逆断层黏滑错动下隧道抗错断力学机制研究

研究目的:由于断裂活动的复杂性和工程示范样本的缺失性,逆断层黏滑错动过程隧道抗错断力学机制尚未清晰揭示。因此,本文以某交通隧道逆断层黏滑错动段为原型,采取强制位移法开展1∶30抗错断模型试验,对逆断层黏滑错动下隧道衬砌结构应变、受力进行对比分析,以揭示逆断层黏滑错动条件下隧道抗错断力学机制。研究结论:(1)逆断层黏滑错动具有显著区域性特征,黏滑错动过程主要影响Ⅱ-Ⅱ～Ⅴ-Ⅴ断面范围内,远离错动面衬砌结构受错动影响较小;(2)隧道衬砌结构纵向主要为压应变超限受损,最大纵向压应变位于固定盘侧Ⅴ-Ⅴ断面;活动盘侧环向压应变超限位于Ⅲ-Ⅲ断面的拱顶,固定盘侧环向拉应变超限位于Ⅳ-Ⅳ和Ⅴ-Ⅴ的拱顶、环向压应变超限位于仰拱;(3)活动盘侧最大接触压力位于Ⅱ-Ⅱ断面仰拱,错动前后相差近2倍;固定盘侧最大接触压力位于Ⅴ-Ⅴ断面拱顶,错动前后相差1. 1倍;黏滑错动对活动盘侧围岩压力影响近似为固定侧1倍;(4)本研究成果可为逆断层黏滑错动地质地段隧道抗错断设计和施工提供理论依据。     

强震水下盾构管廊砂土液化区穿越方案研究

以"河北第一盾"曹妃甸工业区综合管廊工程为依托,选取典型砂土液化断面,利用FLAC2D有限差分软件对强震水下盾构管廊砂土液化区穿越方案进行对比分析。研究结果表明:地层加固范围取3 m,地基强度参数提高1倍即能达到安全与经济的平衡。其结论可为类似工程提供很好的参考和借鉴。     

临近导热断层高岩温隧道施工环境温度控制技术研究

为研究临近导热断层高岩温隧道施工环境温度控制技术，依托某高岩温隧道工程，对机械通风、机械通风+冰块、机械通风+喷雾、机械通风+冰块+喷雾等方案的降温效果进行研究。结果表明，机械通风量越大，降温速度越快，降温温差越大；当机械通风量增加到一定程度后，隧道环境降温效果提升不再明显，需采取其他辅助措施进行进一步降温；冰块辅助降温时用冰量越大，降温速度越快，降温效果越明显；机械通风+冰块+喷雾控温方案平均降温速度为5.37℃/min，降温温差为53.74℃，稳定环境温度为26.26℃，对隧道施工环境温度的控制效果最好；现场采用该控温方案后，掌子面岩温降至46.1℃，洞内环境温度在25～27℃间，符合规范要求。     

地铁暗挖隧道下穿既有区间盾构WSS加固效果分析

北京地铁6号线下穿既有4号线段是国内采用矿山法下穿既有盾构区间的首例,在下穿过程中,既有线和在建线变位是本工程控制的重点。采用Flac3d三维有限差分软件,对实际下穿过程进行动态数值模拟,获得不同WSS加固措施下既有线和在建线的位移及变化规律。数值计算和施工实践表明:WSS上半断面加固措施达到了安全与经济的平衡。其结论可为类似穿越工程积累经验和提供借鉴。     

下穿高速公路结构顶进施工方案和数值分析

详细介绍了不中断交通的高速公路下大型框架结构顶进施工方案,内容包括长大管棚打设、箱涵顶进施工技术和要求。相应的数值建模和分析表明:由于开挖、顶进使三个典型断面上方路面沉降最大发生在箱涵顶进入口附近,其次是出口附近,最小为箱涵顶进的中间位置,因此在箱涵进、出口10m范围内更应做好管棚护顶和箱涵基础的加固。     

双线暗挖隧道下穿既有城市主干道施工方法比选

以某双线暗挖隧道下穿既有城市主干道为工程背景,利用FLAC-3D有限差分软件对WSS加固条件下上下台阶法、上下台阶增设临时仰拱法和上半断面预留核心土法进行对比分析,着重研究了既有主干道沉降,在建暗挖隧道受力、收敛、掌子面挤出位移以及塑性区开展深度进行分析.分析表明,上下台阶增设临时仰拱法达到了经济与安全的平衡,是较为合适的穿越方法.     

穿越断裂黏滑带隧道合理抗错断设防长度研究

研究目的:隧道穿越黏滑断层带极易发生错断,其合理的抗错断设防长度一直是业内研究的关键性问题。采用数值计算和黏滑错动模型试验相结合方法,研究隧道穿越断裂黏滑带黏滑错动条件下结构应变、主应力响应特性,探求穿越断裂黏滑带隧道合理抗错断设防长度。研究结论:(1)衬砌主应力最大峰值均出现在断裂黏滑带两侧一定范围内,当远离黏滑断裂带衬砌结构主应力趋于稳定,黏滑错动影响范围在隧道纵向具有显著区域性特征;(2)断裂黏滑错动对活动盘影响范围明显大于固定盘;(3)影响范围内活动盘侧以拉应力破损为主,合理的抗错断设防长度约为(6～7) D;(4)固定盘侧以压应力破损为主,合理的抗错断设防长度(含断层带)约为(4～5) D,且随着断层宽度的增加,固定盘侧影响范围逐渐向断层区域内平移;(5)减错缝的设置可将衬砌结构主应力降至安全范围内,实际工程建议根据衬砌模板台车长度将减错缝与施工缝设置在同一断面;(6)本研究成果可为黏滑错动地质地段隧道抗错断设计和施工提供理论依据。     

季节性冻土区隧道保温层御寒保温技术研究

为了满足交通的便捷和时效性,我国修建在寒区的隧道工程越来越多。针对困扰季节性寒区隧道工程的冻害问题,以季冻区桦皮岭隧道为依托,开展寒区隧道保温层御寒保温技术研究。首先,开展现场环境温度和竖直钻孔隧道洞口段围岩温度场变化监测,获得计算模型所需精准温度荷载及地表活动层围岩温度场受影响范围;其次,建立基于Fluent流体计算软件的"围岩-衬砌-保温层-空气"气固耦合计算模型,并通过对比现场地勘资料验证计算模型的合理性;最后,对不同保温材质、不同铺设厚度和铺挂方式进行了对比分析。结果表明:围岩温度场随外界大气温度呈近似三角函数周期变化,但"滞后效应"明显;地表活动层围岩温度受影响范围约为8 m;设置保温层处内外温度存在"跳跃"现象,内外温差最高达8℃;硬质聚氨酯保温材料较聚酚醛泡沫塑料和泡沫玻璃御寒保温效果分别提高了近20.6%和80.9%;最优保温层厚度为5 cm,最优铺挂方式为衬砌内表面铺设。     

动力机器框架式基础动力分析方法的适应性研究

动力机器框架式基础动力分析的传统方法有共振法和振幅法.基于有限元变分原理,结合具体的工程实例,使用ANSYS有限元分析软件建立了动力机器作用下框架基础的动力数值模型,并对其进行了模态分析和谐响应分析.基于数值分析结果,对两种传统的机器基础动力分析方法的适应性进行了讨论.结果表明:相对共振法,基于振幅的分析方法在动力机器框架式基础的动力分析中更加合理.