水平砂泥岩隧道锚杆支护变形和受力特性研究

为了分析水平砂泥岩隧道锚杆支护效果,以段家坪隧道为例,通过数值模拟和现场监测,对隧道拱顶沉降、锚杆轴力和初期支护与围岩接触压力进行研究。结果表明:锚杆长度达到3 m,锚杆间距达到1.5 m后,继续增加锚杆长度和减少锚杆间距对于隧道拱顶沉降的控制作用不再明显;隧道拱部锚杆轴力较大,隧道拱腰和拱脚处锚杆受力较小;随着水平砂泥岩隧道围岩强度的降低,拱部锚杆轴力不断增大。围岩强度越低,锚杆能够更好发挥控制围岩变形的作用。     

基于上限分析与随机响应面法的盾构隧道掌子面可靠度研究

为更全面准确评估孔隙水压力作用下盾构隧道掌子面的稳定性，提出一种基于极限分析原理的双对数螺旋线破坏机构为确定性模型，结合随机响应面原理的可靠度分析方法。该方法以孔隙水压力系数表示地下水引起的孔隙压力变化，通过上限分析得到隧道掌子面的安全系数； 运用拉丁超立方技术对安全系数进行抽样，建立基于Hermite多项式展开的近似极限状态方程，在验证响应面有效性的基础上，进一步采用蒙特卡洛模拟法获取隧道掌子面失效概率特征。利用该方法分析了土体参数变异性、地下水位以及支护力对掌子面失效概率的影响，并将其应用于湘江隧道掌子面的可靠性研究中。结果表明： 该方法可以有效地评估隧道掌子面的可靠性，并可为隧道掌子面支护力的选取提供理论参考。     

PVC管聚能爆破法在水平砂泥岩隧道中的应用

以蒙华铁路段家坪隧道为例,分析了水平砂泥岩隧道爆破成型特点,提出了PVC管聚能爆破方法,研制出了PVC管聚能爆破装置,采用PVC管聚能爆破方法达到了预期的爆破成型效果.PVC管聚能结构方向与水平岩层层理结构基本垂直时,需减少炮眼间距,PVC管聚能爆破方法能够顾更好的控制水平砂泥岩地层隧道的超欠挖量,大部分超挖量控制在15 cm以内,最大超挖量减少了78.8％.同时若工厂规模化生产PVC管聚能结构,可以更好省时省材,提高工作效率.     

深埋隧道内超前深孔降水模型试验

针对弱胶结富水粉细砂岩极易突水涌砂导致的隧道掌子面坍塌和初期支护开裂变形, 研究了深埋隧道内超前深孔降水方法, 建立了模拟隧道内超前降水的实体模型, 分析了3种降水管和3种抽水泵功率下各时刻模型的水位面变化, 采用三轴试验分析了粉细砂岩在高含水率下的破坏状态。研究结果表明: 降水试验模型切向断面上同一标高测点处中间水头低, 两侧水头逐渐升高, 呈抛物线形式, 反映了超前深孔降水规律; 粉细砂岩在高、低含水率下均呈塑性破坏, 破坏时的轴向应变小于5%;降水过程中地层含水率从20%下降到11%时, 粉细砂岩强度、黏聚力和内摩擦角达到最优稳定状态, 实现了开挖面无水状态; 隧道内超前降水参数应采用管径为65 mm的真空降水管和抽水功率为7.5 kW的真空泵, 且降水管应布置在超前掌子面20 m的隧道两侧边墙处; 在富水粉细砂岩深埋隧道内超前深孔预先降水并辅以注浆加固, 能够实现开挖期间粉细砂岩稳定, 为隧道顺利施工奠定了基础, 也避免了大埋深隧道从地表进行深井降水的困难。      

富水断层破碎带大断面隧道设计与快速施工

为解决石峡隧道穿越F7断层及其次生断层影响带、实现快速施工满足通车工期要求的目的，通过数值计算、现场监测等手段，对超前支护、初期支护、锁脚锚杆措施进行了优化，优化措施在工程应用中取得了良好的效果。实践证明： 自进式管棚集钻进、注浆、支护于一体，增强了围岩的稳定性并大幅提高了超前支护施作效率；管棚保护下的两台阶快速开挖方法可实现初期支护的早封闭、少扰动，大幅提高了施工进度；不同角度、长度锁脚锚杆对拱顶沉降、周边收敛的影响规律，应结合围岩与衬砌变形规律选取合理的设计参数；管棚保护下的两台阶快速开挖方法及R51锁脚锚杆有效控制了围岩稳定和初期支护变形。     

