材料刚度匹配关系在地下结构减震原理中作用的研究

前期研究和工程实践证明,围岩、抗减震层和隧道衬砌等材料关于刚度、阻尼和密度之间的匹配关系,对隧道在地震过程中的动态响应有至关重要的影响。为更深入了解隧道动态响应与相关材料匹配关系之间的内在联系,利用动力学振动理论给出了关于地下结构位移传递系数的一个解析解,并首次提出关于地下结构综合位移传递系数的概念。对计算公式进行验证后表明：在隧道的抗减震设计中,当不考虑抗减震层的材料阻尼时,抗减震措施的材料刚度对地震波中的低频部分具有较好的减震效果,而对于地震波中的高频部分,抗减震层的减震效果不明显;无论是抗震层刚度的增加,还是减震层刚度的减小,均存在一个合理的刚度增大或减小的范围,当刚度位于该范围内时,才能使隧道的综合位移传递系数较小,并且在经济上不会产生浪费。     

锦屏二级水电站交叉隧洞模型试验研究

多洞室交叉处围岩力学状况目前国内外研究相对较少。文章以锦屏二级水电站3#引水隧洞三洞交叉段为工程背景,为了解交叉洞室对围岩的影响,进行了三维地质力学模型试验;通过两组试验,有效地揭露了交叉洞室间的相互影响,以及开挖与支护方法对围岩稳定性的影响。最后通过超载试验,确定了交叉洞室的破坏模式及其破坏过程;试验结果为指导施工提供了依据。     

中墙侧边回填对双连拱隧道中墙受力的影响

文章结合广(州)惠(州)高速公路小金口双连拱隧道(中墙一侧回填)与宜(宾)水(富)高速公路鞋底坡双连拱隧道(中墙一侧未回填)实际工程例子,对其中墙内力及水平位移的现场监控量测结果进行对比分析,并对双连拱隧道中墙应力进行数值分析,得出在Ⅳ级围岩中,双连拱隧道中墙一侧不进行回填工序;如果围岩条件较差,则中墙一侧可以采用钢支撑作临时支护,就能满足其整体结构的稳定性要求。所得的数据和结论可望为同类隧道的设计、施工和研究提供借鉴和参考。     

强震作用饱和粉土地层盾构隧道碎石桩抗液化技术研究

地震作用下饱和粉土地层易出现液化现象,造成地基失效与结构受损.因此,对地震作用下饱和粉土地层地铁盾构隧道抗液化措施的研究具有一定的意义.依托天津地铁5号线典型液化区段,采用数值模拟的方法分析了碎石桩加固前后盾构隧道的位移响应以及饱和粉土地层的抗液化性能.研究结果表明:在0.3g强震作用下饱和粉土地层2～6 m深度处超孔...     

厚层堆积体偏压隧道洞口结构抗减震技术研究

为研究覆有厚层松散堆积体且穿越软硬交界面的隧道洞口段动力响应特点和抗减震措施,以飞仙关隧道洞口段为研究对象,采用有限差分软件分别建立隧道围岩渐进式注浆、设置减震缝和全环注浆3种工况,并和无措施情况下隧道衬砌的应力、变形对比,得出最佳抗减震措施。研究结果表明： 1）在强震作用下衬砌的纵向变形远远小于横向变形,且全环注浆对限制衬砌的横向变形效果最显著,单独设置减震缝对衬砌变形的限制效果较差; 2）隧道右拱脚和右拱腰是强震作用下结构破坏的最危险位置,需着重加强这2处的抗震加固; 3）全环注浆能够有效减小衬砌应力,同时还能使交界面附近应力变化连续而平稳。     

高压富水区山岭隧道施工注浆堵水技术研究

为了保障高压富水区山岭隧道施工安全,现场经常采用注浆堵水措施,而目前隧道注浆堵水时地下水渗水量和支护结构外水压力变化特性尚有待于进一步研究。依托南大梁高速公路华蓥山隧道工程,基于复合式衬砌山岭隧道"堵水限排"的防排水理念,采用理论分析和数值模拟方法,分析了高压富水区复合式衬砌山岭隧道围岩注浆堵水时地下水渗流场特征,推导了高压富水区山岭隧道采取注浆堵水时隧道渗水量和支护结构外水压力的计算公式,得到了隧道渗水量及支护结构外水压力与注浆圈厚度、围岩和注浆圈渗透系数之比及围岩和初期支护渗透系数之比间的关系。研究结果表明:高压富水区山岭隧道注浆堵水时,隧道渗水量和支护结构外水压力的主要控制因素为:注浆圈厚度、注浆圈及初期支护的渗透系数;隧道渗水量和支护结构外水压力随着注浆圈厚度的增加及其渗透系数的减小而降低,综合考虑注浆堵水效果及施工成本,建议注浆圈厚度为6～8 m、围岩与注浆圈渗透系数之比为100～200时较优;高压富水区山岭隧道防排水系统设计,需要考虑注浆圈和初期支护堵水作用以及横纵向排水管排水效果,即综合防排水设计才可以减小排水量,有效降低支护结构外水压力。研究所得隧道注浆堵水的相关参数成功应用于实际工程,为高压富水区隧道工程注浆堵水设计与施工提供了一定的参考。     

基于正交设计的隧道Ⅴ级围岩相似材料配比试验研究

基于正交设计方法,将雅沪高速公路某隧道围岩的粘聚力和摩擦角作为研究目标,使用粉煤灰、干河沙和机油作为原料进行拌和,较好地模拟了V级围岩。通过大量试验,确定相似材料物理参数的影响因素并进行敏感性分析,最终确定材料的合理配比,为下一步的试验研究做好准备。     

双连拱隧道明洞衬砌施工对中墙偏压的分析

双连拱隧道明洞段的衬砌施工,目前有较多的争议,施工工序安排不当可能会影响隧道中墙的稳定性。文章结合宜水高速公路鞋底坡双连拱隧道实际工程,对隧道明洞段单边衬砌施工进行了有限元数值分析及现场监控量测,指出隧道明洞段衬砌施工对中墙稳定性的影响不大,中墙底部和边墙脚是影响隧道稳定的关键部位。     

双连拱隧道围岩稳定性模型试验研究

本文结合广(州)惠(州)高速公路小金口双连拱隧道实际工程,利用相似模型在Ⅱ、Ⅲ类围岩条件下,采用三导坑法、双导坑法和中导坑拓展法三种施工方法进行模型试验研究。得出最大的周边径向位移发生于拱顶, 其次为拱腰部位,径向位移收敛警戒值的范围不能超过10mm;从洞室的失稳特征分析,衬砌最容易在隧道边墙及中墙与衬砌搭接处出现裂缝;通过模型试验提出了连拱隧道在Ⅲ类围岩中采用中导坑拓展法施工,对围岩扰动较小,有利于隧道稳定。研究成果对双连拱隧道的设计与施工具有重要指导作用。     

浅埋暗挖矩形区间隧道临时支护拆除方案比选

以昆明地铁3号线金太区间隧道工程为例，采用现场监控量测与数值模拟相结合的方法，分析了3种浅埋暗挖矩形区间隧道临时支护拆除方案对隧道结构安全稳定性的影响，得出了目标断面隧道结构的顶板下沉、水平收敛、地表沉降及安全性系数在拆除临时支护前后的变化规律，引入位移变化率指标，分析对比了临时支护拆除方案的优劣，确定了适用于浅埋暗挖矩形隧道临时支护的间隔拆除方法，并采用现场监测数据验证了其可行性。