓应力水平主要由其自身属性决定，侧压力系数的减小，仅加快了螺栓屈服进程，对螺栓最终应力水平无显著影响。     

山西太古路西山隧道(13.654km)通风方案研究

随着我国10多年公路隧道建设的迅速发展,国内已涌现出大量的长、特长隧道,公路隧道建设和营运管理也积累了较多经验,有关的技术也得到了很大提升。依托于《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ.026.1-1999,以下简称规范)的《公路隧道通风设计细则》正在编制中。为了保证需风量取值的合理性,本文对西山隧道需风量计算分别就规范的基准排放量,细则中的基准排放量,根据欧Ⅱ、欧Ⅲ排放和PIARC计算公式,对污染物不同折减系数,不同阻滞车速工况下分别计算了三套需风量,以保证需风量取值的合理性。     

围岩侧向压力对隧道稳定性的影响研究

围岩侧压力是否对隧道稳定性产生影响,不同的理论有不同结论。轴比论观点认为,洞室形状一定时,竖向压力和水平方向的围岩压力比值和隧道洞室的稳定性密切相关。然而,有限元强度折减法计算结果则表明,泊松比(对应不同侧压力系数)与隧道的安全系数大小无关。显然,这一结论与轴比论不符,也与实际不符。以某扁平隧道作为算例,采用改进的强度折减法计算不同泊松比对应的破坏形态及安全系数,计算结果表明:泊松比对隧道的破坏形态及安全性有影响,侧压力越大,则越容易发生边墙破坏;侧向压力越小,则越容易发生拱部破坏。     

再议梁板桥横向分布及其在加固中的问题

通过理论分析并建立有限元实体单元模型大量计算,对传统力学假设和简化计算与实际结构间存在的差异,以及桥梁结构由于破损或加固造成的横向分布变化进行研究,并以实际桥梁工程为背景,用计算实例进行验证。结果表明,各实际桥梁结构与简化计算结果间存在差异,传统的桥梁横向分布计算方法存在偏不安全的地方;提出了一些实际桥梁结构的横向分布系数的修正系数,用于修正横向连接的缺损或加固导致横向分布系数的变化。提出的修正系数具有较好的工程实用性,得到的桥梁受力状态将更加符合板梁的实际受力状况,可供工程设计参考。     

宁波地区深厚软土静止侧压力系数对比研究

静止侧压力系数(K0)是土体的一个重要力学性质指标,在岩土工程设计中应用广泛。通过三种方法对宁波地区软深厚土的K0值展开对比研究:经验公式法、室内土工试验法、原位测试法,并对各种经验方法进行分析对比,结合软土的工程特性提出了静止侧压力系数K0与塑性指数Ip的统计经验公式。其成果可较好地估算该地区的软土K0值;利用扁铲侧胀试验成果,提出符合宁波地区软土K0的计算经验公式,并给出了软土层的K0建议值,为该地区的软土工程设计提供参考。     

地面出入式盾构隧道修正惯用法计算参数研究

盾构隧道衬砌内力计算常用方法为修正惯用法,其计算参数一般根据经验选取。基于壳-弹簧模型,考虑接头抗弯刚度与接头轴力弯矩的非线性关系,对地面出入式超浅埋盾构隧道修正惯用法的关键计算参数抗弯刚度效率系数η和弯矩调整系数ξ的取值进行分析研究。得到结论:超浅埋盾构隧道η应在规范范围内取最小值,ξ应取最大值,负覆土情况下可偏保守取1。     

国内隧道常用围岩分级方法的优缺点及其优化建议

介绍了三种常用的隧道围岩分级方法（RMR法、Q法和BQ法），并对比分析了各自的优缺点，针对RMR法和Q法的RQD取值，软岩中Q法的SRF取值以及BQ法的K₂，K₃修正系数取值，提出了改进方法。     

摩阻和孔道偏差系数对双向预应力混凝土连续梁桥线形控制的影响

本文以某3跨预应力混凝土连续梁桥施工控制为工程背景,研究了摩阻系数、孔道偏差系数取值对桥梁施工线形控制的影响。试验数据表明,双向预应力混凝土连续梁桥的摩阻系数和孔道偏差系数的实测值和规范取值有很大差别。有限元分析表明,摩阻系数、孔道偏差系数对结构挠度有很大影响。因此,在大跨度预应力混凝土连续梁桥施工线形控制时要综合考虑实际摩阻系数、孔道偏差系数的影响。