集中力作用在弹性半无限平面内的Melan解研究

针对长条形基坑开挖的变形问题，通过对Melan给出的集中力作用在弹性半无限平面内应力解的研究，发现其不满足弹性力学相容方程。对此，利用弹性力学中平衡方程、应力几何方程结合位移边界条件，给出了集中力作用在弹性半无限平面内应力修正解，推导出相应的位移解，并利用有限元ABAQUS计算结果验证位移解的正确性，同时说明了应力修正解的正确性。     

基于BIM的北京地铁19号线平安里站施工风险巡视过程控制研究

为有效解决工程风险巡视效率低下、协同度低、主观能动性差的弊端，加强风险巡视的过程控制，充分利用BIM技术的可视化和信息集成化特点，同时保证施工过程风险管控的有效性和可追溯性，依托在建北京地铁19号线平安里站对施工风险巡视过程控制进行研究。研究基于自主研发的风险巡视APP和搭建的BIM-GIS三维场景，首先，通过现场定位和虚拟仿真的手段实现排查位置和排查信息的记录；其次，对排查信息设置风险过滤条件；最后，对风险信息进行集成管理。研究得出： 基于BIM的风险管理可以控制风险巡视过程，快速有效地分类整理并推送风险集成信息，通过BIM可视化和信息集成化的手段可以有效地控制整个管理流程，提高风险识别能力。     

荷载作用下单裂缝锂渣混凝土的氯离子传输试验

目前有关混凝土结构耐久性设计大多是依据完整混凝土的研究，实际的混凝土结构多是带有裂缝的多相复合材料，这在一定程度上高估了混凝土结构的服役寿命。通过化学滴定法测量混凝土中自由氯离子含量，系统研究锂渣的掺量、荷载大小、裂缝宽度对自由氯离子时空分布的影响，并根据Fick第二定律计算氯离子的扩散系数。结果表明： 在硫酸盐与氯盐混合溶液中，自由氯离子含量显著降低，硫酸根离子能够有效减缓氯离子在混凝土中的传输； 掺加20%锂渣能够减小氯离子在混凝土中的传输速率； 混凝土中的氯离子传输速率随着荷载和裂缝宽度的增加而增加。     

土压/泥水平衡双模式盾构适应性设计

为解决复杂地质及周边环境盾构设备选型难题，结合多模式盾构的发展与研究现状，对多模式盾构进行了定义与分类，主要分为土压/泥水双模式盾构、土压/TBM双模式盾构、泥水/TBM双模式盾构等几大类型。并结合南宁市轨道交通5号线一期工程，对土压/泥水平衡双模式盾构的主要工作原理、特点、适用范围及适应性设计等方面进行了分析，结果表明： 土压/泥水平衡模式盾构地质适应性广、设备利用率高、施工成本低，解决了同一区间不同地质环境条件下盾构设备选型的问题，在一定程度上为地质复杂、工程敏感地带提供了一套可靠解决方案。     

高速公路收费站免费放行区域计算方法优化改进

从本质上来讲,高速公路出行是道路使用者购买的一种快捷服务,道路使用者理应获取满意的服务。针对目前高速公路收费站存在大量拥堵的现状,以江苏省高速公路相关规定及沈海高速公路江苏段某收费站为例,利用收费站设计相关理论及排队论理论,介绍了现有车道长度折算免费放行区域计算方法,并针对现有计算方法的不足,提出了车道长度折算和车道面积折算双重折算的优化改进模型,同时,增加排队长度值参数作为优化改进模型的重要组成部分,采用排队长度值对计算结果进行理论校验。结果表明:优化改进后的计算方法获取的结果更加准确合理,可大量减少由于免费放行所引起的民事纠纷,排队长度的校验使得收费站免费放行区域的法规规定有了理论支撑。